http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=715548aa-3b5c-4dea-a258-9139568720f6&print=1© 2024 Российская академия наук
Мировая космическая индустрия в период между очередными (и уже ставших традиционными) экономическими кризисами в очередной раз переживает ренессанс. Интенсивно развиваются направления проектирования летательных аппаратов для космического туризма, разработка ракетно-космической техники двойного назначения и научно-образовательных «наноспутников». Совершенствуются методы учета заемных и собственных средств, оценки срока окупаемости, IRR, NPV и т.д. при реализации российских и международных космических инвестиционных проектов с финансовой отчетностью по РСБУ и МСФО, инструменты анализа «санкционных последствий» и противостояния с «реальными» и «мнимыми» конкурентами на мировом рынке, которыми ведает сугубо прикладная, но не менее важная дисциплина «космическая экономика».
Интересный факт: новый позитивный импульс «космоэкономике» (как это ни парадоксально) придали именно «дружественные» санкции (что бы мы без них делали!). Например, в течение последних лет в разных мировых регионах в отношении ряда российских высокотехнологичных предприятий предпринимались действия, характеризуемые в российском законодательстве как «недобросовестная конкуренция». Санкции позволили оценить ситуацию не приземленно, а с «космических высот»: после агрегирования информационных массивов и «выгрузки» данных из репозиториев оказалось, что все предприятия, относившиеся к «high-tech» индустрии, участвовали в международных проектах и имели отношение к космической промышленности как прямые или «смежные» поставщики. Наблюдаемое ущемление прав российских предприятий-экспортеров продукции и услуг для космической отрасли позволяет установить взаимосвязь между сворачиванием международных космических программ с участием России с последующим развертыванием собственной программы США по освоению космического пространства без участия РФ как соисполнителя по проекту. Очевиден вывод о том, что введенные в 2014 году санкции были частью запланированной программы комплекса мер по вытеснению РФ из основных высокотехнологичных производственных секторов, в т.ч., мировой космической индустрии. И именно «космоэкономика» формирует задачу разработки, создания и утверждения механизма государственных гарантий на «санкционный» и «пост-санкционный» период для предотвращения банкротств ряда российских предприятий после декабрьского (2014) «евродолларового ралли».
Помимо направлений запуска беспилотных и пилотируемых космических аппаратов, участия в международных программах изучения ближнего и дальнего космоса, множества системообразующих научно-образовательных проектов, есть еще одно направление, в котором Россия может занять лидирующее положение. Предлагается проект по созданию системы для очистки околоземного пространства от космического мусора и космоэкологического мониторинга «Clear space 2020». Согласно разработанным программам ряда стран, к 2020 году планируется очистить от 25 до 50% зарегистрированного в 2014 году в околоземном пространстве космического мусора. Известный швейцарский проект «Чистый космос» является частью более крупного международного проекта, который в условиях санкций не может быть реализован в полном объеме без участия России! Согласно данным открытых информационных источников, космический мусор с каждым годом все более увеличивает риски, в частности, от вывода на орбиту космических аппаратов, их пребывания в околоземном пространстве и сведения для затопления в водах мирового океана. Совокупность рисков снижает эффективность космических запусков, проведения орбитальных научных исследований и надежность доставки возвращаемого научного оборудования и изученных на орбите образцов на спускаемых аппаратах. Согласно открытым данным ряда частных страховых компаний, стоимость страхования космических пусков и полетов с возвращением значительно увеличилась за последнее десятилетие. Если к этому добавить высокую стоимость систем оборудования для контроля околоземного пространства, маневрирования на орбите и уклонения от столкновения с космическим мусором, а также фактические потери, вследствие неудачного маневра (несколько столкновений произошло за последние годы), то суммарная стоимость предлагаемой Системы космоэкологического мониторинга для очистки околоземного пространства от космического мусора будет на порядок дешевле.
Также необходимо обеспечение комплексной (в т.ч. астероидно-метеоритной) безопасности космических полетов с созданием образовательной специальности «космическая экология» и развитием преподавания в вузах России системы космоэкологических дисциплин. Хотя в XXI веке космоэкологическая проблематика приобретает всевозрастающее значение для обеспечения комплексной безопасности космических полетов и развития космоэкологических систем, в ведущих вузах России до сих пор ей уделяется недостаточно внимания. В перечне научных специальностей по-прежнему отсутствует «космическая экология», хотя аналогичная специальность уже зарегистрирована в ряде реестров научных специальностей западных университетов. По системам космоэкологических дисциплин и соответствующим научно-образовательным программам проходят обучения будущие специалисты в университетах США и ЕС. Для исправления ситуации предлагается Российская система космоэкологических дисциплин (РСКД), разработанная на основании анализа лучших зарубежных методик. Структура образовательных программ и различные виды специализаций для прохождения производственной практики и учебно-исследовательской работы расширяют сферу применимости программы для смежных специальностей.
