ЗЕМЛЯ ИЗ КОСМОСА. Уже первые полеты космонавтов показали, что съемки Земли представляют огромный интерес для развития земных наук — геологии, географии, гидрогеологии, океанологии, метеорологии, почвоведения.

Первыми начали широко использовать эти возможности метеорологи. Создание спутников погоды, которые передавали на Землю очертания облачности, инфракрасное излучение Земли, дало возможность одновременного наблюдения огромных пространств нашей планеты. Если до этого для составления более или менее точных прогнозов погоды мы имели лишь результаты точечных наблюдений нескольких сотен метеостанций, расположенных преимущественно на суше, то после организации регулярных запусков метеоспутников информация стала поступать и с поверхности океанов, что дало возможность иметь более точное представление о состоянии общей погоды на Земле. 

Трудно переоценить важность нового метода для землян. Предупреждения о тайфунах, ураганах стали поступать заранее, четко прослеживались пути их движения. Корабли стали получать рекомендованные курсы движения, которые стали неоценимыми при выборе правильных маршрутов и времени выхода в плавание, позволили избегать встреч со штормами и бурями, так осложняющими жизнь моряков.

На Земле предупреждения о приближении стихийных бедствий позволили готовиться к ним и встречать во всеоружии. Экономический эффект таких прогнозов огромен и намного превышает расходы на организацию спутниковых наблюдений.

Если метеорологические наблюдения из космоса стали уже обычным и широко применяемым явлением, то в других областях науки использование космических методов только начинается.

Основным методом изучения Земли из космоса является получение изображения фотографическим или телевизионным методом. Съемки, сделанные из космоса, принципиально не отличаются от аэрофотографий, опыт изготовления которых уже разработан и применяется не один десяток лет. Принципиальное отличие фотографии, сделанной при съемке из космоса, от фотографии, полученной при аэросъемке, заключается в скорости самого процесса съемки и площади охвата. При обычном методе аэросъемки для получения фотографий больших участков земной поверхности приходится делать тысячи фотографий, затрачивать сотни часов полетного времени. Все эти издержки работы перекрываются всего лишь одной панорамной съемкой, сделанной из космоса. Экономический эффект налицо.

Современные методы съемки позволяют фотографировать в самых различных участках видимого и невидимого излучения, от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона спектра. При этом, фотографируя в узкой полосе спектра (спектрозонально), мы можем получать определенную, необходимую нам информацию.

Рассмотрим ряд возможных применений этих методов для изучения природных ресурсов Земли.

Естественно, что помехи, происходящие из-за облачности, в какой-то мере снижают точность данных, полученных при космической фотосъемке. Это учитывается и корректируется при повторных съемках, когда отдельные участки нашей планеты попеременно открываются от затемнения. Постоянная корректировка топографических карт особенно важна для районов труднодоступных.

Лесные пожары меняют контуры существующих лесов, половодья изменяют русла рек, новые стройки вносят свои коррективы в трассы дорог и расположение городов и населенных пунктов. Все это может быть при помощи спутников скорректировано на современных картах весьма оперативно.

Специальные виды картографирования позволяют получать данные о земных ресурсах, их динамике. Так, геологическое картирование получило возможность выделять тектонические структуры на космических снимках за счет однородности освещения в момент съемок в отличие от накидных монтажей аэрофотоснимков, произведенных в разные дни, часы и времена года. Здесь опять вступает в действие преимущество фактора сдиновременности съемки.

При помощи радиолокационной съемки, произведенной со спутников, достигается возможность выявления не только геологических структур, но и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Метод применения сканирующего луча дает фотографию, на которой растительность, почвы и рыхлые отложения как бы сорваны и обнажены коренные породы, что чрезвычайно важно для геологических исследований.

Съемка в инфракрасных лучах дает геологам возможность регистрировать районы с повышенной тепловой активностью, вулканизмом и гидротермальными источниками. А регистрация микроволнового излучения позволит получать значения температур с глубин до нескольких десятков метров. Это сыграет большую роль при поисках новых геотермальных источников энергии на нашей планете.

Гидрологические исследования из космоса позволяют, проводя съемки в инфракрасном излучении и видимых диапазонах, устанавливать границы разливов рек, насыщенность почв водой, границы и интенсивность загрязнения водоемов. Исследование распространения влаголюбивой и засухоустойчивой растительности позволяет на огромных территориях определять запасы воды.

Большой интерес представляет изучение динамики и массы снежного покрова и ледовых покрытий рек и озер.

Спектрозональное изучение биологических объектов на Земле позволяет определять запасы древесины, пораженность лесных массивов вредителями, возникновение лесных пожаров. Большой интерес представляет контроль за сельскохозяйственными посевами, определение их урожайности.

