Ирина Лагунина: В июле этого года на Международную космическую станцию был доставлен российский прибор "Русалка". Он предназначен для точных измерений уровня углекислого газа в атмосфере нашей планеты. В начале сентября на Земле уже появились первые данные, полученные с помощью "Русалки". Почему изучать парниковые газы эффективнее из космоса, объясняет заместитель директора Института космических исследований Российской академии наук Олег Кораблев.
С ним беседует Ольга Орлова.
Ольга Орлова: Олег, расскажите, пожалуйста, что это за прибор, который был разработан в вашем институте, и зачем для изучения углекислого газа нужно было запускать его в космос и оттуда делать замеры?
Олег Кораблев: Прибор этот задумывался как демонстрация возможностей измерить парниковые газы с орбиты Земли, но достаточно скромными средствами. Аналогичный прибор уже работает на орбите вокруг Венеры. Эти технологии, которые там испытаны, позволили в значительной степени прибор сократить, улучшить его характеристики, и в результате - предложить эксперимент для измерения парниковых газов. Суть состоит в том, что для точного измерения углекислоты, углекислого газа, о котором много разговоров, нужно очень высокое спектральное разрешение. Дело в том, что в спектре Земли доминирует водяной пар, а он практически поглощает во всем диапазоне электромагнитное излучение ( речь идет об оптическом и инфракрасном диапазоне). И чтобы не мешала вода, нужно очень высокое разрешение и нужно видеть каждую отдельную линию поглощения газа. Это может достигаться различными способами, один из них мы применили в этом приборе.
Ольга Орлова: Почему прибор так романтично называется «Русалка»?
Олег Кораблев: «Русалка» от слова "ручной". Этот прибор, спаренный с фотоаппаратом, космонавты действительно берут в руки, ставят на кронштейн, нажимают кнопки и ведут измерения. Мы с ними общаемся напрямую, разговоры с ними очень упрощены , все можно обсудить и конкретно ответить на вопросы, дать какие-то советы. Все это интерактивно, очень удобно. Космонавты прошли обучение на Земле, проводят сеансы.
Ольга Орлова: Вокруг проблемы парниковых газов существует множество прямо противоположных экспертных мнений и оценок, и некоторые из них считаются спекулятивными. По вашему мнению, насколько такой прибор как «Русалка», поможет восстановлению истинной картины?
Олег Кораблев: Наверное, «Русалка» глобальных вопросов не решит. Цель этого прибора достаточно скромная – продемонстрировать, что в принципе такие изменения со спутников возможны и целесообразны. Дело в том, что измерять парниковые газы через иллюминатор - это не самый лучший способ, а с помощью "Русалки" этот как раз эффтивно делать.
Ольга Орлова: В чем заключается научная ценность работы этого прибора?
Олег Кораблев: В научной программе станции такой есть акцент, это не столько проведение исследования, сколько отработка методик исследований. И вот в данном случае мы отрабатываем методику таких исследований, которые потом надеемся применить на спутниках, в том числе малых спутниках, поскольку этот прибор небольшой, можно, говоря о микроспутниках, использовать платформы совсем небольшие, проводить измерения. Теперь действительно о науке. Опасность накопления парниковых газов увеличивается с начала индустриального развития, с начала 50-х годов, когда началось постепенное наколпение общего содержания газа в атмосфере. Это факт неоспоримый, никаких тут спекуляций нет, оно действительно растет и растет с ускорением. В основном, наверное, не автомобили этому причина, а сжигание угля на электростанциях, котельных. Хотя нам сейчас кажется, что несущественно, никто не топит углем, но в мировом масштабе это очень существенная статья выбросов СО2. Но происходит это увеличение на фоне каких-то естественных природных циклов. Это все вызывает большую озабоченность, увеличение выброса СО2 и связанное с этим увеличение температуры. Если увеличивать температуру, то в атмосфере может содержаться больше водяного пара. Ведь водяной пар главный на самом деле парниковый газ. А так как он зависит от температуры, его мерить бесполезно. Стало холоднее, стало меньше водяного пара, стало теплее, его стало больше. Главным образом этот эффект работает не в нашем приземном слое, где мы существуем, а в тропической атмосфере на уровне около 20 километров. И там происходит разогрев глобальной атмосферы. Поэтому в какой-то степени углекислый газ даже не столько сам по себе опасен, сколько как триггер, спусковой крючок, который запускает другие механизмы, в которых есть положительная обратная связь, чем больше воды, тем больше разогрев.