При разработке космоэкологической проблематики неизбежно применение технологий хранения данных о технических характеристиках и финансово-экономических параметрах космоэкологической продукции и обеспечения их информационной безопасности на базе стегорепозиториев. Для повышения степени информационной безопасности разработаны инновационные технологии хранения данных о космоэкологических изделиях на базе стегорепозиториев, являющихся репозиториями для стеганографических методов. Хранение информации о способах и методах доступа к разным данным (в т.ч., скрытым в стеганографических контейнерах) производится с помощью специально разработанной структуры, в которой, в частности, каждому сообщению присваивается индивидуальный номер. Также разработана технология сокрытия компьютерной информации о космоэкологической продукции методом вложения в частные стеганографические контейнеры, состоящая в специальной процедуре подбора файлов-контейнеров для каждого сообщения из числа свободных, по которым сообщение распределяется. Контейнеры с информацией о технических характеристиках и финансово-экономических параметрах космоэкологической продукции распределяются по свободным стегоконтейнерам. Значения технических характеристик и финансово-экономических параметров космоэкологической продукции и методы расчета стегоустойчивости для сокрытия информации в файлах различных форматов с помощью разных стеганографических программ хранятся в отдельных базах данных. Главный достигнутый результат – значительное повышение устойчивости к стеганографическому анализу защищаемых данных о космоэкологической продукции – технических характеристик и финансово-экономических параметров изделий по инвестиционным проектам. Дополнительный достигнутый результат – российское и зарубежное патентование. Это позволяет применять разработку не только в России, но и за рубежом в международных космических проектах для защиты данных о технических характеристиках и финансово-экономических параметрах космоэкологической продукции, разрабатываемой РФ совместно с другими странами, например, в рамках Межгосударственных программ.
Но космическая экология немыслима без сверхвысокой скорости вычислений, поэтому при реализации инвестиционного космоэкологического проекта необходимы технологии обработки и защиты данных для квантовых компьютеров для повышения скорости суперкомпьютерных вычислений, например, при проектировании изделий ракетно-космической техники и их подсистем. В 2014 году в ряде стран успешно развивались технологии обработки и защиты данных для квантовых компьютеров, позволяющие значительно повысить скорость суперкомпьютерных вычислений в космической индустрии: например, квантовый компьютер, приобретенный у канадской компании «Ди-Вэйв Системз», применяется для проектирования изделий для аэрокосмической отрасли компании «Локхид Мартин», производящей, в т.ч., военную технику для стран НАТО. При применении квантовых компьютеров значительно повышается скорость вычислений. В частности, ряд тестов, выполненных на квантовых компьютерах, производимых за рубежом и эксплуатируемых в аэрокосмической промышленности, свидетельствует о повышении скорости вычислений в 3600 раз! В ряде стран применению квантовых компьютеров в высокотехнологичной промышленности, особенно в ее аэрокосмическом секторе, уделяется недостаточно много внимания, что уже привело к учащению регистрации фактов промышленного шпионажа. Допустимо использование суперкомпьютеров и квантовых компьютеров в АНБ США, что в условиях экономических санкций является серьезной угрозой для промышленных предприятий России, в т.ч., для отечественной аэрокосмической индустрии.
Еще одним направлением космоэкологических исследований является космическая биология. Особенно интересны космобиологические приложения, связанные с космической медициной и «третьим возрастом», в частности, разрабатываемые рядом научных организаций, промышленных предприятий и научно-образовательных центров. В частности, перспективны эксперименты на орбите по синтезу соединений, используемых для создания лекарств для трудоспособного населения пенсионного возраста (т.н. «третьего возраста»). Данные разработки проводятся, в т.ч., рядом российских организаций. Несмотря на введенные по отношению к России экономические санкции, проект продолжает развиваться с привлечением капиталовложений: зарубежных инвесторов заместили российские фармацевтические инвестиционно–промышленные холдинги. Одним из примеров совместной работы космических экологов и геронтологов является анализ влияния космической радиации на синтез лекарственных форм и соединений веществ, полученных в условиях невесомости, и создание контейнерных материалов для их безопасной транспортировки с орбиты на землю. Это направление тоже инвестиционно-привлекательно для транспортных, материаловедческих и медицинских предприятий.
Инвестиционный проект «космическая экология» многомерен, и он включает в себя и технологии скрытого управления комплексом робототехнических систем, предназначенных для обеспечения космоэкологического мониторинга. В основе разработки – метод управления, позволяющий в общем информационном потоке скрывать отдельные ключевые команды. В этом случае в пункте приема идет дешифровка информационного потока с выявлением скрытых команд, ведь использование шифрованного информационного потока без сокрытия части команд повышает риск перехвата управления робототехнической системой и ее превращения в потенциально-опасное оружие, например, для совершения террористического акта или техногенной катастрофы! Распределение набора скрытых команд по информационному потоку происходит на основании специального алгоритма. Сокрытие отдельных команд, выбранных пользователем, повышает устойчивость ко взлому кода информационного потока и снижает риск перехвата управлением робототехнической системой. Шифрование основного информационного потока и сокрытие ключевых команд производится параллельно. Возможно совместное управление информационными потоками робототизированных комплексов космического мониторинга с системами воздушного, водного и наземного мониторинга. Такие системы могут использоваться, например, для моделирования процессов загрязнения и ликвидации последствий техногенной катастрофы, и применимы для защиты объектов МЧС РФ, МО РФ, нефтегазовых месторождений, газоконденсатных месторождений (ГКМ), подземных хранилищ газа и энергетических систем. Возможно также сокрытие команд в общем информационном потоке в соответствии с заранее заданным критерием надежности управления комплексом робототехнических систем.
