Уважаемые читатели сайта! Сегодня, мы имеем возможность, начать новую рубрику "РАССКАЗЫВАЕТ КОСМОНАВТ". В этой рубрике будут собраны материалы, лекции, интересные истории, из жизни и работы космонавтов. С любезного позволения сайта РКК Энергия, рубрику открывает Рассказ Романа Романенко о дистанционном зондировании Земли с борта МКС.
«Планета Королева» продолжает публиковать репортажи космонавтов с борта Международной космической станции.
Шестой сюжет – рассказ Романа Романенко о дистанционном зондировании Земли с борта МКС.
Уважаемые посетители интернет-портала «Планета Королева», вас приветствует Романенко Роман на борту Российского сегмента Международной космической станции.
Дистанционное зондирование Земли является одним из важных экспериментов или исследований, которые мы проводим здесь на борту Российского сегмента международной космической станции. Почему это важно? Потому что основой наших изучений в космосе является изучение Земли, поверхности, а также водных просторов нашей планеты. Что такое дистанционное зондирование Земли, и как мы его проводим здесь на борту?
Для этого в нашем распоряжении имеется набор иллюминаторов в служебном модуле российского сегмента, которые нам позволяют делать это. А также некоторые программы – прикладные программы, которые находятся в нашем распоряжении на наших бортовых компьютерах.
Из истории. Первое дистанционное зондирование Земли или, попросту, – фотографирование земной поверхности еще началось с первых полетов в космос. Насколько я помню, Титов, который был вторым космонавтом после Юрия Алексеевича Гагарина, выполнил первую (это был август 1961 года) фотосъемку земной поверхности, выполняя свой односуточный полет. После этого космонавты каждый день выполняют это. Единственное что, улучшаются средства, улучшается программное обеспечение, расширяется объем информации, которую мы передаем на Землю, будучи здесь на международной космической станции.
Я думаю, что самой серьезной аппаратурой в свое время пользовались космонавты, пребывая на космическую станцию, еще нашу советскую станцию под названием «Мир», орбитальная космическая станция «Мир». И эта аппаратура – серьезная аппаратура считалась лучшей. Она располагалась в модуле «Природа». На сегодняшний день, что мы имеем, я расскажу и покажу. И так. Для того, чтобы рассмотреть данный вопрос и углубиться в дистанционное зондирование Земли, надо посмотреть, что мы здесь имеем. Во-первых, у нас есть очень хороший иллюминатор большого диаметра. Он здесь один особенный. Особенность его заключается в том, что он самый большой на российском сегменте и, второе, он пропускает ультрафиолет. Это опасно. Поэтому он закрыт с двух сторон крышками. Первая крышка – внутренняя, которая позволяет защищать иллюминатор от механических повреждений изнутри, и вторая крышка находится снаружи. Она защищает иллюминатор от повреждений микрочастицами и различными предметами, которые летают в атмосфере нашей станции снаружи.
Сейчас крышки открыты, и вы можете наблюдать бег Земли в иллюминатор. Сейчас под нами как раз находится океан, и, как подсказывает наша программа «Сигма», мы сейчас подлетаем к Южной Америке. Через пару минут мы будем у берегов Южной Америки. Вот так выглядит океан с высоты полета 420 км. Коль мы уж начали говорить о том, где мы летаем и как мы летаем, я хочу сказать: очень важными условиями для выполнения фотографирования земных поверхностей, объектов, океанов и, вообще, Земли являются высота, ориентация космическая, ориентация нашей станции относительно земной поверхности, а также наклонение орбиты. И так. Как я уже сказал, высота нашего полета составляет примерно 400 км. Наклонение орбиты, т.е. угол между экватором и плоскостью нашей орбиты примерно 51 градус. Если бы я держал станцию в руке, то примерно это выглядело бы так. Мы летаем вот от сюда. Здесь у нас верхняя точка орбиты, здесь – нижняя. Т.е. это примерно выглядело бы так: Земля вращается в эту сторону, мы соответственно летим так. И потом идем вниз. И так постоянно. 16 раз в сутки мы долетаем до Северной широты в 52 градуса и далее спускаемся по нисходящей до нашей нижней точки 52 градуса Южной широты.
