Холодный подсчет: беспилотник отследит движение льдов на судоходных путях
Российские ученые создают оснащенный радиолокационным оборудованием беспилотный летательный аппарат, который сможет взлетать прямо с палубы корабля и проводить ледовую разведку. Он разрабатывается специально для применения на Северном морском пути и станет первым в мире дроном с такими возможностями. Сейчас для контроля движения льдов на СМП используются зарубежные спутники, которые из-за санкций западных стран вполне могут стать недоступны российским морякам. В таком случае комплекс поможет обеспечить безопасную навигацию даже без использования космических технологий.
Ледовый разведчик
Инженеры Центра компетенций НТИ по направлению «Искусственный интеллект» МФТИ ведут работу над созданием комплекса ледовой разведки с использованием беспилотного летательного аппарата. Дрон предполагается запускать как с берега, так и с борта судов, прокладывающих себе маршрут по Северному морскому пути. Собирать данные о ледовой обстановке аппарат будет при помощи специальных радиолокаторов, которые формируют изображение морской поверхности. На основе полученной информации искусственный интеллект спрогнозирует ледовую обстановку и автоматически построит оптимальный маршрут, как привычный всем навигатор. Сведения будут передаваться капитану судна либо транслироваться в штаб морских операций на СМП. В мире пока не существует подобных гражданских беспилотных радиолокационных комплексов палубного базирования.
— У нас подписана дорожная карта с дирекцией Северного морского пути. По ней мы должны до конца 2024 года осуществить поставку комплексов оперативной ледовой разведки как берегового, так и палубного базирования, — сообщил «Известиям» директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ Александр Родин.
Сегодня основным источником информации о ледовой обстановке для российского гражданского флота остаются зарубежные спутники. В первую очередь это европейский космический аппарат Sentinel 1. Данные, получаемые им, сейчас доступны бесплатно. Однако, как показывает практика, сервисы, находящиеся в юрисдикции западных стран, могут быть отключены в любой момент без всяких оснований. В таком случае комплекс, разработанный специалистами МФТИ, даст капитанам кораблей и в целом штабу морских операций СМП возможность продолжать оперативное управление судоходством на этой важнейшей для России акватории.
Также над арктическим регионом работает единственная в мире российская система наблюдения со специализированных полярных орбит «Арктика-М». Но она получает не радиолокационную, а оптическую информацию. А так как в Арктике периодически наступает полярная ночь и часто бывает облачная погода, то разглядеть положение льда иногда просто невозможно. Кроме того, оптические изображения не столь информативны для специалистов, поэтому, чтобы получать данные в радиолокационном диапазоне спектра, необходимы беспилотники.
Радиолокаторы системы будут устанавливаться на современные российские аппараты, которые совмещают возможности квадрокоптера и беспилотного самолета. Они имеют гибридные силовые установки, состоящие из двигателя внутреннего сгорания и электрического мотора. Взлет и посадка могут проводиться как в автоматическом режиме, так и с ручным управлением. Если полет проходит штатно в рамках полетного задания, то внешний пилот на борту судна может даже не вмешиваться в процесс.
Важнейшим вкладом московского Физтеха в разработку комплекса стало создание программного обеспечения для обработки данных радиолокаторов. Оно позволяет исправлять неоднородности траектории полета беспилотника. Легкий аппарат непрерывно болтает в воздухе, а это вносит искажения в информацию, которую получают радиочувствительные приборы. Благодаря сложным математическим алгоритмам программа исправляет эти искажения и синтезирует высококачественное радиолокационное изображение.
— Мы это делаем в реальном времени. Это настоящее достижение даже по мировым меркам, — сказал Александр Родин.
Построить картину
Заявленные возможности комплекса соответствуют решаемой задаче. Если он будет создан, то сможет строить картину ледовой обстановки с требуемой точностью, считает заведующий научно-исследовательской лабораторией телекоммуникаций, приборостроения и морской геологии Томского политехнического университета Юрий Чурсин. По мнению эксперта, к рискам в его создании в нынешних условиях можно отнести возможное использование иностранной элементной базы в микроэлектронных компонентах комплекса, а также применение иностранных электрических и бензиновых двигателей БПЛА.
— Преимущества и недостатки комплекса по сравнению со спутниковыми технологиями кроются в разнице принципов работы подобных систем. Спутниковые системы позволяют охватывать большую площадь, но с низкой точностью. Системы на основе БПЛА — небольшую площадь, но с высокой точностью, — сказал Юрий Чурсин.
Полностью заменить спутниковую систему в случае ее отключения для российских пользователей комплекс, конечно, не сможет, однако позволит учитывать ледовую обстановку непосредственно в районе нахождения судна. В то же время в недалеком прошлом судоходство обходилось только лишь собственными средствами разведки ледовой обстановки, поэтому возможные проблемы вполне решаемы, подчеркнул специалист.
С этими оценками в целом согласен и директор НИИ «Прогноз» СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Веремьев.
— В сравнении со спутниковой системой комплекс имеет ряд преимуществ. Это мобильность именно в зоне контроля, оперативность получения и обработки информации, а также значительно более низкая стоимость получаемых данных. К недостаткам можно отнести относительную локальность зон проведения мониторинга, его зависимость от погодных условий и обязательное наличие собственной инфраструктуры обслуживания и управления, — говорит специалист.
Целесообразно было бы объединять информацию, получаемую от спутников дистанционного зондирования Земли и этого комплекса, считает Владимир Веремьев. В любом случае его использование повысит безопасность движения судов по СМП и позволит оптимизировать траекторию в сложной ледовой обстановке, уверен эксперт.
В ответ на вопрос «Известий» о том, на каком этапе находится разработка системы ледовой разведки, в компании «Атомфлот», которой принадлежат ледоколы, обеспечивающие навигацию по СМП, сообщили, что «в настоящее время идут подготовительные работы к проведению научно-исследовательской деятельности по созданию комплекса».
