Исследование современного состояния и перспектив развития отечественных космических систем дистанционного зондирования Земли
для решения задач мониторинга окружающей среды

Космическая съемка в сравнении с авиационной является менее затратным и существенно более простым в части решения организационных вопросов процессом. Решение о целесообразности привлечения конкретных аэрокосмических средств мониторинга окружающей среды должно приниматься с учетом их информативности и эффективности (результативности, оперативности, ресурсоемкости). В качестве космических средств сбора данных о состоянии окружающей среды (ОС) следует рассматривать отечественные космические аппараты дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ), обеспечивающие регистрацию панхроматических, мультиспектральных и гиперспектральных изображений сверхвысокого (< 1 м), высокого (1-10 м) и среднего (10-250 м) пространственного разрешения.
Развитие и применение отечественных КА ДЗЗ осуществляется в соответствии с Федеральной космической программой (ФКП). В состав орбитальной группировки КА ДЗЗ на 2022 год входят 12 спутников: 7 проводят мониторинг территории (1 КА природоресурсного назначения высокодетального наблюдения «Ресурс-П», 5 КА из состава космических систем (КС) мониторинга чрезвычайных ситуаций «Канопус-В», один спутник «Канопус-В-ИК») и 5 контролируют гидрометеорологическую обстановку (три «Метеора-М» и два «Электро-Л»). К 2025 г. планируется увеличение группировки ДЗЗ до 25 космических аппаратов. Исследование тактико-технических характеристик съемочной аппаратуры (СА) показывает, что получение данных с качеством, пригодным для решения задач мониторинга окружающей среды, будут обеспечивать следующие отечественные действующие и перспективные КА ДЗЗ: «Канопус-В», «Канопус-В-ИК», «Ресурс-П», «Ресурс-ПМ», «Метеор-М», «Обзор-Р», «Кондор-ФКА», «Кондор-ФКА-М».
Планируется, что на смену аппаратам серии «Ресурс-П» в ближайшей перспективе должны прийти КА «Ресурс-ПМ». Первый из них, должен быть выведен на орбиту в 2022 году, далее в 2023-2025 гг. предусмотрен запуск одного КА «Ресурс-ПМ» ежегодно. В настоящий момент для дистанционного зондирования Земли разрабатываются спутники нового поколения «Канопус-ВО», которые должны обеспечить широкозахватную (в 5 раз больше ширина полосы обзора, чем у предшественников) и инфракрасную съемку на территории России. В ее состав войдут шесть спутников, первый из которых должен быть выведен на орбиту в 4 квартале 2024 г., а второй – в 1 квартале 2025 г. Главной их задачей станет мониторинг чрезвычайных ситуаций. В АО «ВПК «НПО машиностроения» создается КА «Кондор-ФКА», проводящий радиолокационную съемку. Ожидаемый срок запуска КА «Кондор-ФКА» № 1 – конец 2022 года, КА № 2 – 2023 год. Из перспективных аппаратов следует отметить новую российскую группировку спутников «Обзор-О», способную выполнять мониторинг Земли с высоким временным и пространственным разрешением. Аналогами за границей являются: США – Landsat, Европа – Sentinel, Китай – ТН, а также американская система Planet Labs и канадско-немецкая Rapid Eye. Некоторые задачи на данный момент решают «Канопус» и «Ресурс». ФКП-2025 предусмотрено также создание КА «Обзор-Р», целевые характеристики и функциональные возможности которого близки к уровню эксплуатируемых в настоящее время зарубежных аналогов. Главной его особенностью станет наличие радара на базе активной фазированной решетки (АФАР). Срок запуска КА «Обзор-Р» № 1 ожидается в 2023 году. Спутники «Арктика-М» имеют оборудование, аналогичное тому, которое используется в работающих на орбите геостационарных метеорологических аппаратах серии «Электро-Л». Спутники «Электро-Л» оборудованы многозональным сканирующим устройством гидрометеорологического обеспечения, гелиогеофизическим аппаратурным комплексом. Однако, со спутников «Электро-Л» плохо просматриваются полярные области Земли, новые аппараты «Арктика-М» смогут оценивать их состояние. Космические аппараты «Арктика-М» одновременно ведут наблюдение в десяти спектральных диапазонах, семь из них — тепловые. Первый спутник был выведен в 2021 году. Запуск второго спутника запланирован на 2023 год, 2024 – 2025 гг. - еще три аппарата «Арктика-М». После 2025 года группировку пополнят пять спутников следующего поколения «Арктика-МП».
Изучив основные характеристики СА КА ДЗЗ, выявлены основные направления использования полученных данных, например:
– «Ресурс-П» и «Ресурсы-ПМ»: контроль загрязнения и деградации окружающей среды, контроль водоохранных и заповедных районов; мониторинг чрезвычайных ситуаций; создание и обновление топографических и навигационных карт; определение вида и состояния растительности, состав пленки загрязнений на поверхности воды, оценка состояния ледовой обстановки; исследование природных ресурсов, идентификация почв.
– «Кондор-ФКА»: экологический мониторинг природных ресурсов, картографирование поверхности Земли.
– группа спутников «Канопус»: картографирование; обнаружение очагов лесных пожаров, крупных выбросов загрязняющих веществ в природную среду; мониторинг сельскохозяйственной деятельности, водных и прибрежных ресурсов; землепользование.
– «Электро-Л»: получение многоспектральных снимков облачности и подстилающей земной поверхности в пределах всего наблюдаемого диска Земли.
– «Метеор-М»: получение исходных гидрометеорологических данных в глобальном масштабе для составления прогнозов погоды; контроль опасных погодных явлений и предупреждение об их приближении; контроль климатообразующих факторов.
– «Обзор-Р»: обеспечение МЧС России и других министерств радиолокационной информацией для решения различных задач.
– «Обзор-О»: выполнение оперативной съемки территории России.
– «Арктика-М»: круглосуточный всепогодный мониторинг поверхности Земли и морей в арктическом регионе, решение задач в области метеорологии и гидрологии.
Состояние космической деятельности является одним из основных факторов, определяющих уровень развития России, статус высокоразвитого в научном и технологическом отношениях государства. В соответствии с концепцией проекта «Сфера» программы «Космическая деятельность России» дальнейшей задачей в этой области является продолжение развития существующих космических систем (КС) и комплексов ДЗЗ, создание и развертывание многоспутниковых орбитальных группировок с КА нового поколения. Таким образом, новая группировка КА ДЗЗ обеспечит полный объем наблюдения за окружающей средой.