Ольга Орлова: А чем в этом смысле интересна методика, которая отрабатывается на «Русалке»?
Олег Кораблев: Речь идет о глобальных измерениях. Что сейчас происходит? Сейчас начали говорить, что надо ограничить выбросы СО2 - это дорого, это непросто. Потому что вся эта политика ограничений, политических решений, связанных, направленных на какие-то международные соглашения, направленные на улучшения климата - это уже не первая попытка на Земном шаре. Первая попытка была связана с озоном, то есть не попытка, а произведенное действие. Монреальский протокол, в 92 году, по-моему, он был подписан, когда всем стало ясно, что озон разрушается по определенным причинам из-за выброса фторсодержащих и других галогенидов, фрионы, использованные как хладагенты в холодильниках, кондиционерах, их запретили практически, и сейчас уровень озона стабилизировался. Это был успех геофизической политики. Сейчас усилия международной группы IPCCпо контролю климата направлены на то, чтобы как-то повторить этот успех. Но экономическая составляющая несопоставима, потому что закрыть на несколько заводов по производству одних хладагентов и перепрофилировать их на другие вещества - это одно. А глобально заставить меньше жечь угля и меньше вырабатывать электроэнергии, заставить таким образом строить атомные станции, которые не выделяют углекислого газа - это совсем другое. Это действие другого масштаба. Есть силы, которые не согласны. И у нас в стране есть также разные точки зрения на этот счет. Хотя общий ход СО2 очевиден, но, например, оспаривается связанное с ним потепление. Потому что потепление не столь очевидно, как увеличение СО2. Иногда говорится о том, мы находимся в так называем межледниковом периоде. Вообще исторические Земля больше холодная, чем теплая.
Ольга Орлова: А вы сами связываете рост углекислого газа с усилением глобального потепления?
Олег Кораблев: Я склонен доверять этой связи. Я слышал немало докладов представителей близких к группе IPCC, и мне кажется, их доводы вполне убедительные. Связь между ростом углекисалого газа и глобальным потеплением, думаю, есть. И необходимо предпринимать какие-то усилия. Теперь о механизмах контроля. Сейчас по Киотскому протоколу бюджет углекислого газа составляется достаточно примитивно: сколько сожгли топлива в какой-то стране, значит столько она и выбросила. Помимо источников, есть истоки, значит где-то истоки больше. Когда-то в США в момент отказа от подписания договора звучали достаточно серьезные аргументы такого рода, что у нас почва поглощает гораздо больше, чем в других местах и нам не надо ничего сокращать. Конечно, тут необходима модель, и модель есть, этим занимаются очень большие группы, серьезные группы, независимые группы, сравнивают результаты различных групп. Модели включают прежде всего океанические течения, которые определяют в основном климат земли в ходят туда каким-то образом параметры почвы и все, что угодно. Но для них необходимы входные данные по атмосфере. То есть это только небольшой кирпичик общего здания, но он достаточно важный и на виду, потому что именно атмосферное СО2, увеличение, то, что мы видим, общий тренд. Нужно измерять СО2 локально, не на масштабах городов, а на масштабах областей, территорий, регионов. Пока просто я видел сейчас современные модели, они оперируют с территориями континентального масштаба. Евразия разделена на три части. Но тем не менее, речь идет о локальности.
