Практическое применение космонавтики
р.
Предупреждения о внезапных изменениях погоды по объединенным данным с
метеорологических радиолокационных станций и спутников передаются по радио
из Москвы, Санкт-Петербурга и других центров, а специальная служба сообщает
эту информацию на суда и самолеты. За последние 20 лет существенно возросли
количество, качество и надежность обзора с помощью спутников.
Начиная с 1966 г. Землю регулярно фотографируют, по крайней мере, один
раз в сутки. Фотоснимки используют в повседневной работе, а также помещают
в архивы. Метеорологическая информация, получаемая со спутников, неуклонно
приобретает все более важное значение. В настоящее время она широко
используется метеорологами и специалистами по окружающей среде всего мира в
повседневной практике, и считаются почти обязательной для проведения
анализов и краткосрочных прогнозов. Метеорологическая информация со всех
света поступает в Национальную службу контроля окружающей среды с помощью
спутников, расположенную в Вашингтоне, перерабатывается в материалы широкой
номенклатуры и распределяется по всему свету. Спутниковая информация
оказалась особенно полезной в двух сферах исследования. Во-первых,
существуют обширные районы Земли, из которых метеорологическая информация,
обычными средствами, недоступна. Это территории океанов северного и южного
полушарий, пустынь и полярных областей. Спутниковая информация заполняет
эти пробелы, выявляя крупномасштабные особенности из образований облаков. К
таким особенностям относятся штормовые системы, фронты, наиболее
значительные междуволновые впадины и гребни, струйные течения, густой
туман, слоистые облака, ледовая обстановка, снежный покров и отчасти
направление, и скорость наиболее сильных ветров. Во-вторых, спутниковая
информация успешно используется для слежения за ураганами, тайфунами и
тропическими штормами. Спутниковая информация включает данные о наличии и
расположении атмосферных фронтов, бурь и общего облачного покрова. В итоге
в настоящее время спутник стал практически признанным инструментом
метеорологов в большинстве стран мира. Карты погоды, которые вечером
появляются на наших телевизионных экранах, со всей очевидностью
свидетельствуют о ценности наблюдения со спутников в обеспечении
метеорологических систем.
Изучение Земли из космоса
Человек впервые оценил роль спутников для контроля за состоянием
сельскохозяйственных угодий, лесов и других природных ресурсов Земли лишь
спустя несколько лет после наступления космической эры. Начало было
положено в 1960г., когда с помощью метеорологических спутников «Тирос» были
получены подобные карте очертания земного шара, лежащего под облаками. Эти
первые черно-белые ТВ изображения давали весьма слабое представление о
деятельности человека и, тем не менее, это было первым шагом. Вскоре были
разработаны новые технические средства, позволившие повысить качество
наблюдений. Информация извлекалась из много спектральных изображений в
видимом и инфракрасном (ИК) областях спектра. Первыми спутниками,
предназначенными для максимального использования этих возможностей были
аппараты типа «Лэндсат». Например спутник «Лэндсат-D», четвертый из серии,
осуществлял наблюдение Земли с высоты более 640 км с помощью
усовершенствованных чувствительных приборов, что позволило потребителям
получать значительно более детальную и своевременную информацию . Одной из
первых областей применения изображений земной поверхности, была
картография. В доспутниковую эпоху карты многих областей, даже в развитых
районах мира были составлены неточно. Изображения, полученные с помощью
спутника «Лэндсат», позволили скорректировать и обновить некоторые
существующие карты США. В СССР изображения, полученные со станции «Салют»,
оказались незаменимыми для выверки железнодорожной трассы БАМ. В середине
70-х годов НАСА, министерство сельского хозяйства США приняли решение
продемонстрировать возможности спутниковой системы в прогнозировании
важнейшей сельскохозяйственной культуры пшеницы. Спутниковые наблюдения,
оказавшиеся наредкость точными в дальнейшем были распространены на другие
сельскохозяйственные культуры. Приблизительно в то же время в СССР
наблюдения за сельскохозяйственными культурами проводились со спутников
серий «Космос», «Метеор», «Муссон» и орбитальных станций «Салют».
Использование информации со спутников выявило ее неоспоримые преимущества
при оценке объема строевого леса на обширных территориях любой страны.
