Який ко­с­мос потрібен аг­рарній Ук­раїні?

Минуло кілька років з  моменту запуску вітчизняного супутника «Січ-2». Отже, настав час підвести деякі підсумки цієї воістину титанічної роботи. Чому титанічної? Починаючи з кінця 90-х Україна входила до десятки космічних держав із запуску ракет, не маючи при цьому власного штучного супутника. Його запуск і подальша робота повинні були стати важливим кроком із підняття престижу країни, тим більше що попередні кроки в цьому напрямі були невдалими.

М. Со­ло­ха, ст. на­ук. співробітник, канд. ге­огр. на­ук,
ННЦ «Інсти­тут грун­тоз­нав­ст­ва та аг­рохімії імені О.Н. Со­ко­ловсь­ко­го»

Про­тя­гом декількох років Ук­раїна на­ма­га­ла­ся про­ве­с­ти за­пуск сво­го су­пут­ни­ка, і тільки у 2011 р. це вда­ло­ся зро­би­ти. На сьо­годні су­пут­ник «Січ-2» при­пи­нив свою ро­бо­ту (не ви­ро­бив при­зна­че­но­го ре­сур­су).
За ці 20 з га­ком років, по­ки на­ма­га­ли­ся це зро­би­ти, космічні тех­но­логії зро­­­би­ли кілька кроків впе­ред. А ха­рак­те­ри­с­ти­ки вітчиз­ня­но­го су­пут­ни­ка за­ли­ши­ли­ся в да­ле­ких 90-х ро­ках.
Да­вай­те роз­бе­ре­мо­ся, чо­му це так і як ці ха­рак­те­ри­с­ти­ки впли­ва­ють на розв’язан­ня про­блем аг­раріїв. Нас цікав­лять технічні ха­рак­те­ри­с­ти­ки су­пут­ни­ка. Са­ме во­ни (еле­к­трон­на на­чин­ка) виз­на­ча­ють йо­го мож­ли­вості що­до зйом­ки.
   По-пер­ше, нас ціка­вить та­ке по­нят­тя, як опе­ра­тивність от­ри­ман­ня да­них із су­пут­ни­ка. Опе­ра­тивність інфор­мації що­до ста­ну посівів мо­же виріши­ти пи­тан­ня своєчас­ного вне­сен­ня до­б­рив у різні періоди ве­ге­тації, прий­нят­тя правильних уп­равлінських рішень і т. д.
Досліджен­ня­ми вста­нов­ле­но, що найбільша ефек­тивність до­б­рив про­яв­ляється ли­ше у разі, як­що во­ни зба­лан­со­вані за еле­мен­та­ми жив­лен­ня (N, P, K), тоб­то ко­ли їх вно­сять у грунт в оп­ти­маль­но­му співвідно­шенні згідно з кар­то­г­ра­мою кон­крет­но­го по­ля під пев­ну куль­­­ту­ру, із за­пла­но­ва­ною вро­жайністю. А по­бу­до­ва ак­ту­аль­ної кар­то­г­ра­ми на ос­­нові опе­ра­тив­ної інфор­мації з ко­с­мо­су — од­не з го­ло­вних за­вдань ви­ко­ри­с­тан­ня да­них дис­танційно­го зон­ду­ван­ня.

Технічні можливості «космосу»
Періодичність зйом­ки із су­пут­ни­ка «Січ-2» ста­но­вить від 3 до 5 днів, хо­ча періодичність обер­тан­ня су­пут­ни­ка на­вко­ло Землі — 98,03 хв (1,6 год). Тоб­то зйом­ка із су­пут­ни­ка про­во­дить­ся про­тя­гом певного періоду (або постійно), про­те до­ступ, або одер­жан­ня да­них, мож­ли­ве тільки в період від 3 до 5 днів. «Вікно» над те­ри­торією Ук­раїни до­ступ­не для сен­сорів су­пут­ни­ка не­три­ва­лий час (близь­ко півго­ди­ни).
   По-дру­ге, нас ціка­вить по­каз­ник, не­роз­рив­но пов’яза­ний із пер­шим, — це так зва­на сму­га о­хоп­лен­ня.
Во­на до­рів­нює 46,6 км ска­не­ра пан­хро­ма­тич­но­го діа­па­зо­ну і 55,1 км — се­ред­нь­о­го інфра­чер­во­но­го. Що от­ри­муємо в ре­зуль­таті? Ук­раїна має про­тяжність з півночі на південь — 867 км, а із за­хо­ду на схід — 1300 км.
Оскільки су­пут­ник має со­няч­но-син­хрон­ну орбіту, то ска­ну­ван­ня відбу­вається з півночі на південь і зі зміщен­ням на схід.