Что мы имеем? Мы имеем буквально считанное количество станций, которые либо забирают пробы атмосферные, забирают в колбочки, потом эти колбочки анализируются. Это не очень хорошо, потому что от местных факторов, от того, растет там елка или нет или куда ветер подул, слишком локально. Шум, связанный с этим будет существенный. Либо стоят приборы, которые наблюдают непосредственно солнце, смотрят атмосферные поглощения, тот же принцип, что из космоса, но с земли, с очень хорошей точностью. Но таких станций всего несколько десятков, в России, кстати, к сожалению, нет действующих. Но в то же время проводится большое количество с забором проб, в основном, надо сказать, они проводятся с зарубежными исследователями.
Ольга Орлова: А космический мониторинг до сих пор не вели?
Олег Кораблев: Космический мониторинг до 2009 года не осуществлялся. Потому что применяемые методы не давали нужной точности. Есть приборы на европейском спутнике, в основном немецкие, работает примерно в том же спектральном диапазоне, что и в наша «Русалка», но спектральное разрешение примерно на порядок ниже. Данные поступают, но значимого характера они не имеют.
Ольга Орлова: Получается, что «Русалка» – это такой парниковый космический пионер.
Олег Кораблев: Не совсем. К 2009 году планировалось, что будет два крупных спутника по измерению бюджета углекислого газа. Первый планировался в Штатах, НАСА всегда лидирует во всех космических начинаниях. Тоже примерно тот же спектральный диапазон, но гораздо более серьезные спектрометры, которые позволяли картировать СО2 с коротким пространственным разрешением. Она готовилась долго, первая дата запуска была чуть ли не 2001 год, многократно переносилась, и она не вышла на орбиту из-за неполадок с носителем. Это случилось в январе 2009. Есть еще японский спутник, он был тоже запущен в конце января 2009 года. И вот сейчас мы узнали, что новые данные пока не были выпущены. Как мы сейчас не объявляем о «Русалке», так и по таким данным внутренним, все работает хорошо. Спутник, специально посвященный измерению парниковых газов, спектрометр канадского производства. Они его купили и поставили на свой спутник. Так что японский работает, и скоро данные пойдут публичные и как-то можно будет. И «Русалка» наш пилотный эксперимент для проверки, и мы надеемся, но это гораздо проще прибор, в то же время по параметрам, как мы надеемся, не хуже.
С ним беседует Ольга Орлова.
Ольга Орлова: Олег, расскажите, пожалуйста, что это за прибор, который был разработан в вашем институте, и зачем для изучения углекислого газа нужно было запускать его в космос и оттуда делать замеры?
Олег Кораблев: Прибор этот задумывался как демонстрация возможностей измерить парниковые газы с орбиты Земли, но достаточно скромными средствами. Аналогичный прибор уже работает на орбите вокруг Венеры. Эти технологии, которые там испытаны, позволили в значительной степени прибор сократить, улучшить его характеристики, и в результате - предложить эксперимент для измерения парниковых газов. Суть состоит в том, что для точного измерения углекислоты, углекислого газа, о котором много разговоров, нужно очень высокое спектральное разрешение. Дело в том, что в спектре Земли доминирует водяной пар, а он практически поглощает во всем диапазоне электромагнитное излучение ( речь идет об оптическом и инфракрасном диапазоне). И чтобы не мешала вода, нужно очень высокое разрешение и нужно видеть каждую отдельную линию поглощения газа. Это может достигаться различными способами, один из них мы применили в этом приборе.
Ольга Орлова: Почему прибор так романтично называется «Русалка»?
Олег Кораблев: «Русалка» от слова "ручной". Этот прибор, спаренный с фотоаппаратом, космонавты действительно берут в руки, ставят на кронштейн, нажимают кнопки и ведут измерения. Мы с ними общаемся напрямую, разговоры с ними очень упрощены , все можно обсудить и конкретно ответить на вопросы, дать какие-то советы. Все это интерактивно, очень удобно. Космонавты прошли обучение на Земле, проводят сеансы.
