1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука

Немецкие специалисты составят высокоточную цифровую модель рельефа Земли

Существующие модели рельефа земной поверхности не отвечают сегодняшним потребностям ни в гражданской, ни в военной сферах. Теперь два немецких спутника произведут дистанционное зондирование Земли с небывалой точностью.

Спутник TanDEM-X сканирует поверхность Земли (компьютерная графика)

Российские услуги по запуску в космос коммерческих грузов пользуются, судя по всему, стабильным спросом (по крайней мере, в Европе). В середине июня конверсионная ракета-носитель "Днепр" успешно вывела на орбиту французский исследовательский аппарат Picard и шведский навигационный спутник Prisma, а спустя неделю такая же ракета отправила в космос немецкий радиолокационный спутник TanDEM-X.

Братья-близнецы на орбите

TanDEM-X - это брат-близнец спутника TerraSAR-X, обращающегося вокруг Земли по круговой солнечно-синхронной орбите с лета 2007 года. Оба спутника являются совместной разработкой Немецкого центра аэрокосмических исследований DLR и компании Astrium - дочерней фирмы аэрокосмического концерна EADS. Предназначение спутников - дистанционное зондирование Земли. По своим техническим характеристикам они не имеют в мире аналогов: установленные на их борту микроволновые локаторы позволяют вести съемку в трех разных режимах - прожекторном, маршрутном и обзорном, достигая разрешения в 1 метр. Кроме того, микроволновое дистанционное зондирование позволяет получать данные в любую погоду и в любое время суток, то есть решать и оперативные задачи.

Спрос на такую информацию чрезвычайно высок: она используется и для составления топографических карт, и для слежения за состоянием объектов инфраструктуры, и для наблюдения за природными катаклизмами и антропогенными катастрофами, и для мониторинга сейсмической и вулканической активности, и для картирования лесных и сельскохозяйственных угодий, не говоря уже о решении задач в области обороны и безопасности.

Трехмерная картинка

Но все это мог обеспечить - и обеспечивал - уже первый из двух спутников-близнецов. Так зачем же было тратить деньги - и немалые! - на второй? "Мы получим что-то вроде стереоизображения, - поясняет Себастиан Риггер (Sebastian Riegger), глава отдела микроволновых инструментов компании Astrium. - Работая в паре, спутники дадут нам трехмерность картинки. Благодаря этому мы сможем составить новую высокоточную цифровую модель рельефа Земли. Сегодня мы располагаем лишь разрозненными, то есть не стандартизированными, и далеко не полными по охвату моделями. Есть регионы, рельеф которых измерен с очень высокой точностью, но много и таких регионов, которые вообще не измерены или измерены с разрешением всего в 30, а то и 50 или даже 100 метров".

Главное - не столкнуться

К этому следует добавить, что многие данные были получены уже довольно давно и просто успели устареть. Короче, потребность как в более актуальных, так и в более точных данных не вызывает сомнений. Но с технической точки зрения получить их будет нелегко, несмотря на то, что первый спутник этого дуэта вполне надежно функционирует вот уже три года, а второй успешно выведен на расчетную орбиту: "Мы намерены разместить спутники на расстоянии в несколько сот метров друг от друга, - говорит Себастиан Риддер. - Мы будем сближать их постепенно, в несколько приемов, пока не сократим дистанцию до 200-300 метров. Это займет около полугода. Маневр чрезвычайно рискованный, если иметь в виду, что спутники перемещаются в пространстве со скоростью 7,5 километров в секунду".

Ни в коем случае не допустить аварийного столкновения этих двух спутников, каждый из которых стоит почти 100 миллионов евро, - не единственная сложная задача, стоящая перед немецкими специалистами. Ничуть не менее сложно будет добиться полной синхронизации обоих радаров, а это совершенно необходимое условие для получения интерференционной картинки и создания высокоточной модели рельефа. Ведь метод основан на том, что один из спутников посылает на Землю микроволновый сигнал, отражение которого принимается сразу обоими спутниками, а поскольку они находятся на некотором расстоянии друг от друга, отраженный сигнал поступает к ним не строго одновременно, а с небольшим временным лагом. Это позволяет вычислить точное расстояние до любой точки на земной поверхности, но только если приемно-передающее оборудование на обоих спутниках работает строго синхронно. Для обеспечения синхронизации спутники постоянно обмениваются контрольными радиосигналами.

И, наконец, чтобы составить высокоточную модель земного рельефа, необходимо также знать расстояние между антеннами обоих спутников в каждый отдельный момент времени. Учитывая, что длина волны используемого радиолокационного сигнала составляет всего 3 сантиметра, речь тут идет о миллиметрах.

Лишь бы горючего хватило!

Свою миссию спутники будут выполнять с круговой солнечно-синхронной орбиты высотой 514 километров, совершая один оборот вокруг Земли за 100 минут. На то, чтобы произвести высокоточное трехмерное сканирование всей поверхности суши нашей планеты (а это 150 миллионов квадратных километров), им понадобится около трех лет. Срок, на первый взгляд, не столь уж и большой, но ведь один из двух спутников уже провел на орбите 3 года. Не выйдет ли он из строя раньше времени? "Тут все зависит, прежде всего, от запаса топлива: хватит его на регулярные включения двигателя для коррекции орбиты или не хватит, - говорит Себастиан Риддер. - Поскольку запас топлива у нового спутника рассчитан на семь лет, а энергопитание всей измерительной аппаратуры осуществляется за счет солнечных батарей, то проблемы в принципе могут возникнуть только у старого спутника. Но тут нам повезло: в последние годы солнечная активность была низкой, а ведь именно она в значительной мере и вызывает те возмущения, которые требуют корректировки орбиты. Это позволило нам сэкономить некоторое количество топлива, и теперь мы уверены, что его хватит еще на 3,5-4 года, а если повезет, то и больше".

Данные измерений со спутников будут поступать на три наземные станции, расположенные в Канаде, Швеции и Антарктиде. Общий объем ожидаемой информации колоссален: по оценке научного сотрудника Немецкого центра аэрокосмических исследований и руководителя проекта TanDEM-X Манфреда Цинка (Manfred Zink), он составит около 350 терабайт. Конечный продукт - высокоточная цифровая модель рельефа земной поверхности с разрешением 12 метров в плане и 2 метра по высоте - будет готов через год после завершения миссии.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Контекст

Ссылки в интернете