Відстань у 1300 км поділи­мо на ши­ри­ну сму­ги о­хоп­лен­ня су­пут­ни­ком «Січ-2» (ок­руг­ли­мо до се­ред­ньої — 50 км) і от­ри­муємо ци­ф­ру 26.
Ска­нер на су­пут­ни­ку мо­же охоп­лю­ва­ти тільки од­ну сму­гу за один раз, і яку із 26 смуг у поточний мо­мент він мо­же зні­ма­ти — зна­ють тільки в центрі уп­равління су­пут­ни­ком (фо­то 1).
За да­ни­ми Інтер­не­ту, зйом­ка ве­деть­ся най­частіше у смузі, що «найбільш за­тре­бу­ва­на». Чи вар­то за­ли­ша­ти за­яв­ки в НКАУ (Національ­не космічне агент­ст­во Ук­раїни) на за­тре­бу­ва­ну сму­гу і скільки, а го­ло­вне, ко­ли і в які терміни відбу­ва­ти­меть­ся зйом­ка — пи­тан­ня від­кри­­те.
   От­же, як­що фер­мер або гос­по­дар­ст­во за­хо­чуть от­ри­ма­ти ак­ту­аль­ну інфор­мацію, то їм до­ве­деть­ся че­ка­ти від 3 до 5 днів, до­по­ки су­пут­ник зніме місцевість, яка ціка­вить за­мов­ни­ка.
Вод­но­час 25 інших за­мов­ників з інших смуг на те­ри­торії Ук­раїни ніко­ли не змо­жуть от­ри­ма­ти ту са­му інфор­мацію в той же період ча­су — су­пут­ник про­сто фізич­но не змо­же це зро­би­ти. Ви­хо­дить, що в по­чат­ко­вий період ве­ге­тації (та й в усі на­ступні) от­ри­ма­ти ак­ту­аль­ну інфор­мацію що­до всієї те­ри­торії Ук­раїни відра­зу за до­по­мо­гою «Січ-2» не­мож­ли­во.
Як підвищити ефективність «космосу»
Вихід мо­же бу­ти або у ви­ко­ри­с­танні да­них з інших су­пут­ників, які зніма­ють те­ри­торію Ук­раїни, або в заміні апа­ра­ту­ри, з ус­та­нов­лен­ням серії ска­нерів на різні на­прям­ки (ку­ти) зйом­ки, щоб за один раз проводити зйом­ку декількох смуг. Або на­ро­щу­ва­ти кількість су­пут­ників.
   У пер­шо­му варіанті аг­рарії, на­уковці та кінцеві спо­жи­вачі відра­зу поз­бав­ля­ють­ся пільго­вої ціни на дані із су­пут­ни­ка і не мо­жуть кон­ку­ру­ва­ти в опе­ра­тив­ності от­ри­ман­ня інфор­мації, та­кож да­ле­ко не завжди є знімки з цих су­пут­ників те­ри­торії Ук­раїни (фо­то 2).
   Дру­гий варіант — це витра­ти дер­жа­вою ще кількох де­сятків, со­тень мільйонів умов­них оди­ниць (вартість за­пу­с­ку «Січ-2» обійшла­ся скарб­ниці в 1,35 млрд грн) на за­пуск но­вих су­пут­ників. Вже за­твер­д­же­но план за­ходів на 2013–2015 рр. з роз­вит­ку космічної ді­яль­ності, в яко­му за за­галь­но­го бю­д­же­ту в 114 млн грн 21 млн пе­ред­ба­че­но на під­трим­ку си­с­те­ми «Січ».
Вже прий­ня­то кон­цепцію роз­вит­ку космічної га­лузі до 2032 р., з бю­д­же­том при­близ­но 38,5 млрд грн, в якій підпро­г­рамі «Січ» приділе­но та­кож знач­ну ува­гу.

Можливості сучасних супутників
Але по­вер­не­мо­ся до опе­ра­тив­ності от­ри­ман­ня знімків на те­ри­торії Ук­ра­ї­ни. До пе­ре­ра­хо­ва­них ви­ще по­ло­жень слід до­да­ти, що от­ри­мані знімки ще не­обхідно об­ро­би­ти за до­по­мо­гою спе­ціаль­но­го про­грам­но­го за­без­пе­чен­ня і ли­ше пізніше (че­рез один-два тижні ) їх мож­на бу­де за­мов­ля­ти.
   Аг­ро­хол­дин­ги або фер­мерські гос­по­дар­ст­ва в кра­що­му разі змо­жуть от­ри­ма­ти інфор­мацію, що їх цікавить,че­рез кілька тижнів (тоб­то архівну), ні про яку опе­ра­тивність мо­ва тут вже не йде.
