Арктика считается местом формирования климата всей Земли и она же - одна из самых неизведанных и неосвоенных территорий. Причин на то много: низкие температуры, удаленность от других континентов, непроходимые льды, плохая видимость в метель. Несмотря на эти сложности, Крайний Север уже долгое время привлекает исследователей со всего мира, а относительно недавно на помощь в освоении Арктики пришли беспилотники.

По общим оценкам, сегодня в России насчитывается 150-200 тыс. штук беспилотников, а в ближайшие 10 лет их количество увеличится в десятки раз. Компании-участники рынка Национальной технологической инициативы (НТИ) "Аэронет" разрабатывают, создают и внедряют беспилотные авиационные системы в различные отрасли экономики: сельское хозяйство, логистику и в том числе исследование Арктики.

Зеленая экономика

Откуда в Арктике пластик и чем это нам грозит

"БВС незаменимы для уточнения данных космической ледовой разведки, определения скорости и направления дрейфа айсбергов и ледовых полей, а также для организации транспортного сообщения борт-земля, в особенности там, где отсутствует причальная инфраструктура", - отметили в пресс-службе ГК "Геоскан" (участник рынка AeroNet ("Аэронет") Национальной технологической инициативы).

Разведка на коротких дистанциях

Толщина льда в Арктике местами может превышать 2 м. Недостаточная разведка поставит под угрозу живучесть ледокола, поскольку не каждое судно способно преодолеть такой толстый лед. Обычно для мониторинга арктических акваторий используются радиолокационные данные со спутников, но в российской космической группировке такие аппараты отсутствуют.

Центр компетенций НТИ "Искусственный интеллект" на базе МФТИ разработал комплексы с беспилотниками, которые могут осуществлять разведку на коротких дистанциях в 100-150 км.

В состав комплекса помимо самого беспилотника входят:

• радиолокационная аппаратура;
  
• ПО синтеза и обработки радиолокационных изображений;
  
• средства для распознавания и прогноза ледовой обстановки;
  
• система поддержки принятия решений.

Александр Родин, директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ:

"Мы разработали нейронные сети, которые анализируют данные радиолокаторов и считывают характеристики ледяных образований. Это нужно делать, потому что возраст, сплоченность ледяных образований, может повлиять на маршрут судна".

Помимо того, что беспилотники мониторят территорию и обрабатывают данные зондирования в режиме реального времени, они могут перевозить грузы массой до 15 кг.

Подобные разработки ведутся и в АО "НПП "Радар ММС". Малогабаритные радиолокационные станции Х-диапазона устанавливаются на борт воздушного судна. Они обеспечивают от 300 до 3000 км2 радиолокационной съемки за один вылет в зависимости от продолжительности полета носителя. В планах компании - дополнить комплекс ледовой разведки дистанционным измерителем толщины льда. К настоящему моменту уже создан опытный образец прибора, который хорошо справился с измерением толщины пресного льда с высоты 50 м - точность измерений составила 1 см.

Иван Анцев, исполнительный директор компании "Радар ММС":

"Теперь перед нашими учеными стоит еще более амбициозная цель - адаптировать комплекс под морской лед. Дело в том, что соленый лед, в отличие от пресного, - это сложный диэлектрик, который помимо кристаллов льда включает в себя воздух, рассол и еще ряд других компонентов, что серьезно усложняет задачу по измерению его толщины".

Поиск и спасение даже в метель

В 2019 году компания SkyStream, участник рынка НТИ AeroNet, презентовала беспилотник SeaDrone. Его функционал варьируется от зондирования земли до спасения утопающих. В 2021 году он прошел испытания в Карском море. Несмотря на порывы ветра, которые достигали 18 м/с, и волны высотой до 1,5 м, беспилотник отработал безопасный взлет и посадку с палубы, провел операцию по поиску и спасению утопающих, а также взял пробы воды.

Вячеслав Барбасов, генеральный директор компании SkyStream:

"В 2023 году мы планируем задействовать SeaDrone в нескольких экспедициях. Основные задачи - маркирование айсбергов и мониторинг воды на предмет разливов нефти. Беспилотник также может осуществлять поиск и спасение утопающих. Он фиксирует, что человек находится за бортом, подлетает к нему, приземляется неподалеку или сбрасывает спасательный жилет".

С аналогичными задачами успешно справляется беспилотный комплекс "Геоскан 401". Беспилотники SeaDrone и "Геоскан 401" оснащены системами автоматической посадки, видеокамерами, тепловизорами и лидарами, с помощью которых они могут мониторить ледовую обстановку и устанавливать маяки на айсбергах.

Компания "Аэромакс" создала два гражданских беспилотных вертолета SH-450 и SH-750. Они могут находиться в воздухе 6 и 5 часов соответственно. Вертолеты осуществляют вертикальный взлет и посадку, что позволяет использовать их на труднодоступных участках и неподготовленных площадках.

"Беспилотники могут быть полезны для ледовой разведки и доставки спасательного оборудования, поскольку приспособлены к полетам в сложных метеоусловиях, в том числе и над водной поверхностью", - отметили в пресс-службе "Аэромакс".

Кроме того, "Аэромакс" производит целевые нагрузки для проведения ледовой разведки и поисковых работ. Гиростабилизированная оптико-электронная система устанавливается на борт беспилотника и помогает определить структуру, текстуру и физико-механические свойства снежного и ледяного покровов, а также провести подробную съемку рельефа поверхности льда.

Доставка грузов

Беспилотная авиационная система на базе воздушного судна БВС ВТ-440, разработанная компанией "Радар ММС", способна поднимать грузы до 100 кг.

Иван Анцев:

"В арктической зоне России (Мурманская область, Ненецкий, Чукотский и Ямало-Ненецкий автономные округа) БВС ВТ-440 перевозит грузы, а БВС ВТ-45 проводит магниторазведку. Их функционал может быть практически любым - от поисково-спасательных работ до вскрытия ледовой обстановки, но эти два направления пока самые востребованные".

Научные цели

Арктика представляет очень большой научный интерес. Беспилотники могут отслеживать популяции рыб, медведей и других обитателей Крайнего Севера. В 2020 году беспилотный комплекс "Геоскан 401" использовался в совместной экспедиции Центра морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова и Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, организованной Арктическим научным центром "Роснефти".

"Аппарат применялся для разведки, поиска лежбищ моржей и белых медведей, подсчета животных, изучения их состояния и поведения. Участники экспедиции проводили полеты БВС "Геоскан 401" на Больших Оранских островах - самой северной группе островов архипелага Новая Земля в Баренцевом море", - рассказали в пресс-службе "Геоскана".

Глава компании SkyStream отметил, что беспилотники могут быть полезны для экологических целей: отслеживания популяции животных и мониторинга общей экологической обстановки. Благодаря системам искусственного интеллекта SeaDrone может обнаружить мусор и разливы нефти.

Вячеслав Барбасов:

"SeaDrone отслеживает краснокнижных животных, например, белугу, синего кита, нарвала, белых медведей. Это необходимо как для фиксации данных о популяции зверей, так и для предупреждения о приближении акулы к судну или берегу, например. Техническое зрение позволяет беспилотнику обнаруживать мусор и состояние воды в море. Такой мониторинг - самый эффективный"....