Ольга Орлова: Вокруг проблемы парниковых газов существует множество прямо противоположных экспертных мнений и оценок, и некоторые из них считаются спекулятивными. По вашему мнению, насколько такой прибор как «Русалка», поможет восстановлению истинной картины?
Олег Кораблев: Наверное, «Русалка» глобальных вопросов не решит. Цель этого прибора достаточно скромная – продемонстрировать, что в принципе такие изменения со спутников возможны и целесообразны. Дело в том, что измерять парниковые газы через иллюминатор - это не самый лучший способ, а с помощью "Русалки" этот как раз эффтивно делать.
Ольга Орлова: В чем заключается научная ценность работы этого прибора?
Олег Кораблев: В научной программе станции такой есть акцент, это не столько проведение исследования, сколько отработка методик исследований. И вот в данном случае мы отрабатываем методику таких исследований, которые потом надеемся применить на спутниках, в том числе малых спутниках, поскольку этот прибор небольшой, можно, говоря о микроспутниках, использовать платформы совсем небольшие, проводить измерения. Теперь действительно о науке. Опасность накопления парниковых газов увеличивается с начала индустриального развития, с начала 50-х годов, когда началось постепенное наколпение общего содержания газа в атмосфере. Это факт неоспоримый, никаких тут спекуляций нет, оно действительно растет и растет с ускорением. В основном, наверное, не автомобили этому причина, а сжигание угля на электростанциях, котельных. Хотя нам сейчас кажется, что несущественно, никто не топит углем, но в мировом масштабе это очень существенная статья выбросов СО2. Но происходит это увеличение на фоне каких-то естественных природных циклов. Это все вызывает большую озабоченность, увеличение выброса СО2 и связанное с этим увеличение температуры. Если увеличивать температуру, то в атмосфере может содержаться больше водяного пара. Ведь водяной пар главный на самом деле парниковый газ. А так как он зависит от температуры, его мерить бесполезно. Стало холоднее, стало меньше водяного пара, стало теплее, его стало больше. Главным образом этот эффект работает не в нашем приземном слое, где мы существуем, а в тропической атмосфере на уровне около 20 километров. И там происходит разогрев глобальной атмосферы. Поэтому в какой-то степени углекислый газ даже не столько сам по себе опасен, сколько как триггер, спусковой крючок, который запускает другие механизмы, в которых есть положительная обратная связь, чем больше воды, тем больше разогрев.
Ольга Орлова: А чем в этом смысле интересна методика, которая отрабатывается на «Русалке»?
Олег Кораблев: Речь идет о глобальных измерениях. Что сейчас происходит? Сейчас начали говорить, что надо ограничить выбросы СО2 - это дорого, это непросто. Потому что вся эта политика ограничений, политических решений, связанных, направленных на какие-то международные соглашения, направленные на улучшения климата - это уже не первая попытка на Земном шаре. Первая попытка была связана с озоном, то есть не попытка, а произведенное действие. Монреальский протокол, в 92 году, по-моему, он был подписан, когда всем стало ясно, что озон разрушается по определенным причинам из-за выброса фторсодержащих и других галогенидов, фрионы, использованные как хладагенты в холодильниках, кондиционерах, их запретили практически, и сейчас уровень озона стабилизировался. Это был успех геофизической политики. Сейчас усилия международной группы IPCCпо контролю климата направлены на то, чтобы как-то повторить этот успех. Но экономическая составляющая несопоставима, потому что закрыть на несколько заводов по производству одних хладагентов и перепрофилировать их на другие вещества - это одно. А глобально заставить меньше жечь угля и меньше вырабатывать электроэнергии, заставить таким образом строить атомные станции, которые не выделяют углекислого газа - это совсем другое. Это действие другого масштаба. Есть силы, которые не согласны. И у нас в стране есть также разные точки зрения на этот счет. Хотя общий ход СО2 очевиден, но, например, оспаривается связанное с ним потепление. Потому что потепление не столь очевидно, как увеличение СО2. Иногда говорится о том, мы находимся в так называем межледниковом периоде. Вообще исторические Земля больше холодная, чем теплая.