Представленные технологии – компоненты для создания робототехнической системы космического экомониторинга арктического шельфа. Они применимы, например, для освоения Южно-Киринского месторождения, в частности, для космического экомониторинга добычи на Киринском ГКМ. На их основе возможна организация взаимодействия с атомным подводным флотом в регионе, учет особенностей организации контроля качества строительства объектов в Арктике, а также экомониторинг ледовой обстановки и комплексного управления морепользованием для сохранения морских млекопитающих при нефтегазовом освоении шельфа. Роботизированная система космического экомониторинга применима для учета популяций морских млекопитающих с динамикой отслеживания перемещений, например, в зависимости от степени разработки шельфовых месторождений. Система – часть социально-экономического проекта инфраструктурного развития региона, ориентированного на привлечение капиталовложений под государственные гарантии с участием крупнейших нефтегазовых компаний, поэтому при его реализации особое внимание уделено, в частности, обеспечению промышленной безопасности подводных добычных комплексов, взаимодействию системы экомониторинга с шельфовыми геофизическими системами и комплексными исследованиями в районе Северного полюса.
Выводы и рекомендации:
•Разработан проект «Clear Space 2020», ориентированный на использование потенциала российских космических предприятий, ограниченных во внешнеэкономической деятельности в условиях санкций. Предлагается на базе ряда высокотехнологичных производств создание импортозамещающих установок, превосходящих по техническим характеристикам и финансово-экономическим параметрам «космические мусоросборщики», разработанные по швейцарскому проекту «Чистый космос».
•Для формирования защитных условий для работающих по проекту «Clear Space 2020» предприятий необходимо их включение в Специальный перечень, утверждаемый в качестве Приложения к соответствующему нормативно-правовому документу. Подготовку и законодательное оформление документа целесообразно осуществить в ближайшую весеннюю сессию (2015) Государственной Думы ФС РФ.
•Для обеспечения комплексной безопасности космических полетов и снижения рисков возникновения нестандартных ситуаций предложена Российская система космоэкологических дисциплин (РСКД), подготовленная в соответствии с лучшими зарубежными методиками, представленными в открытых информационных источниках. Для формирования национальной энергетической стратегии в РСКД целесообразно добавить в качестве подразделов системы воздушного, водного и наземного экологического контроля.
•Необходима регистрация специальности «Космическая экология» и серии специализаций, учитывающих отраслевую принадлежность работающих на предприятиях сотрудников. Среди дисциплин, изучаемых в рамках специальности, в частности, особо следует отметить оценку риска от попадания в воды мирового океана мутировавших под воздействием космической радиации микроорганизмов на поверхностях несгоревших обломков космических аппаратов и анализ возможных экологических последствий для мирового региона.
•В ближайшие годы за рубежом ожидается значительное ускорение работ, связанных с массовым применением квантовых компьютеров в суперкомпьютерных вычислениях. Внедрение в промышленное производство квантовых вычислительных систем в условиях санкций предполагает значительное усиление инфраструктуры безопасности на российских предприятиях, в т.ч., в аэрокосмической индустрии, что обуславливает дополнительное применение форм допуска.
•Необходимо дополнительное финансирование российских разработок в сфере квантовых компьютеров, направленных как на повышение скорости вычислительных систем, так и на разработку систем противодействия промышленному шпионажу и защиты данных. В частности, одним из инновационных направлений является компьютерная стеганография.
•Целесообразно проведение испытаний на опытном участке для тестирования уровня надежности защиты информационных потоков робототизированных комплексов космического мониторинга с системами воздушного, водного и наземного мониторинга. В ходе испытаний может быть отработано как взаимодействие систем сокрытия команд роботизированных комплексов разных сред, так и централизованное управление скрытым потоком ключевых команд в общем информационном потоке.
•Роботизированная система космического экономиторинга арктического шельфа может использоваться для международного сотрудничества при разработке морских месторождений с учетом особенностей зарубежных шельфовых компетенций. Возможно применение системы для геонавигации при бурении на Приразломном месторождении горизонтальных скважин.
•Система космического экологического мониторинга применима для разработки альтернативных направлений нефтегазопоисковых работ на шельфе Сахалина и Камчатки и альтернативных методов широкополосной морской сейсморазведки. Также роботизированная система может быть использована для изучения геологического строения и перспектив нефтегазоносности недр на шельфе морей Восточной Арктики.
Эти и другие вопросы будут рассматриваться на проводимых под патронажем Российской академии наук XXXIX Академических чтениях по космонавтике, посвященных памяти академика С.П.Королева и других выдающихся ученых – пионеров освоения космического пространства, которые состоятся в Москве в конце января 2015 года.