Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Земля - взгляд из космоса


Землю снимают с момента изобретения фотографии. Фотоаппараты размещали сперва воздушных шарах, дирижаблях, а потом на самолетах. Со временем совершенствовались объективы, пленка, техника получения изображений. Благодаря съемке с самолетов были впервые изготовлены карты огромных территорий нашей страны за Уралом. Но главное применение, конечно, разведка. Самые известные случае аэроразведки - это полеты высотных самолетов U-2 над Советским Союзом, когда в конце концов был сбит американский пилот Пауэрс, и фотографии с тех же U-2 российских ракет на Кубе во время Карибского кризиса.

После запуска первого спутника и полета Гагарина начался новый космический этап съемки земной поверхности. Огромные фотоаппараты помещались на спутники, летящие над Землей на высоте от двухсот до тысячи километров. С высот в сотни километров достигнуто поразительное разрешение меньше метра. То есть, сейчас возможно сфотографировать легковую машину, но звездочки на погонах все-таки нельзя. Это - миф.

Бурное развитие компьютерной техники и цифровой связи позволило получать изображение в цифровом виде и быстро сбрасывать его на Землю по радиоканалу.

Об всем этом мы будем сегодня говорить с зам. главного редактора журнала Компьютерра Вадимом Иванченко и экспертом компании ДАТА+ Валентином Зайцевым

Мой первый вопрос Вадиму Иванченко.

Расскажите пожалуйста с чего начались съемки поверхности, может быть тогда когда человек залез на гору и срисовал то, что увидел?

Вадим Иванченко: Вообще-то, если говорить о фотографиях, то съемка поверхности Земли появилась примерно в одно время с возникновением фотографии. Это была середина позапрошлого (XIX) века. Первые съемки велись с воздушных шаров, и они очень сильно облегчили работу тем людям, которые занимались составлением карт. С появлением авиации и развитием фототехники стали снимать на фотопленку поверхность Земли с самолетов. С началом развития космической эры, в середине прошлого (ХХ) века, родилась, естественно, космическая фотография.

Александр Костинский: Основное применение - картография?

Вадим Иванченко: Не только. Скорее даже не в картографии. Более насущная проблема - разведка. Первые применения были во время конфликтов, войн. Очень ценно для проведения боевых действий получить одновременно так много информации, как при съемке с воздуха. Началось отсюда.

Александр Костинский: Эта любовь у военных к съемке поверхности осталась до сих пор?

Вадим Иванченко: Да, это и сейчас основной импульс развития съемки и из космоса и с воздуха. Само развитие космической фотографии началось в недрах американской секретной космической программы по созданию разведывательного спутника CORONA. Сейчас эти данные рассекречены, они есть в Интернете, и мы можем знакомиться со всеми деталями этого процесса.

Александр Костинский: В каком году начался проект?

Вадим Иванченко: Это было в конце 50-х годов ХХ века.

Александр Костинский: После запуска первого спутника?

Вадим Иванченко: Как только Гагарин вышел на орбиту, американцы начали резко инвестировать в космос.

Валентин Зайцев: Определенную роль сыграл полет Гарри Пауэрса.

Вадим Иванченко: Самолет U-2.

Александр Костинский:

Валентин Зайцев:.

Валентин Зайцев: Мы прекрасно помним эту историю. Американские высотные самолеты U-2 совершенно безнаказанно летали над территорией Советского Cоюза. Пауэрса сбили над Свердловском на Урале.

Александр Костинский: Это был не первый полет?

Валентин Зайцев: Нет, этих полетов были десятки. У нас просто в то время не было соответствующего вооружения, которое могло бы достать этот самолет. Американцы, это известно, понимали, что рано или поздно достанут. Такие работы у нас велись. Как раз первые современные разведывательные карты нашей страны были составлены с этого разведывательного самолета. Наши старшие слушатели прекрасно помнят период, когда сбили Пауэрса. По этому поводу было много слухов и сплетен. Был суд. Но сами полеты U-2 - показатель развития воздушной съемки. Потом, конечно, ситуация начала меняться, заранее стали готовиться, и идея вынести фотоаппарат в космос не нова. Я думаю, что еще до первого спутника эта идея будоражила соответствующие военные ведомства. Работы начались в 50-х годах. Как только вывели человека в космос, то тут же задумались о фотоаппарате. И сейчас в Интернете можно видеть первый снимок, который американцами рассекречен. Это самый первый снимок, полученный из космоса. www.nro.gov/corona/imagery.htm . Я думаю, что есть такие российские или китайские снимки, но в Сети есть только первые американские. Их можно посмотреть. Они сильно отличаются от того, чего достигли сейчас.

