Новая космическая группировка РФ изменит жизнь каждого россиянина

Россия начала реализацию колоссального космического проекта под названием «Сфера». Первый спутник этой орбитальной группировки запущен 22 октября с космодрома Восточный. Почему эти спутники настолько важны для России, какие функции они должны будут выполнять и что для полного воплощения этих задач еще придется сделать на Земле?

По словам вице-премьера Дениса Мантурова, российская орбитальная группировка «Сфера» будет состоять из более чем шестисот спутников. В ночь на 23 октября первый спутник из этой группировки был выведен на орбиту. Мантуров напомнил, что основная цель проекта: «достижение высокого качества космических услуг связи в интересах развития и безопасности РФ».

Звучит обтекаемо. Кроме того, каждый раз, когда речь заходит о спутниковой группировке «Сфера» или о будущем спутниковых группировок, можно встретить непонимание. Большинство обывателей смело говорит: «А зачем? Зачем мне нужны эти самые спутники? Денег тратится много, а в итоге летают, что-то там делают непонятное. Может, лучше на эти деньги купить чего полезного?». Эта позиция проста и во многом правильна. Сами по себе космические аппараты, да и даже генерируемые ими данные, жителям страны, да и предприятиям особо не нужны.

Ну кому требуется ежедневная съемка поверхности Земли? Зачем, если есть подробный и работающий уже много лет Google Maps? И с остальными космическими аппаратами связи и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) ситуация очень схожая. Если нельзя показать итоговый результат и объяснить полезность – для большинства людей этот космический аппарат будет лишней и дорогостоящей обузой.

Вот зачастую потому и наталкивается Роскосмос на проблемы, рассказывая о возможностях сферы не через итоговые сервисы, с упором на полезность для конечного пользователя, а через тактико-технические данные самих космических аппаратов, которые не дают обычному человеку, не специалисту, практически ничего.

Простой пример

Просто представьте себе попытку убедить население в необходимости запустить группировку из 24 космических аппаратов, основная функция которых только в том, чтобы подавать два вида радиосигналов, пусть и довольно точно скоординированных по времени. Зачем кому-то нужна такая куча дорогих космических аппаратов? Ни через ТТХ спутников, ни через генерируемые ими данные объяснить ничего не получится.

А что же с итоговым сервисом, который представляет этот космический аппарат? Профессионалы и любители космонавтики уже догадались – речь идет о группировке ГЛОНАСС, российской спутниковой системе навигации. Объяснять полезность сервисов на ее основе никому не надо. Все уже привыкли к навигаторам и считают их чем-то самим собой разумеющимся. Мы ездим с их помощью на автомобиле, умудряемся не потеряться в лесу.

Но это лишь вершина айсберга – огромное количество сервисов на основе спутниковой навигации используются в логистике, транспорте. В сельском хозяйстве работают комбайны, оборудованные GPS-модулями.

Даже современные сложные станки оборудуют GPS для контроля их местоположения. Если станок сдвинули с места или готовят к перевозке, продавец получает сигнал. Такое делается для того, чтобы у покупателя не было возможности перепродать технику куда-то в третьи страны. Да что далеко ходить, на основе GPS есть даже очень популярные и генерирующие огромный оборот мобильные игры, такие как Pokemon Go, заработавшая только за первый год работы почти один миллиард долларов.

И все это заслуга 24 спутников, нескольких наземных станций, массового производства навигационных чипов и программ-сервисов, позволяющих конечному потребителю использовать по максимуму спутниковые возможности. Без массовых доступных чипов и сервисов вся группировка имела бы только ограниченные возможности для военного применения, что для американской GPS, что для российской ГЛОНАСС, что для китайского BeiDou.

Слишком много информации

Примерно такая же ситуация и с другими космическими аппаратами. Да, они генерируют огромное количество самых разных данных. В свое время один из американских генералов сказал, что военные спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) ежесуточно генерируют несколько гигабайт информации, и теперь осталось только найти миллион аналитиков, чтобы всю ее обрабатывать вовремя.

К настоящему времени количество генерируемой космическими аппаратами информации многократно увеличилось – и в отсутствие программ-сервисов становится просто грудой бесполезной информации. Просто представьте, что вам нужно просматривать десятки и сотни квадратных километров зеленых лесов, чтобы выявить возможные очаги пожара, или тысячи километров ледового покрова.