Стало возможным управлять процессом вырубки леса и при необходимости давать
рекомендации по изменению контуров района вырубки с точки зрения наилучшей
сохранности леса. Благодаря изображениям со спутников стало также возможным
быстро оценивать границы лесных пожаров, особенно «коронообразных»,
характерных для западных областей Северной Америки, а также районов
Приморья и южных районов Восточной Сибири в России. Огромное значение для
человечества в целом имеет возможность наблюдения практически непрерывно за
просторами Мирового Океана, этой «кузницы» погоды. Именно над толщами
океанской воды зарождаются чудовищной силы ураганы и тайфуны, несущие
многочисленные жертвы и разрушения для жителей побережья. Раннее оповещение
населения часто имеет решающее значение для спасения жизней десятков тысяч
людей. Определение запасов рыбы и других морепродуктов также имеет огромное
практическое значение. Океанские течения часто искривляются, меняют курс и
размеры. Например, Эль-Нино, теплое течение в южном направлении у берегов
Эквадора в отдельные годы может распространяться вдоль берегов Перу до
12гр. ю. ш. Когда это происходит планктон и рыба гибнут огромных
количествах, нанося непоправимый ущерб рыбным промыслам многих стран и том
числе и России. Большие концентрации одноклеточных морских организмов
повышают смертность рыбы, возможно из-за содержащихся в них токсинов.
Наблюдение со спутников помогает выявить «капризы» таких течений и дать
полезную информацию тем, кто в ней нуждается. По некоторым оценкам
российских и американских ученых экономия топлива в сочетании с
«дополнительным уловом» за счет использования информации со спутников,
полученной в инфракрасном диапазоне, дает ежегодную прибыль в 2,44 млн.
долл. Использование спутников для целей обзора облегчило задачу
прокладывания курса морских судов.
При эксплуатации российского атомного ледокола «Сибирь» была
использована информация с четырех типов спутников для составления наиболее
безопасных и экономичных путей в северных морях. Получаемая с
навигационного спутника «Космос-1000» информация использовалась в
вычислительной машине корабля для определения точного местоположения. Со
спутников «Метеор» поступали изображения облачного покрова и прогнозы
снежной и ледовой обстановки, что позволило выбирать лучший курс. С помощью
спутника «Молния» поддерживалась связь с корабля с базой. Также с помощью
спутников находят нефтяные загрязнения, загрязнения воздуха, полезные
ископаемые.
Координатно-временное обеспечение
В последнее время в мире наблюдается рост спроса на навигационную
аппаратуру По данным промышленности США ежегодное увеличение объема
производства приемников информации от космических навигационных систем
(КНС) составляет 100%.Такой рост потребителей навигационных данных стал
возможным благодаря созданию глобальных космический навигационных систем
типа "Навстар" (США) и "Глонасс"(Россия") , обеспечивающих оперативную
привязку объектов с высокой точностью, а также за счет микроминиатюризации
навигационной аппаратуры потребителей до уровня ,позволяющего носить такую
аппаратуру человека.
Отечественная космическая навигационная система "Глонасс" ,введенная в
эксплуатацию в 1993 г. , создает непрерывное глобальное поле навигационной
информации на земле ,в воздухе и в околоземном космическом пространстве
,что обуславливает использование этой информации широким кругом
потребителей .Потенциальными потребителями космических навигационных систем
в России является целый ряд отраслей народного хозяйства ,в которых
использование КНС может дать значительный экономический эффект . Это,
прежде всего, транспортные отрасли (все виды авиации ,морской и речной флот
, автомобильный и железнодорожный транспорт и др.) Широкое применение
навигационная информация находит в геодезии и картографии, при проведении
геологических работ ,в сельском и лесном хозяйстве.
Создание и развертывание в России космической навигационной системы
"Глонасс" является мощным прорывом в области методов и средств навигации ,
позволяющим резко повышать качественные показатели навигационно-временного
обеспечения –точность (местоположение 50-100 м, скорость 15 см/с),
оперативность (первое определение в течение не более 0,5-4 мин) ,
глобальность и ряд других параметров , включая привязку шкалу времени
потребителей к государственной шкале единого времени с погрешностью , не
более 1 мкс.
В дальнейшем КНС "Глонасс" будет совершенствоваться в направлении
достижения метровых и более высоких точностей( повышение точности
ме
| |  скачать работу |
Практическое применение космонавтики |