Охрана природной среды получает универсальный метод контроля за состоянием и динамикой биосферы, почв, гидроресурсов, атмосферы. В наше время, когда загрязнение окружающей среды носит глобальный характер, и борьба с этим должна иметь международные масштабы, космические методы контроля играют особую роль.

Исследование мирового океана, занимающего две трети земной поверхности, связано с огромными затратами по эксплуатации океанологических судов, которые собирают несинхронный материал для системы профилей, по которым часто трудно составить общую картину. Космические методы съемок позволят получать данные о состоянии акваторий океана на огромных площадях практически одновременно. Дополненные наблюдениями с кораблей, они позволят определять температуру и соленость воды, направление течений, границы распространения планктона и связанных с ним рыб и морских животных, волновые процессы, границы отмелей, ледовую обстановку и многие другие важные для народного хозяйства и науки данные.

Методы, применяемые при съемке из космоса, в свое время были разработаны и успешно применялись при аэрофотосъемке. В настоящее время они практически используются искусственными спутниками Земли.

Космическая съемка и аэросъемка не противостоят друг другу — у каждой свои области и возможности применения. Дополняя и уточняя друг друга, эти два метода дают неоценимый материал для развития различных областей науки.

ЗЕМЛЯ—КОСМОС—ЗЕМЛЯ. О возможностях использования искусственных спутников Земли типа «Молния-1», для создания «Орбиты», системы дальней космической связи, широко известно.

А теперь несколько слов о других видах спутников, передающих информацию по схеме «Земля—космос—Земля ».

Важные задачи решаются с помощью навигационных и геодезических спутниковых систем. Системы из навигационных спутников в сочетании с наземной системой обеспечения и бортовой аппаратурой самолетов и кораблей смогут определять местоположение подвижных объектов в любое время суток при любых метеоусловиях и с высокой точностью. Навигационные спутники могут взять на себя задачи не только обеспечения связи с кораблями и самолетами, но и ретрансляцию радиотелефонных переговоров пассажиров с Землей, передачу в аэропорты телеметрической информации о работе бортовых систем самолетов для своевременного устранения возможных неисправностей и другое.

В течение столетий люди применяли методы геодезического составления ставших теперь привычными географических карт.

Большая часть земной суши покрыта сейчас триангуляционной сетью, обеспечивающей с определенной точностью привязку отдельных пунктов. Однако такую сеть невозможно создать на поверхности морей и океанов. На помощь приходят геодезические спутники Земли, используемые как опорные точки с хорошо известными в данный момент координатами, позволяющие осуществлять своего рода космическую триангуляцию. С помощью этих спутников можно определять координаты некоторых географических пунктов с большой точностью (десятки метров!), решать ряд других народнохозяйственных задач.
Велики возможности систем связи, созданных геостационарными искусственными спутниками Земли для сбора и трансляции на Землю научной информации.

Так, сейчас разрабатывается проект организации сбора сейсмической информации, получаемой с автоматических сейсмостанций, расположенных на территории Тихоокеанского горного обрамления, известного своей сейсмической и вулканической активностью. Это позволило бы в Центре обработки одновременно наблюдать за «дыханием» Земли на огромной территории планеты, что способствовало бы решению вопроса о возможностях предсказаний приближения разрушительных землетрясений, вулканических извержений и цунами.

Сейчас в научной литературе обсуждается возможность проведения в космосе ряда технологических процессов, для которых требуется невесомость. Не исключается возможность в будущем создавать в космосе такие цехи, где выращивались бы гигантские кристаллы редких металлов, необходимых производству. Конечно, это требует жесткого экономического расчета, но в принципе может быть вполне рентабельно.

Для науки представляет большой интерес создание гигантских антенн радиотелескопов для изучения радиоизлучения других миров. На Земле эти системы весят тысячи тонн и очень дороги в изготовлении. Создание гигантских отражателей на орбите искусственных спутников Земли технически возможно очень простыми средствами — раздувая в вакууме космоса гигантские полимерные баллоны с заданной формой поверхности и металлизированным покрытием. Конечно, вопросы управления, ориентации метеорной защиты конструкций представляют собой технически сложную проблему, но в конечном итоге это вполне выполнимо.

Неудержимо развиваются в наши дни наука и техника. Именно их стремительное развитие сделало возможным непосредственное изучение космоса «вплотную», на экспериментальном уровне. Это потребовало создания целого ряда новых, ранее не существовавших предприятий, порой целых отраслей промышленности.

Сейчас уже наступает время, когда наука о космосе передает свои экспериментальные данные для практического использования и применения в народном хозяйстве, и ранее чисто «космические» предприятия во многих случаях работают для совершенно земных нужд.

И нет сомнения, что этот процесс будет непрерывно развиваться и шириться, космос все больше и больше будет служить на благо человечества.