Александр Костинский: А какое разрешение было у первых снимков?

Валентин Зайцев: Десятки метров.

Вадим Иванченко: Метров 20-30.

Валентин Зайцев: Тогда главным было принципиально получить снимок из космоса. Отработать цепочку, как это происходит.

Вадим Иванченко: Спутники летят с огромной скоростью 7-8 километров в секунду. И фотоаппараты на спутниках - это не совсем те привычные нам сегодня мыльницы.

Александр Костинский: Они немного больше, чем мыльница?

Вадим Иванченко: На космическом аппарате? Да, больше раз в 15-20. Первые космические фотоаппараты были размером с половину обычной комнаты. Огромные объективы, огромные лентопротяжные механизмы. Все это шумело, скрежетало.

Александр Костинский: А управлялось с Земли? С земли шла команда сфотографировать именно это?

Вадим Иванченко: Американская программа CORONA www.nro.gov/index5.html пошла в конце 50-х, и вслед за тем был разработан советский разведывательный спутник Зенит-2. Буквально через полтора года после американцев были получены первые наши снимки.

Александр Костинский: Два фактора определили достижения спутниковой съемки. Первое, развитие космической техники, а, второе, развитие фотографии. Были изготовлены уникальные фотоаппараты, ведь спутники, вообще-то, летают на расстоянии 700-800 километров.

Валентин Зайцев: Да, диапазон высот от 200 до 700 километров.

Александр Костинский: Вы с расстояния 800 километров снимаете Землю с пространственным разрешением меньше метра. Какое же должно быть замечательное фотографическое оборудование? Кроме того, существуют всякие искажения в атмосфере.

Вадим Иванченко: Многие трудности удалось преодолеть с конца 50-х по настоящее время при развитии космической съемки, благодаря тому, что практически те же самые фирмы, которые в Америке это все начинали, и сегодня продолжают.

Александр Костинский: Фирмами вы называете ЦРУ, КГБ?

Вадим Иванченко: Нет, это фирмы вроде Lockheed Martin lmms.external.lmco.com , Raytheon www.raytheon.com , Ball Aerospace www.ball.com/aerospace , Boeing www.boeing.com.

Валентин Зайцев: Ряд компаний, которые принимали участие в военных программах, сейчас получили возможность предложить свои разработки рынку. На это было получено соответствующее разрешение, директива Президента США.

Александр Костинский: У нас тоже есть такие компании, например, Совинформспутник www.sovinformsputnik.com.

Вадим Иванченко: Причем Совинформспутник в 1998 году впервые вышел на мировой рынок со снимками разрешением 2 метра. Это произвело большой фурор. Та же компания Microsoft создала TerraServer www.terraserver.com - большую базу снимков, где вся территория США и некоторые регионы мира. Когда эти снимки появились в Интернете, забила тревогу общественность США.

Александр Костинский: Это были наши снимки?

Вадим Иванченко: Частично наши, частично американские компании Arial Imaging.

Александр Костинский: Американцы тогда еще не выходили на коммерческий рынок с двумя метрами?

Вадим Иванченко: С космическими двумя метрами не выходили. У некоторых американских компаний были лицензии, но не было в продаже реальных снимков. Первыми на рынок коммерческих космических фотографий вышли мы. Это было похоже на бросок наших десантников в Югославии.

Александр Костинский: Лучше сравнить с прорывом Гагарина в космос.

Вадим Иванченко: К сожалению нельзя, потому что этот прорыв был очень быстро ликвидирован. Буквально через пару лет американцы запустили известный спутник Iconos с разрешением один метр. Сейчас таких спутников десяток, учитывая Landsat, Terra, Aqua. Мы же пока не вышли с коммерческим аппаратом, хотя ведутся разработки. Я думаю, в ближайшее время мы увидим отечественный спутник дистанционного зондирования, который будет давать снимки с высоким разрешением.

