Господство в космосе: Борьба за мировое лидерство за пределами Земли - Эмилио Коцци

Что день грядущий нам готовит: погода и краткосрочные прогнозы

По данным Всемирной метеорологической организации, сейчас на орбите работает 300 спутников, следящих за Землей и погодой[174]. Больше 200 из них движутся по солнечно-синхронной орбите – это позволяет им пролетать над одной и той же точкой планеты в одно и то же солнечное время каждый день. Около 50 находятся на низкой околоземной орбите – они не пролетают над полюсами и не охватывают высокие широты, оставляя часть планеты вне поля зрения. И примерно 20 спутников зависли на геостационарной орбите: они неподвижно смотрят на одну точку, охватывая взглядом почти целое полушарие. Именно такую позицию занимают метеорологические спутники, отслеживающие изменения в атмосфере в режиме реального времени. Один из новичков на орбите – MTG-I1, метеоспутник третьего поколения. Его создали EUMETSAT и Европейское космическое агентство для сверхкраткосрочных прогнозов погоды. Такое прогнозирование в реальном времени часто становится последней линией защиты перед лицом надвигающейся катастрофы.

В эпоху глобального потепления природа преподносит нам все больше сюрпризов. Взять хотя бы конвективные штормы – предугадать их появление становится все сложнее[175]. Метеорологические модели постоянно совершенствуются, но даже они способны забить тревогу лишь за пару-тройку часов до события. При этом где именно ударит стихия и в какой момент – остается загадкой. Такая ситуация сложилась и в сентябре 2022 г., когда на итальянский регион Марке обрушилось разрушительное наводнение[176].

MTG-I1 работает как неутомимый фотограф: каждые десять минут он делает портрет целого земного полушария, а Европу снимает еще чаще – раз в две с половиной минуты. С высоты 36 000 км над экватором он держит в поле зрения сразу два континента – Евразию и Африку. Его зоркий телескоп следит за перемещением облаков на разных высотах и измеряет силу ветров. А прозвище «охотник за молниями» спутник получил не случайно – специальные датчики позволяют ему замечать электрические разряды еще до начала грозы и отслеживать их во время бури. Казалось бы, странно: технологии постоянно совершенствуются, а новое поколение спутников вместо долгосрочных прогнозов сосредоточилось на том, что случится в ближайшие два-три часа. Но в этом есть своя логика.

25. Как меняется лицо планеты

В освоении космоса и развитии космических сервисов проявляется двойное призвание спутников. Во-первых, они работают как шахтеры: в безмолвии космоса добывают главное сокровище современной космонавтики – данные. Именно эти данные питают индустрию услуг, чье стремительное развитие еще четверть века назад мало кто мог себе представить. Во-вторых, эти небесные часовые всегда готовы прийти на помощь при чрезвычайной ситуации в любой точке планеты. Спутники неустанно следуют своим точным, неизменным орбитам. Они – верные свидетели происходящего: измеряют, наблюдают и служат связующим звеном для спасательных операций.

Но одного реагирования на катастрофы уже мало. Данные, которые мы получаем из космоса, должны служить не только для прогноза катастроф. Наши небесные стражи и созданные на базе их наблюдений сервисы должны подсказать нам, что мы должны сделать, чтобы не погибнуть. Как врач следит за пульсом пациента, так мы должны отслеживать жизненные показатели планеты, замечая и хронические недуги Земли, и новые угрозы ее здоровью. Только так мы сможем дать политикам инструмент для принятия верных решений: какое лечение необходимо нашей планете и какие привычки человечества пора менять, пока не стало слишком поздно.

Никто, кроме космоса, не может поставить точный диагноз нашей планете. И уже одного этого достаточно, чтобы понять простую истину: все разговоры об устойчивом развитии бессмысленны, если не принимать в расчет космические технологии. Без космоса у Земли нет будущего.

Информационные богатства, которые добывают наши космические рудокопы, постепенно складываются в цифровое зеркало планеты. Каждый снимок, каждый замер, каждое наблюдение с орбиты или с Земли – все это становится штрихами в виртуальном портрете нашего мира. Океаны, материки и атмосфера, превращенные в бесконечный поток данных, создают новую реальность – необъятную и прекрасную. Пусть немного хаотичную, но все же более упорядоченную, чем оригинал.

Одни только спутники наблюдения за Землей программы «Коперник» Европейского космического агентства, ежедневно отправляют на Землю более 250 ТБ данных[177]. А ведь это всего лишь небольшая часть армии космических наблюдателей, которые кружат над нашими головами. Под их недремлющим оком Земля живет своей жизнью: движется, дышит, закручивает вихри и грозно рокочет. И сколько бы человечество ни тешило свое самолюбие, мы не можем обойти законы этой исполинской экосистемы. Скорее наоборот – это нам приходится учиться жить по новым правилам, которые она диктует.

Орбитальные радары словно рентгеновским зрением пронизывают облака. Они не только следят за наводнениями, но и измеряют толщину льдов – от полярных шапок до ледников Альп и Анд. Снимок за снимком они ведут летопись движения этих ледяных гигантов, замечают малейшие подвижки почвы, гор, оползней. Наша планета – живой организм, она постоянно меняется, и карты этих изменений рассказывают, где и как пульсирует земная твердь. В этой геометрии перемен уместилось все: и угрожающе нависший склон гигантского рудника в Южной Америке, и засеянные поля рядом с итальянским городком Порденоне, и радужные пятна нефти в океане, и влажность каждого клочка земли.

Обследование планеты

Стоит лишь переключиться с радаров на высокочастотные датчики, и мы можем изучать не только количество, но и качество материи – саму ее суть, ее состав. Взять хотя бы инфракрасные камеры спутников Landsat – группировки космических аппаратов, первые из которых отправились в космос больше полувека назад, – или камеры некоторых спутников Sentinel. Они позволяют оценить не только наличие растительности на Земле, но и ее состояние. Эти приборы измеряют все: от влажности почвы до температуры земной поверхности.

На борту Международной космической станции проводят эксперимент ECOSTRESS, в рамках которого с помощью инфракрасной камеры измеряется температура планеты. Изначально ученые создали эту камеру, чтобы следить за тем, как растения справляются с волнами жары – одним из опасных последствий изменения климата. Но прибор преподнес сюрприз: он оказался незаменим и для городских исследований.

В 2021 г. ECOSTRESS сделал любопытное открытие в Лос-Анджелесе: посреди багрово-красного от жары города обнаружился прохладный островок. Это оказался квартал, где местные власти решились на необычный эксперимент – покрасили здания в белый цвет, чтобы они отражали солнечные лучи. Такую практику в Лос-Анджелесе начали применять еще в 2017 г., когда мэр Эрик Гарсетти включил борьбу с городской жарой в свой амбициозный «Зеленый курс»[178].

Теперь у города появился новый инструмент – его цифровой двойник. На этой виртуальной модели можно проверить любую идею, прежде чем воплощать ее в жизнь: где лучше разбить парк или как превратить унылый район парковок, магазинов и офисов в зеленый бульвар.

Спутники, оснащенные похожими инфракрасными камерами, создают тепловые портреты городов