Не мож­на та­кож не зга­да­ти про роз­дільну здатність у 7,8 м одер­жу­ва­них з апа­ра­та знімків. Кілька років то­му в Ук­раїні стар­ту­вав но­вий ви­ток ево­люції аг­ро­прий­омів зем­лекористування.
Йдеть­ся про точ­не зем­ле­роб­ст­во, в ос­нові яко­го ле­жить ви­яв­лен­ня не­од­но­рід­но­с­тей (кон­турів) на полі і прий­нят­тя оп­ти­маль­них уп­равлінських рішень на ос­­но­­ві цієї інфор­мації.
Як­що ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти знімки з «Січ-2» з про­сто­ро­вою роздільною здатністю 7,8 м, кон­ту­ри (не­од­но­рідності) ви­я­ви­ти не­мож­ли­во (фо­то 3).
Ска­нер з та­кою роздільною здат­ністю їх про­сто «не ба­чить». Ниж­че на­ве­­де­но при­клад та­ко­го знімка. Навіть візу­аль­но помітно, що, порівняно зі знімка­ми із Google Earth, вітчиз­ня­на про­дукція за якістю по­сту­пається за­рубіжній.
Та­кож слід на­га­да­ти про відсо­ток хмар­ності, що при­сут­ня на знімках. У по­чат­ко­вий період ве­ге­тації рос­лин космічні знімки ма­ють знач­ний відсо­ток хмар­ності, що ро­бить зйом­ку ма­ло­при­дат­ною для аг­рар­них цілей.
По­годь­те­ся, що от­ри­ма­ти знімок, на яко­му місце пошуку про­сто за­кри­то хма­рою, — не­вигідно і тяг­не за со­бою ще більші еко­номічні втра­ти. Крім інших чин­ників ут­во­рен­ня хмар­ності, по­ява хмар не­роз­рив­но пов’яза­на з ви­па­ро­ву­ван­ням і транспірацією рос­лин, тоб­то власне з по­явою рос­лин і по­чат­ком ак­тив­но­го фо­то­син­те­зу (ріст рос­лин, цвітіння) збільшується кількість різних типів хмар. Най­нижчі за ви­со­тою — куп­часті, які найбільше спо­тво­рю­ють кар­ти­ну ста­ну посівів. Знай­ти мо­мент зйом­ки космічним ска­не­ром, який має на пев­ну те­ри­торію всьо­го кілька хви­лин на зйом­ку за до­бу, за хмар­ності — про­бле­ма­тич­но.
За купівлі (от­ри­мання) знімків на те­ри­торію завжди до­во­дить­ся вка­зу­ва­ти пло­щу на­ба­га­то більшу, ніж потрібно, відповідно до умов про­да­жу. Це так зва­на сце­на, яку ще не­обхідно об­ро­би­ти спеціаль­ним про­грам­ним за­без­пе­чен­ням. Про­давці під час про­дажу завжди на­тя­ка­ють на ко­о­пе­рацію з сусіда­ми за купівлі та­ких «сцен» для зни­жен­ня ціни на од­но­го по­куп­ця. Це при­зво­дить до по­до­рож­чан­ня знімка іноді на по­ря­док-два. На жаль, це сто­сується як за­ру­біж­ної, так і вітчиз­ня­ної про­дукції ди­­с­­та­­нційно­го зон­ду­ван­ня. Та­ким чи­ном, по­ку­пець пе­ре­пла­чує і за пло­щу, яку він ніко­ли не змо­же ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти, і за су­про­во­д­жу­ючі знімки.
Ще од­ним важ­ли­вим мо­мен­том у тех­но­логії от­ри­ман­ня знімків є подальша їхня об­роб­ка.   Ад­же не в кож­но­му фер­мерсь­ко­му гос­по­дарстві, аг­ро­хол­дин­гу є фахівець із опрацювання да­ни­х дис­танційно­го зон­ду­ван­ня, фо­то­грам­ме­т­рист.
Усі ці фак­то­ри в ціло­му не­га­тив­но впли­ва­ють на опе­ра­тивність от­ри­ман­ня да­них. Та­кож сю­ди слід від­не­с­ти не­до­ско­на­лу тех­но­логію от­ри­ман­ня знімків від ви­роб­ни­ка. Логічним бу­ло б зро­би­ти до­пов­нен­ня в інтер­нет-пор­тал («Січ-2»), де на площі всієї дер­жа­ви за за­пи­том ко­ри­с­ту­вач (аг­рарій) в будь-який час до­би міг би от­ри­ма­ти відповідь що­до про­гно­зу по­го­ди і по­ба­чи­ти кос­мічні знімки те­ри­торії, яка йо­го ціка­вить, що в ціло­му б да­ло змо­гу за­оща­ди­ти час і ко­ш­ти. Подібні при­кла­ди є в Інтер­неті, в ос­нов­но­му, в роз­ви­не­них країнах.