Александр Костинский: Раньше это был пусть очень сложный, пусть очень большой, но фотоаппарат. Там была пленка. Она отщелкивалась, а потом помещалась в кассету и на парашюте или спускаемом аппарате двигалась к Земле. Люди ее подбирали и расшифровывали, проявляли и так далее. Но, как я понимаю, произошел качественный скачок, когда появились цифровые технологии.

Вадим Иванченко: Это начало 80-х годов. Было изобретено устройство с названием ПЗС (английское название CCD - charge-coupled device) - приборы с зарядовой связью, которые сейчас используются в любой видеокамере, любом цифровом фотоаппарате. Технология стала доступной и дешевой. ПЗС - микроэлектронный аналог пленки. Он собирает со всех пикселей матрицы изображение и записывает его в память компьютера.

Валентин Зайцев: Возвращаясь к фото. Интересный факт. Капсулы с пленкой американцы ловили. Она спускалась со спутника на парашюте в океан и ловилась самолетом прямо во время полета.

Александр Костинский: Капсулу ловили в воздухе?

Валентин Зайцев: Капсула была на длинном парашюте и они ее перехватывали. Есть очень интересные фотографии, которые публиковались в журналах и Интернете, где показан сам процесс ловли.

Александр Костинский: Американцы боялись, что капсула утонет?

Валентин Зайцев: Нет, не боялись.

Александр Костинский: А, боялись, что всплывет советская подводная лодка и заберет?

Вадим Иванченко: Может быть? Но скорее всего потому что это нужно было делать быстро.

Валентин Зайцев: Это нужно было делать очень быстро. Выезжали специальные бригады, дежурили, самолеты поднимались в воздух.

Александр Костинский: Это просто дорого.

Вадим Иванченко: А против несанкционированного захвата или утери, разное бывает, существовали системы подрыва или самоуничтожения пленки.

Валентин Зайцев: Она засвечивалась. Можно себе представить ситуацию в 60-70-е годы, когда была жесточайшая конкуренция.

Александр Костинский: Если вспомнить карибский кризис, то там снимали с самолета?

Вадим Иванченко: Там снимал наши позиции U-2.

Александр Костинский: Недостаток самолета в том, что он снимает за сеанс небольшой участок Земли. Зато у самолета замечательное разрешение, так как он летает относительно невысоко. Высота полета максимум 20 километров.

Вадим Иванченко: Сейчас на самолете снимать чужую территорию нельзя, потому что изменились международные правила. Раньше не было такого ограничения. Если самолет летал над нашей территорией на высоте 20 километров, то считалось, что это не нарушение границы, он летает как бы в свободном пространстве. Сейчас свободным пространством остался космос.

Валентин Зайцев: Космос - это больше ста километров. И он считается ничейной территорией.

Александр Костинский: На что были направлены основные усилия разработчиков?

Валентин Зайцев: Все усилия разработчиков были направлены на увеличение разрешения картинки.

Александр Костинский: Еще на пленке?

Валентин Зайцев: Да, Была масса проблем. Огромная скорость движения аппарата, 7-8 километров в секунду, надо компенсировать на пленке движение Земли. Стремились создать пленки с микрозерном, очень высокой чувствительностью.

Александр Костинский: А какой величины удалось сделать зерно?

Валентин Зайцев: Сейчас зерно в фотоматериалах - несколько микрон, единицы микрон.

Вадим Иванченко: Еще не исчерпали возможности фотопленки.

Александр Костинский: Даже фотопленки? А еще снимают на фотопленку?

Валентин Зайцев: Конечно снимают. По сообщениям СМИ, вся китайская национальная система наблюдения построена именно на фото.

Вадим Иванченко: Фото немного проще, технология более ли менее за многие годы отработанная.

Валентин Зайцев: Это же специальная технология, которая разрабатывалась тысячами людей. Кто-то работал над пленкой, кто-то над объективом, кто-то над автоматикой, кто-то над программами - совершенствовалось все.

Вадим Иванченко: Только недавно разрешение ПЗС-матриц стало сравнимым с пленочным. Все равно зерно пленки меньше, чем ячейка матрицы. Ячейка матрицы 6-10 микрон.

