Специалисты холдинга «Росэлектроника» (входит в ГК Ростех) и НПО машиностроения в декабре начали эксплуатацию второго спутника «Кондор-ФКА». Главным его элементом является радиолокатор с синтезированной апертурой. Он позволяет делать снимки высокого разрешения в том числе для прокладки маршрутов по Северному морскому пути (СМП).
Как будет работать такая система и чем именно поможет морякам в Арктике, телеграм-каналу Корабельный кот рассказали разработчики из ГК Ростех.
Арктика − один из самых непредсказуемых уголков Земли. Его транспортное освоение началось относительно недавно и пока оперативной информации остро не хватает. А потребность в арктических перевозках только растет, с учетом доставки необходимых товаров в отдаленные населенные пункты и развития промышленных проектов.
Ледовые условия на трассе СМП постоянно меняются: образуются новые торосы, лед может быстро нарастать или, наоборот, таять. Без регулярных и точных данных невозможно понять, где он достаточно тонкий для прохода судов, а где требуется помощь ледоколов. Это создает риски для судоходства, увеличивает время доставки и повышает расходы на доставку.
Как именно льды сказываются на маршрутах судов?
Задача прокладывания маршрутов СМП сводится к решению одной большой проблемы. Зимой, когда очень холодно, лед начинает промерзать на большую глубину. Летом такая проблема в принципе не стоит – сейчас летом достаточно тепло, и чаще всего в условиях Крайнего Севера вокруг береговой черты лед начинает таять. По сути, весь Северный Ледовитый океан в районе СМП расположен в прибрежной зоне, лед здесь летом подтаявший и суда проходят без особых затруднений.
Нужно мониторить состояние ледовых покровов исключительно в зимний период.
Какую задачу могут решить новые радиолокаторы? И как именно она поможет в прокладке маршрутов?
Для оценки толщины ледового покрова можно использовать космические радиолокаторы с синтезированной апертурой различных диапазонов в режиме интерферометрии (режим измерения высоты поверхности Земли). Для получения информации о поверхностной структуре достаточно коротковолновых диапазонов до 10 см. Для определения структуры, где проходит граница лед-вода, необходимы диапазоны с длиной волны от 1 м. Сопоставляя информацию с двух локаторов, можно строить карты ледовой обстановки.
Но на самом деле задачи по определению толщины льда перед нами не стоит. Чаще всего нужно смотреть образование торосов, новых структур льда. S-диапазона (длина волны – 10 см) для этого вполне достаточно. Для нас главное – понять, как структура ледяного покрова менялась в течение определенного периода времени, исчез лед или появился. Если он образовался за 3 дня, то толщина его максимум 30 см и суда здесь пройдут.
Поэтому наша аппаратура, обновляя информацию раз в три дня, позволяет отслеживать состояние ледовой обстановки на СМП. Если отслеживать эту динамику на постоянной основе, одновременно анализируя метеорологические данные о погоде и осадках, то можно принимать квалифицированные решения о проходе судов.
Ледоколы пробивают лед до 7-8 м толщиной. А обычные суда преодолевают льды до 1 м толщиной. К тому же на маршрутах следования ледоколов лед всегда тоньше и пройти судам по такому пути проще, даже если там образовался новый ледовый покров.
Как быстро обрабатывается эта информация и в каком виде в итоге представляется?
Информация с радиолокаторов поступает в НПО машиностроения для анализа и обработки. Данные приходят в виде голограмм – это сырой сигнал от спутника, имеющий сложную структуру. Он содержит информацию не только полезную, но и служебную – о состоянии спутника и его систем, телеметрию и навигацию.
Расшифровка идет довольно быстро. Обработка «прохода» длиной 400-500 км занимает на стационарном компьютере порядка 30 минут, не больше. Суперкомпьютерная техника для этого совсем не требуется. Если поставить несколько компьютеров, разделить голограмму на несколько фрагментов, то можно справиться даже за 5 минут. Со спутника приходят мегабиты в секунду, речь о терабайтах не идет.
Если нужны какие-то фрагменты, сначала делается первичный синтез, получается обзорное радиолокационное изображение среднего разрешения. Если же есть районы особого интереса, то эти места дофокусируются и получается картинка более высокого разрешения.
Программное обеспечение для НПО машиностроения делали специалисты Научно-исследовательского института точных приборов – такое решение было принято в период, когда проект только начинали реализовывать. Тем не менее, когда возникают спорные моменты с расшифровкой данных или нестандартные ситуации, мы подключаемся к общему делу как разработчики и эксперты.
При этом концерн «Вега» (создал радиолокатор, входит в Росэлектронику) может предоставлять полный пакет услуг радиолокации – от оборудования до программного обеспечения, полного экспертного и технического сопровождения, архивации и постобработки данных по интересующим районам.
Подписывайся на телеграм-канал Корабельный кот о главном в водной логистике 🚢