Поэтому просто поток данных не особенно нужен ни конечным пользователям, ни компаниям. Именно это стало ошибкой в конструировании бизнес-модели американской компании Planet Labs, предложившей пользователям подписку на получение ежесуточной обновляющейся информации по всей поверхности планеты. То есть возможность раз в сутки получать оперативные снимки куска нужной территории. В большинстве случаев компаниям эта информация оказалась излишней, и они не выразили желания купить подписку. Компания в итоге нашла других клиентов (разумеется, военных), но речь сейчас совсем не об этом. В итоге эта ситуация идеально иллюстрирует, как важны сервисы для конечного пользователя.

Чем поможет «Сфера»?

Точно так же должен ставиться и вопрос для будущей российской спутниковой группировки «Сфера». Да, будут запущены сотни спутников связи и ДЗЗ. Их предназначение – предоставлять широкополосный доступ в интернет на Земле, обеспечение специальной связи, в том числе и военной, и передача данных о состоянии земной поверхности. Однако уже на нынешнем этапе должна вестись работа по созданию сервисов на основе потока данных, которые будут генерировать спутники.

Вот простейшие примеры. Современные спутники ДЗЗ имеют возможность мультиспектральной съемки, когда в итоге есть сразу несколько изображений одной и той же местности в разных спектрах, включая инфракрасный. Без специальной обработки эти фотографии не особо полезны, но после специальной обработки и перевода в синтезированные изображения начинается самое интересное.

К примеру, листва, да и вся растительная зелень при инфракрасной съемке выглядит ярким белым пятном за счет содержащегося в ней хлорофилла. Спутник снимает поля сверху, проводя съемку с захватом ближнего инфракрасного спектра (NIR). В результате получаются спутниковые изображения с преобладанием ярко-красного цвета на месте зелени. Больше хлорофилла – ярче красный, сильно отличающийся от остального изображения. После чего при помощи специальных программ создаются карты в естественных цветах (так называемые RGB-изображения) и рассчитываются индексы (SAVI, NDVI, NDRE, LAI).

Самый популярный – NDVI – как раз и работает с красным и инфракрасным участками спектра, позволяя получить для фермера четкую карту полей, показывающую, где растениям не хватает удобрений, а где с подкормкой все отлично, где нужны гербициды для уничтожения сорняков, где уже можно приступать к сбору урожая. Глазами этого не увидеть, особенно если посевы занимают сотни гектаров. А при работе с сервисом можно оперативно получать нужную информацию, которая в итоге выливается в большее количество снятого урожая и деньги.

Ну или военный пример. Для человеческого глаза зеленая техника в зеленом лесу видна очень плохо. Цвета похожи, внимательно просмотреть сотни квадратных километров леса нет никакой возможности.

А вот при съемке с захватом ближнего инфракрасного спектра, как мы помним, хлорофилл прекрасно светится, а танк – не очень, он металлический, хлорофилла в нем нет. Дальше в действие вступает нейросеть, обученная сравнивать съемки за несколько суток, находить разницу и показывать ее экспертам. А уже эксперт может точно сказать – показалось или по лесам и в самом деле перемещаются танки противника.

И это только малая часть возможностей. Радиолокационные космические аппараты могут получать изображения днем и ночью, в отличие от оптических спутников, не способных эффективно снимать ночью или в случаях облачности. Поэтому их можно использовать, к примеру, для создания карты ледовой обстановки – важнейшая вещь для Северного морского пути.

Нам бы день простоять

Но чтобы всё это получить, нужно не только запустить спутники. Чрезвычайно важно еще на этапе их разработки, совместно с IT-компаниями, создавать специальные программы и сервисы, которые позволяют из массива необработанных данных извлекать необходимое. И вот только в случае работы всех этих пунктов: космические аппараты и наземные станции приема данных, чипы для приема-передачи данных и программы-сервисы – у России будет сильная орбитальная составляющая. Даже при не самых больших по размеру спутниковых группировках.

Проблема в том, что делать всё это нужно уже вчера. При этом работая по возможности гибко, подключая молодые компании программистов, способных создавать такие сервисы. Только тогда, на конкретных примерах можно будет объяснить важность группировки «Сфера», необходимость дистанционного зондирования Земли и спутниковой связи.

Каждый россиянин должен будет понять, что космос – это что-то близкое и удобное, помогающее жить. Незаменимая функция, как сейчас навигаторы или спасательные системы ЭРА-ГЛОНАСС, способные сообщить о произошедшей аварии, даже если водитель потерял сознание. Так, чтобы ни у кого не было даже мыслей о том, что космос не очень нужен.