Фотоспутник — это специализированный космический аппарат, оснащенный фотокамерами или другими системами дистанционного зондирования, предназначенный для съемки поверхности Земли с орбиты. Хотя первые советские спутники и демонстрировали техническую возможность проведения орбитальной фотосъемки, их нельзя считать полноценными фотоспутниками, так как эта задача не была для них основной.
Зарождение идеи и первые шаги
Потенциал спутников для наблюдения за сельхозугодьями, лесами и решения других прикладных задач начал раскрываться в начале 1960-х годов. Спутники серии «Тирос» впервые передали на Землю изображения планетарного масштаба, скрытые под облачным покровом. Однако настоящий прорыв в понимании возможностей орбитальной съемки произошел с началом пилотируемых космических полетов. Например, американский астронавт Гордон Купер во время миссии на корабле «Меркурий» сообщал, что может различать с высоты дороги и отдельные строения. Изначально к этим данным отнеслись скептически, но последующие полеты подтвердили удивительную детализацию наблюдений. На некоторых фотографиях даже можно было увидеть разницу между увлажненной после дождя и сухой местностью.
С появлением первых результатов сразу же возникли идеи по их практическому применению. Началось активное финансирование разработок новой аппаратуры для получения информации из космоса. В этих разработках широко использовались военные технологии аэрофоторазведки, применяемые на высотных самолетах. К примеру, первые инфракрасные снимки позволили дистанционно выявлять участки сельскохозяйственных культур, пораженные болезнями.
Картография и строительство
Одной из первых областей, внедривших космическую фотосъемку, стала картография. Снимки, переданные американским спутником «Лэндсат», позволили уточнить и актуализировать карты США. Основной масштаб съемки составлял 1:250 000, хотя при необходимости можно было добиться и большей детализации. В Советском Союзе фотоаппаратура орбитальных станций «Салют» активно использовалась для корректировки трассы при строительстве Байкало-Амурской магистрали (БАМ). Изображения со спутников позволяют создавать высокоточные карты, в том числе карты подводного рельефа. Эта возможность крайне важна для морской картографии, например, для детального картирования коралловых рифов в целях безопасности судоходства.
Сельское и лесное хозяйство
Главное преимущество космического картографирования — беспрецедентная скорость охвата территорий по сравнению с традиционными методами. В середине 1970-х годов НАСА совместно с Министерством сельского хозяйства и Национальным управлением по исследованию океанов и атмосферы США запустило программу по использованию спутников для прогнозирования урожайности. В качестве тестовой культуры была выбрана пшеница. Результаты прогнозов оказались исключительно точными, и впоследствии методику распространили на другие культуры.
Космическая съемка также оказала неоценимую помощь лесному хозяйству. Та же система спутников «Лэндсат» наглядно продемонстрировала свои преимущества для инвентаризации и оценки состояния лесных массивов на огромных площадях. С ее помощью стало возможным планировать вырубки, оптимизируя их для сохранения лесных экосистем. Кроме того, оперативный мониторинг со спутников позволяет быстро обнаруживать очаги лесных пожаров и своевременно принимать меры по их локализации.
Исследование океанов и навигация
Современная аппаратура фотоспутников способна «заглядывать» в морские глубины на 20 и более метров. Это открывает перед океанографами новые возможности. Например, с помощью системы «Лэндсат» стало возможным отслеживать изменения в направлениях крупных течений, таких как Гольфстрим или Эль-Ниньо. Это не только позволяет судам выбирать оптимальные маршруты, экономя топливо, но и помогает рыбакам находить районы скопления промысловых рыб (например, лососевых) по границам теплых вод. В СССР аналогичные задачи выполняли спутники серии «Космос», а также орбитальные станции «Салют» и «Мир».
Эти исследования позволили собирать комплексные данные о поверхности планеты для рационального использования природных ресурсов. На основе накопленного опыта были созданы специализированные спутниковые системы для оперативного сбора разнообразной информации. Фотоспутники значительно упростили навигацию в арктических и антарктических водах. Для точного прогнозирования ледовой обстановки и движения айсбергов необходимы оперативные данные о температуре воздуха и воды, осадках, ветрах и течениях. Справиться с этой задачей в глобальном масштабе может только система спутникового мониторинга.
Международный опыт
Среди других стран, развивающих это направление, стоит отметить Индию. Ее первый экспериментальный спутник дистанционного зондирования был запущен в 1979 году с помощью советской ракеты-носителя. Одной из его ключевых задач было прогнозирование начала муссонов, критически важных для сельского хозяйства, в частности для пересадки риса. Также спутник занимался изучением динамики природных ресурсов: лесов, рек, эрозии берегов, зон затопления и сельхозземель.
В 1978 году Франция объявила о начале долгосрочной программы «SPOT». Ее целью была полная инвентаризация невозобновляемых и медленно возобновляемых ресурсов: полезных ископаемых, запасов ископаемого топлива и пресной воды. Программа также включала мониторинг состояния сельского хозяйства и атмосферы, изучение океанографических и климатических изменений, а также отслеживание опасных природных явлений: наводнений, штормов, землетрясений и извержений вулканов.