Ольга Орлова: А вы сами связываете рост углекислого газа с усилением глобального потепления?
Олег Кораблев: Я склонен доверять этой связи. Я слышал немало докладов представителей близких к группе IPCC, и мне кажется, их доводы вполне убедительные. Связь между ростом углекисалого газа и глобальным потеплением, думаю, есть. И необходимо предпринимать какие-то усилия. Теперь о механизмах контроля. Сейчас по Киотскому протоколу бюджет углекислого газа составляется достаточно примитивно: сколько сожгли топлива в какой-то стране, значит столько она и выбросила. Помимо источников, есть истоки, значит где-то истоки больше. Когда-то в США в момент отказа от подписания договора звучали достаточно серьезные аргументы такого рода, что у нас почва поглощает гораздо больше, чем в других местах и нам не надо ничего сокращать. Конечно, тут необходима модель, и модель есть, этим занимаются очень большие группы, серьезные группы, независимые группы, сравнивают результаты различных групп. Модели включают прежде всего океанические течения, которые определяют в основном климат земли в ходят туда каким-то образом параметры почвы и все, что угодно. Но для них необходимы входные данные по атмосфере. То есть это только небольшой кирпичик общего здания, но он достаточно важный и на виду, потому что именно атмосферное СО2, увеличение, то, что мы видим, общий тренд. Нужно измерять СО2 локально, не на масштабах городов, а на масштабах областей, территорий, регионов. Пока просто я видел сейчас современные модели, они оперируют с территориями континентального масштаба. Евразия разделена на три части. Но тем не менее, речь идет о локальности.
Что мы имеем? Мы имеем буквально считанное количество станций, которые либо забирают пробы атмосферные, забирают в колбочки, потом эти колбочки анализируются. Это не очень хорошо, потому что от местных факторов, от того, растет там елка или нет или куда ветер подул, слишком локально. Шум, связанный с этим будет существенный. Либо стоят приборы, которые наблюдают непосредственно солнце, смотрят атмосферные поглощения, тот же принцип, что из космоса, но с земли, с очень хорошей точностью. Но таких станций всего несколько десятков, в России, кстати, к сожалению, нет действующих. Но в то же время проводится большое количество с забором проб, в основном, надо сказать, они проводятся с зарубежными исследователями.
Ольга Орлова: А космический мониторинг до сих пор не вели?
Олег Кораблев: Космический мониторинг до 2009 года не осуществлялся. Потому что применяемые методы не давали нужной точности. Есть приборы на европейском спутнике, в основном немецкие, работает примерно в том же спектральном диапазоне, что и в наша «Русалка», но спектральное разрешение примерно на порядок ниже. Данные поступают, но значимого характера они не имеют.
Ольга Орлова: Получается, что «Русалка» – это такой парниковый космический пионер.
Олег Кораблев: Не совсем. К 2009 году планировалось, что будет два крупных спутника по измерению бюджета углекислого газа. Первый планировался в Штатах, НАСА всегда лидирует во всех космических начинаниях. Тоже примерно тот же спектральный диапазон, но гораздо более серьезные спектрометры, которые позволяли картировать СО2 с коротким пространственным разрешением. Она готовилась долго, первая дата запуска была чуть ли не 2001 год, многократно переносилась, и она не вышла на орбиту из-за неполадок с носителем. Это случилось в январе 2009. Есть еще японский спутник, он был тоже запущен в конце января 2009 года. И вот сейчас мы узнали, что новые данные пока не были выпущены. Как мы сейчас не объявляем о «Русалке», так и по таким данным внутренним, все работает хорошо. Спутник, специально посвященный измерению парниковых газов, спектрометр канадского производства. Они его купили и поставили на свой спутник. Так что японский работает, и скоро данные пойдут публичные и как-то можно будет. И «Русалка» наш пилотный эксперимент для проверки, и мы надеемся, но это гораздо проще прибор, в то же время по параметрам, как мы надеемся, не хуже.