Єди­ною, на наш по­гляд, пе­ре­ва­гою космічної зйом­ки пе­ред інши­ми ви­да­ми дис­танційно­го зон­ду­ван­ня є ве­ли­ка її пло­ща, тоб­то мож­ливість охо­пи­ти ве­ли­ку те­ри­торію за ду­же ма­лий
період ча­су.
   От­же, підво­дя­чи підсу­мок доходимо до вис­но­вку: прак­тич­на зна­чимість мож­ли­во­с­тей національ­ної космічної про­гра­ми і, зо­к­ре­ма, су­пут­ни­ка «Січ-2» для аг­раріїв мінімаль­на. Мо­жна ли­ше от­ри­ма­ти ог­ляд ста­ну рос­лин­ності на всій те­ри­торії Ук­раїни і да­ти про­гноз що­до вро­жай­ності. Про­во­ди­ти більш гли­бокі досліджен­ня наразі немає змоги.
Не­пря­мим підтвер­д­жен­ням на­ших слів є відсутність космічних знімків з «Січ-2» на сайті НКАУ че­рез май­же два ро­ки з мо­мен­ту за­пу­с­ку вітчиз­ня­но­го су­пут­ни­ка. 80% при­кладів ви­ко­ри­с­тан­ня знімків для вирішен­ня прак­тич­них за­вдань аг­раріїв, еко­логів, лісників на­ве­дені з ви­ко­ри­с­тан­ням знімків із різних іно­зем­них су­пут­ників. Фірми, які про­да­ють дані космічної зйом­ки, теж не про­по­ну­ють на про­даж знімки «Cіч-2».
  Мож­ливі шля­хи розв’язан­ня цієї про­бле­ми ле­жать в еко­номічній пло­щині і політичній волі дер­жа­ви.
Ад­же ско­ро­ти­ти інте­лек­ту­аль­ний роз­рив між існу­ю­чи­ми космічни­ми тех­но­логіями роз­ви­не­них країн і України ду­же склад­но.

Тенденції космічної промисловості
 Наразі наміти­ла­сь яв­на тен­денція до більшої відкри­тості космічної інфор­мації. Уряд і військо­ве ко­ман­ду­ван­ня США ого­ло­си­ли про дозвіл на пуб­лі­кацію космічних знімків і по­даль­ше ко­ме­рційне їхнє ви­ко­ри­с­тан­ня із про­сто­ро­вою роздільною здатністю до 30 см (на­га­даємо: у «Січ-2» — 7,8 м) не­уря­до­ви­ми ор­ганізаціями, які ма­ють до­ступ до по­діб­но­го ро­ду тех­но­логій. За за­ду­мом, цей крок дасть змо­гу зай­ня­ти но­ву еко­но­міч­ну нішу космічних да­них вче­ним США, ста­не по­штов­хом до но­во­го вит­ка роз­вит­ку тех­но­логій дис­танційно­го зон­ду­ван­ня землі та роз­ши­рить інфор­маційне по­ле на базі новітніх тех­но­ло­гій.
Так все-та­ки, як­що змо­де­лю­ва­ти си­ту­ацію, який ви­гляд по­ви­нен ма­ти кос­мічний сег­мент на­шої дер­жа­ви для вирішен­ня за­вдань аг­раріїв? Космічне уг­ру­по­ван­ня має скла­да­ти­ся із п’яти-ше­с­ти і більше су­пут­ників з про­сто­ро­вою роздільною здатністю не мен­ше ніж 30  см (прості пра­ви­ла кон­ку­ренції: як­що то­вар гірше, ніж у кон­ку­рен­та, йо­го ку­пу­ва­ти не бу­дуть). Не­обхідно ство­ри­ти або ре­аніму­ва­ти на­земні цен­т­ри об­роб­ки інфор­ма­ції, от­ри­ма­ної з орбіти, щоб дані до фер­мерів над­хо­ди­ли вже у ви­гляді спеці­алізо­ва­них кар­то­схем (схо­жості, за­пасів во­ло­ги, не­обхідності  підживлення, грун­то­вих кон­турів і т. д.).
Але, як уже зга­ду­ва­ло­ся ви­ще, в бю­д­жеті Ук­раїни не бу­ло і не­має ста­тей витрат по­діб­них розмірів, космічна про­гра­ма ре­алізується не у розраховані терміни, що, своєю чер­гою, збільшує якісний роз­рив між опе­ра­то­ра­ми на рин­ку цього ви­­ду по­слуг.