Как наблюдать за парниковыми газами из космоса

Дарья Чудная, генеральный директор ООО «СР КМС» (входит в российскую группу компаний частного космоса SR Space) рассказала о платформе для мониторинга парниковых газов SR CMS.

В 2024 году платформа стала победителем специальной номинации Газпромбанка на Международном конкурсе климатических проектов «Зеленая Евразия», организованном АСИ и ЕЭК.

Дарья Чудная, фото пресс-службы SR Space

Ежегодно количество спутников на орбите быстро растет. Мы помним, что первый спутник был запущен 4 октября 1957 года Советским Союзом, а в настоящее время, по открытым данным, в космосе находится более 8 тысяч спутников. Это означает, что за относительно короткий период количество спутников на орбите возросло в тысячи раз. Каждый спутник на орбите выполняет свою уникальную задачу.

Каждый спутник — возможность получать определенного типа данные из космоса: оптические, радиолокационные или спектрометрические.

Оптические спутники можно представить в виде больших фотоаппаратов, которые отличаются по качеству. Некоторые из них обеспечивают высокое качество изображений, а другие — менее четкие. Всё зависит от конкретной задачи, которую мы решаем.

Радиолокационная съемка позволяет видеть Землю и объекты на ней независимо от погодных условий. Если оптические спутники не могут делать фотографии в облачную погоду или ночью, то радиолокация работает в любое время суток и при любых условиях.

Благодаря спутникам, на которых устанавливаются спектрометры или гиперспектральные камеры, мы получаем спектрометрические данные. Это играет ключевую роль в нашем проекте климатической мониторинговой системы SR CMS.

— Что такое спектрометрические данные?

— Это количество загрязняющих веществ в атмосферном столбе. Загрязнители — это, в первую очередь, парниковые газы, углекислый газ, метан и различные оксиды. Хотя тема глобального потепления воспринимается как информационный шум, мне важно сказать, что климат реально меняется, и парниковые газы — главные тому виновники. Спутники со спектрометрами показывают их тип и количество в атмосферном столбе.

Для мониторинга парниковых газов можно использовать не только спутники: существуют дроны со спектрометрами на борту и наземные станции. Но для создания полноценной системы слежения за парниковыми газами спутники незаменимы. Дроны охватывают небольшие территории — всего несколько сотен километров, наземные станции являются стационарными, а спутник позволяет наблюдать большие территории в разных локациях.

— Зачем вообще отслеживать парниковые газы? Чем это полезно России?

— Мониторинг парниковых газов — это управление климатом, природными ресурсами и прогнозирование климатических рисков. Например, мы общались с несколькими крупными банками в России, которые начинают учитывать климатические риски в своих страховых продуктах — тема очень актуальная.

Еще один момент: данные о парниковых газах активно используются в нефтегазовой сфере. С помощью спутников можно отслеживать как контролируемые, так и неконтролируемые утечки метана на нефтепроводах и газопроводах.

Насчет России я выделю два ключевых аспекта. Во-первых, соблюдение обязательств в рамках Парижского соглашения по снижению выбросов парниковых газов. Мы являемся участниками этого соглашения и ежегодно отчитываемся о прогрессе в снижении выбросов.

Во-вторых, это вопрос технологического суверенитета страны. Сейчас у России нет спутников, которые бы занимались мониторингом парниковых газов. Есть другие спутники, которые в качестве одной из функций, своей полезной нагрузки, могут отслеживать некоторые типы парниковых газов. Но это все равно недостаточно для того, чтобы создать собственную спутниковую группировку для мониторинга парниковых газов.

— А как появилась идея?

— В момент создания холдинга SR Space, задумка была в том, чтобы холдинг представлял из себя систему замкнутого цикла: от систем выведения, сверхлегких и легких ракет, до полученных данных со спутников.

Мы стали детальнее изучать рынок спутников и увидели, что спутников оптики и связи много, а спутников со спектрометрами и гиперспектральными камерами на борту мало. Лет 7–8 назад их можно было пересчитать по пальцам одной руки.

Сейчас количество спектрометрических спутников все еще невелико, но их ниша динамично развивается. Пионерами здесь стали наши американские коллеги, а сейчас активно работают и китайцы, которые также разрабатывают спутники для измерения парниковых газов.

Я бы выделила две основные задачи, которые нам предстоит решить. Я не хочу называть их барьерами, так как они решаемы, но они, правда, потребуют пристального внимания.

Первая задача — перевод сырых данных в более понятный формат: с уровня L0 до L2 или L3. Когда мы получаем спектрограмму со спутника, мы видим, какие вещества присутствуют, но не можем определить их процентное содержание. Наша задача — перевести эти данные, чтобы они стали пригодными для продажи. В идеале на экране интерфейса программы должны отображаться конкретные вещества с указанием их процентного содержания.

Вторая задача — это верификация и валидация данных, получаемых со спутников, то есть доказательство, что наши данные соответствуют реальности. История понятная, но затратная по времени. Мы будем сравнивать данные со спутника с данными верифицированных наземных станций. Обычно такие станции расположены в карбоновых полигонах или заповедниках и имеют подтвержденные сертификаты. После сопоставления данных с наземными станциями мы пойдем в специальный орган, который занимается аккредитацией, и тоже получим сертификат.

— Ради чего ты этим занимаешься?

— Здесь можно выделить два аспекта: личный и глобальный. Я уже 11 лет работаю в космонавтике, и эта тема настолько меня увлекает, что не вижу себя в какой-либо другой сфере.

Что касается более глубоких смыслов, я абсолютно уверена, что за космосом — будущее. С каждым годом космические технологии развиваются, решают более сложные задачи и смогут значительно улучшить жизнь следующих поколений на Земле.

Я абсолютно уверена, что за космосом — будущее!