Валентин Зайцев: Но для съемки на ПЗС пока существуют цифровые ограничения. На широкую фотопленку можно снять очень большой участок территории, а на матрицу гораздо меньший (не бывает матриц в несколько десятков тысяч пикселей).

Александр Костинский: Дело в ширине пленки?

Вадим Иванченко: Пленка может быть какой угодно. Ее можно полить равномерно, сделав равномерной по чувствительности. Матрицу сделать равномерно чувствительной достаточно сложное дело. Сейчас в самой большой матрице 10-13 тысяч пикселей.

Александр Костинский: Она, наверное, стоит сумасшедшие деньги?

Вадим Иванченко: Естественно. Процент выхода таких матриц в производстве очень низкий. Много брака. Такой же выход удачных матриц, как КПД паровоза.

Александр Костинский: Мы сейчас говорим о недостатках получения изображения на ПЗС-матрицы по сравнению с фотопленкой, но все равно большинство переходят на эти самые CCD (ПЗС)-матрицы.

Вадим Иванченко: Конечно, потому что они позволяют не сбрасывать и не искать те же капсулы или спускаемые аппараты с фотоспутников.

Александр Костинский: И передают информацию фактически в режиме реального времени?

Вадим Иванченко: Изображение, считываемое с ПЗС-матриц, фактически в режиме реального времени сбрасывают по радиоканалу. Тем более, что сейчас очень широкие, мегабитные радиоканалы. С изображением можно работать через несколько часов или даже минут после съемки территории. Быстрое получение снимка территории может при чрезвычайной ситуации спасти много жизней. Мы начали с военных приложений, теперь можно плавно переходить к мирным. Они - одни из важнейших. Много применяется космическая съемка в народном хозяйстве. Все муниципальные службы и компании, которые разрабатывают геоинформационные системы для муниципальных служб, как раз говорят, что все достаточно быстро меняется, и они пользуются космическими снимками, чтобы делать различные реестры, например, недвижимости.

Валентин Зайцев: Самолетом дешевле снимать большие территории. Достаточно поднять его в воздух, и он будет спокойно мирно лететь, щелкать пленочку, собирать кассеты, не торопясь проявлять. Самолетная съемка до сих пор в картографии основная. Аэрофотосъемка - достаточно долговременный процесс. Это не оперативный процесс, как например оценка урожайности, наводнение. Это спокойная методичная работа, которая продолжает вестись на обычную аэрофотоаппаратуру и сейчас технология достигла удивительного развития. Разрешение обычной фотоаппаратуры для самолета - до одного сантиметра. Настолько высока геометрическая точность. Там гонятся не столько за разрешением, сколько важна геометрическая точность, чтобы построить точные карты. Те же карты на Западную Сибирь созданы в основном в 50-60-е годы, когда проводилась массовая аэрофотосъемка. Берешь старую карту, а на ней написано: Главное управление геодезии и картографии при МВД СССР. Тогда управление еще было в структуре МВД. Представьте себе, можно ли было создать карты на огромную территорию, не имея ничего. Тогда начали применять аэрозалеты. А потом по снимкам в ручную отрисовывались топографические карты. Все топографические карты, которые мы видим в магазинах, созданы, как правило, путем обработки аэрофотоснимков. Космос в какой-то степени заменит самолеты, но космос эффективен, когда информация нужна быстро, эффективно и достаточно локально, потому что те же цифровые технологии имеют существенный недостаток - небольшую полосу захвата. Мы из космоса не видим картинку сто на сто километров, как с помощью фотоматериалов. У нас, например, госцентр "Природа" использует пленки размером 30 сантиметров. Сейчас эти данные с разрешением 7-8 метров можно купить. Они абсолютно открытые. Фотографии цветные.

Александр Костинский: Размеры картинки сто на сто километров?

Валентин Зайцев: Есть такая камера МК-4, она имеет захват 170 на 170 километров.

Александр Костинский: Один снимок?

Валентин Зайцев: Да, один снимок. Это очень большой захват.

Александр Костинский: И с разрешением?