Ориентация. Что надо для того, чтобы вы постоянно в эти иллюминаторы наблюдали Землю. Для этого необходима специальная ориентация под названием орбитальная. Орбитальная ориентация это ориентация, при которой ось станции, центр массы станции, соединен с центром Земли по радиус вектору. Это ось «Y». Ось «Х» лежит в плоскости орбиты по вектору скорости и перпендикулярна оси Y, и ось Z дополняет систему координат до правой. Эта система координат позволяет постоянно в наши иллюминаторы российского сегмента наблюдать подстилающую поверхность. Очень удобно. Иногда эта система координат меняется для того, чтобы выполнить какой-нибудь маневр, или идет стыковка-расстыковка транспортных кораблей. Но в основном 90% в нашей жизни, жизни станции, ориентация такая. И это нам помогает при дистанционном зондировании Земли. И так, я вам уже рассказал только что про иллюминатор. Да, данный иллюминатор наш самый большой, самый интересный иллюминатор с крышками используется также для серьезных экспериментов по изучению поверхности океанов, по изучению бликов Солнца, по изучению природных ресурсов, а также поверхности Земли – катаклизмов различных, ураганов и тому подобное, в общем различных событий, которые происходят на Земле.
Здесь размещается специальная аппаратура: рамка, кронштейн, устанавливается фотоаппарат с другими аппаратами, которые снимают не только в визуальном спектре, но и во всем диапазоне нашего спектра, т.е. и в визуальном и все, все – весь диапазон спектров здесь можно снимать, используя этот иллюминатор. Можно в принципе его закрыть, чтобы не повредить в дальнейшем. Потом попозже я его закрою – выдам команду управляющему лэптопу, и крышка снизу автоматически закроет иллюминатор от того, чтобы его не повредили другие предметы или метеориты.
В нашем распоряжении есть еще иллюминаторы, которые мы используем постоянно. Для того, чтобы использовать иллюминаторы, надо открыть их крышки. Мы их используем только для определенных экспериментов. Данные пять иллюминаторов мы используем просто для ежедневной съемки различных объектов, которые нам приписывает Земля снимать в ходе наших рабочих будней, а также в выходные.
Космонавты по жизни, как и обычные люди, не любят использовать разборные фотоаппараты, какие-то кронштейны - это сборка, разборка аппаратуры. Поэтому очень важно, если увидел какой-то открытый объект, безоблачный, ты должен снять его мгновенно. Иначе со скоростью 8 м/сек мы пролетаем этот объект. Всё, мы больше его не увидим, он будет закрыт облачностью. Поэтому у нас есть очень хорошая аппаратура под названием ультразвуковая платформа. Она позволяет снимать, используя вот эти 2 рамки: приемная рамка с 6-ю датчиками, установленными на этом вот маленьком иллюминаторе и передающая рамка, которая передает ультразвуковой сигнал на ту рамку. За счет этих центров этот сигнал передается на специальный блок управления, где координаты положения моего объектива в этом иллюминаторе фиксируются и далее по проводу передаются в лэптоп. В этом бортовом лэптопе находится программка, которая отслеживает положение объектива в этой рамке и пересчитывает положение объектива в этой рамке из своих координат этой рамки, т.е. этой платформы, в координаты земные. На выходе уже получается результат обычные координаты Земли, которые поступают в дальнейшем в высокоскоростной канал передачи информации на Землю, на РСПИ. И всё. Остается мне только теперь фотографировать – навестись, сфотографировать, координаты убежали в программу, программа передала координаты на Землю. И после этого я сбрасываю фотографию также на Землю через наши средства связи. И Земля имеет уже полное представление о том, что я конкретно сфотографировал с достаточно хорошей точностью. Это аппаратура новая. Мы ее сейчас используем при двух экспериментах - основных экспериментах, на которых мы отлаживаем работу этой системы. Работа системы пока сбоев не дает, работает четко и помогает Земле определить местоположение. Два эксперимента – эксперимент «Сейнер» и эксперимент «Визир».
Как я уже сказал, информацию получает Земля. Но нам почему удобно? Потому что мы не используем различные кронштейны, устройства, которые помогают нам отслеживать что-то. Мы можем прямо с рук снимать. Особенно это удобно, когда мы летим, и мы не понимаем, не можем привязаться к Земле и не можем ей передать координаты. На Земле уже специалисты не поймут, что мы снимаем. Например, мы пролетаем океан. Мы увидели какой-то корабль, допустим. Мы его сфотографировали. А используя эту систему, Земля уже понимает координаты того места, где находится этот корабль. И всё очень просто. Также ночью. Ночные съемки позволяют нам точно передать координаты на Землю о том, что мы сейчас сфотографировали в конкретный момент. Ну, если Земля покрыта сплошной облачностью, также очень интересно иметь информацию, используя эту систему, куда мы фотографируем сию минуту.
Я рассказал сейчас о том, как мы используем обычный иллюминатор с применением совершенно новой системы, которая позволяет передавать не только фотографии, но и координаты подстилающей поверхности, которую мы только что сфотографировали. Да, вот что ещё интересно. Можете посмотреть. Вот на этом лэптопе как раз отображается положение фотоаппарата, оси объектива. Я сейчас включу фотоаппарат и покажу вам. Вот я вращаю фотоаппаратом, а это расстояние между датчиками, которые потом пересчитываются в углы. Эти углы превращаются в нормальные координаты, которые Земля получает. Вот я вращаю объектив фотоаппарата, не задумываясь о том, что я снимаю, как я снимаю и где снимаю. Земля уже через некоторое время будет знать, куда я целился и что я снимал.
Ну, а теперь я расскажу о том, какое средство хорошее – программное обеспечение, мы имеем на борту. И так, мы имеем на борту баллистическое навигационное программное обеспечение «Сигма». Мы её используем постоянно – днем, ночью, в выходные, в будни. Она нам всегда помогает понять, где мы сейчас находимся. Вот мы летаем и видим – океан. Океан – он везде океан. А посмотрев сюда, мы видим – ага, мы сейчас летим от Южной Америки и направляемся в сторону Африки, к южной части Африки. Мы видим красную точку. Красная точка – это как раз мы, это наш объект, мы двигаемся. Белая линия – наша орбита, по которой мы летим. Помимо этого мы ещё можем видеть положение Солнца, блик от Солнца. Мы можем видеть положение Луны и блик от Луны. Мы можем видеть - за счет того, что наше положение прогнозируется вперед на 2 недели, мы можем промотать вперед и узнать, где мы будем находиться через сутки или 2,5 часа. Можем перемотать или задать какое-то определенное время и увидеть, где мы будем и что будем пролетать в этот момент. Что ещё у нас есть? У нас есть, как вы можете слышать, встроенный голосовой помощник, который также сообщает, куда мы залетаем: залетели мы в тень, залетели мы на свет, есть ли у нас сеанс связи или нет. Также у нас есть светотеневая обстановка, у нас все сеансы связи на карте нанесены и целый ряд списков объектов, которые нам дает Земля, т.е. те объекты, с которыми мы должны работать в процессе нашего полета – фотографировать подстилающую поверхность. Это конкретные объекты, которые предложила нам Земля к работе. Этот список можно вызвать, и на протяжении всей нашей работы этот список будет рисоваться на нашей орбите – сколько осталось времени до этого объекта, с какой стороны мы его видим и с какого иллюминатора мы его будем лучше видеть, какая высота Солнца будет над этим объектом. И ещё по статистике пишется, есть ли облачность над этим местом в данное время года или нет. Помимо того, что список нам присылается Землей и закладывается в эту программу, мы сами можем выбрать любой понравившийся объект. Например, я сейчас кликну на самую нижнюю точку Африки. И она мне показывает – «да, точка будет в 16.17.49». Траверс пролетим 16.17.57 и выход из зоны наблюдения в 16.19.00. Она учитывает диаметр нашего иллюминатора и говорит о том, что в этот иллюминатор я буду наблюдать его в такое-то такое время. При этом она пишет, что надежность при выполнении съемки 82% и средняя облачность 6 баллов. В принципе, этот объект будет закрыт. Тем не менее, лучше посмотреть, попытаться сфотографировать, если есть возможность, то было бы неплохо. Как это обеспечивается? Я уже сказал, что 2 недели сама программа, имея баллистическое навигационное обеспечение, строит прогноз. Также мы имеем возможность вернуться в архив назад на несколько дней, посмотреть, где мы были тогда-то, если мы изучаем какую-то старую фотографию и забыли, когда мы это снимали. Мы можем перемотать по времени и посмотреть, где мы сняли ту или иную фотографию. Очень удобно. Космонавтам это нравится. Причем не только российским, но и всем партнерам нашим это нравится.
Для того, чтобы программа работала без сбоев, постоянно точно показывала наше положение, Земля вводит сюда постоянно автоматически через нашу сеть через канал связи с Земли постоянные поправки, новые баллистические цифры, уставки. И мы имеем очень точную карту нашего положения над Земной поверхностью.
Ну, вот в принципе и всё, что я хотел рассказать сегодня. Я вам рассказал о средствах, о программах, об иллюминаторах, показал вам фотоаппараты, которые мы используем для того, чтобы выполнять дистанционное зондирование Земли, т.е. съемку подстилающей поверхности и различных объектов на Земле. Надеюсь, что это наш с вами не последний сеанс, поэтому до встречи. В следующем сеансе я вам расскажу еще что-нибудь про жизнь на международной космической станции. До свидания! ( по материалам http://gagarin.energia.ru )