Валентин Зайцев: С разрешением около десяти метров. Они абсолютно открыты. Любой желающий их может купить и стоят они очень недорого. Имеются большие наши архивы.

Александр Костинский: А где может купить такой снимок, например, наш слушатель?

Валентин Зайцев: Он может пойти и купить в государственном центре "Природа", который в структуре российской Госкартографии. Том же Совинформспутнике или ДАТА+ www.dataplus.ru/win/ddz/index.htm . Они вполне официально и легально распространяют эти фотографии, тем более такого разрешения. Человек может купить фотографию, а может купить снимок в цифровом виде, когда эту пленку очень точно отсканировали. Тогда ее можно увеличивать, используя компьютерные программы.

Александр Костинский: А сколько это стоит?

Валентин Зайцев: В принципе это стоит несколько сотен долларов за снимок 170 на 170 километров.

Александр Костинский: Это много.

Вадим Иванченко: Снимки высокого разрешения со спутника Iconos, которые тоже можно купить в Москве www.geo-spectrum.ru, стоят еще дороже. Это несколько тысяч долларов.

Александр Костинский: Один снимок, но с разрешением метр?

Вадим Иванченко: Да, снимки Iconos с высоким разрешением. С другой стороны, человек, которому нравятся космические снимки, может поступить проще. Сейчас существует целый архив рассекреченных американских разведывательных снимков. Это снимки с космического аппарата Keyhole, который разрабатывался по программе CORONA. Рассекретили снимки с начала 60-х до, кажется, 72 года http://edc.usgs.gov/products/satellite/corona.html.

Александр Костинский: Они висят в Интернете?

Вадим Иванченко: Есть образцы в Интернете. И можно за чисто символическую сумму в несколько долларов или десятков долларов купить любой понравившейся снимок.

Александр Костинский: Что значит купить? Перевести им деньги на счет с кредитной карточки, и они пришлют по почте? Что пришлют пленку, фото?

Вадим Иванченко: Пленку или в электронном виде.

Александр Костинский: Совсем недорого. Фактически плата за доставку.

Вадим Иванченко: Эти снимки для чистой эстетики.

Александр Костинский: А что там снято - Париж, Москва, Лондон?

Вадим Иванченко: Там снято все, но большинство снимков - советские военные объекты той эпохи.

Александр Костинский: Это для тех, кто любит коллекционировать такие снимки.

Вадим Иванченко: Некоторые люди их покупают, выкладывают в Интернете, например, Федерация американских ученых (Federation of American Scientists, www.fas.org ). Деятель этой организации Джон Пайк создал организацию GlobalSecurity.org. и занимается подобными вещами. Он покупает снимки, обрабатывает, показывает, что на них изображено, что интересного и выкладывает в Интернет.

Александр Костинский: А были ли какие-нибудь события, где космическая съемка сыграла решающую роль?

Вадим Иванченко: Я думаю, если вы возьмете любой международный конфликт, военный конфликт, серьезные террористические акты, связанные с большими территориями, то можно совершенно однозначно сказать, что в этих случаях используется космическая съемка и очень часто играет решающую роль. Нам просто неизвестно как используют эти технологии.

Александр Костинский: По телевизору не сообщают.

Вадим Иванченко: Да по телевизору не сообщают, но можно смело сказать, что эти технологии используются. И в Афганистане американцы использовали, причем не только военные спутники, но и коммерческие Iconos.

Александр Костинский: Военные просто платят деньги - снимайте нам?

Вадим Иванченко: Там все тесно связано. Фирмы, которые изготавливают коммерческие спутники, участвуют в разработке закрытых военных изделий. Когда выдавалась лицензия фирмам, владеющим коммерческими спутниками, то им было предписано в первую очередь обеспечивать соответствующие ведомства США.

Александр Костинский: Космические фотографии лишь небольшая часть информации, получаемой из космоса. Главную роль сейчас играет дистанционное зондирование и об этом через неделю мы продолжим разговор с зам. главного редактора журнала Компьютерра Вадимом Иванченко и экспертом компании ДАТА+ Валентином Зайцевым.

Все ссылки в тексте программ ведут на страницы лиц и организаций, не связанных с радио "Свобода"; редакция не несет ответственности за содержание этих страниц.

XS
SM
MD
LG