2. Фонд космических снимков

Созданные по национальным государственным и частично коммерческим программам современные и архивные фонды материалов космической съемки можно рассматривать как мировой фонд космических снимков. Широкое внедрение электронных каталогов снимков обеспечивает возможность ознакомления с ними и заказ по сети Интернет.

Наиболее обширен фонд снимков в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, включающий в себя базовые фотографические снимки и оперативные сканерные и ПЗС-снимки.

Фонд фотографических снимков, кроме снимков 1960-х годов с советских и американских пилотируемых кораблей, имеющих в основном историческое значение, содержит материалы съемки 1970--1980-х годов с орбитальных станций «Салют», «Мир», главным образом камерами КАТЭ-140 и МКФ-6, а также с американской орбитальной станции Skylab (1973) и европейской Spacelab (1981). Эти снимки имеют разрешение в первые десятки метров.

Главную часть фонда фотографических снимков составляют снимки с российских автоматических спутников системы «Ресурс-Ф», регулярно работавших с середины 1970-х годов. К 1997 г. запущено 104 спутника, съемкой полностью покрыта наша страна и по заказам -- многие районы мира. Основная часть снимков получена камерами КАТЭ-200, КФА-1000, МК-4. Снимки предназначены для крупномасштабного тематического картографирования, а при высоком разрешении (5--8 м) по ним можно составлять топографические карты в масштабе 1:100 000. Материалы съемки хранятся и распространяются Госцентром «Природа» Федеральной службы геодезии и картографии. Конверсионная деятельность и ассоциация оборонных ведомств «Совинформ спутник» пополнили фонд фотографическими материалами со спутников «Комета», специально предназначенными для стереотопографического картографирования в масштабах до 1:50 000. Снимки камерой ТК-350 имеют разрешение 10 м, а камерой КВР-1000 -- 2 м.

В связи с конверсионной деятельностью американских ведомств фонд фотографических снимков пополнен также снимками со спутников Key-Hole с разрешением до 2 м.

Фонд оперативных сканерных и ПЗС-снимков в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне очень разнообразен по детальности и назначению. С метеорологических («Метеор», NOAA, Nimbus и др.) и океанологических («Океан-О», Sea Star и др.) спутников получают обзорные снимки низкого и среднего разрешения. Основную роль играют многозональные снимки AVHRR/NOAA, CZCS/Nimbus, Sea WIFS/Sea Star с разрешением около 1 км, по которым регулярно создают и предлагают потребителю различные производные изображения -- спутниковые карты вегетационного индекса, концентрации фитопланктона и др.

С ресурсных спутников ведут многозональную съемку относительно высокого разрешения для тематического картографирования. Наибольший фонд накоплен при работе с 1972 г. шести американских спутников Landsat, многократно заснявших Землю сканерами MSS с разрешением 80 м и ТМ (Тематический Картограф) с разрешением 30 м, работавшими соответственно в четырех и семи спектральных каналах. На спутнике Landsat-1 к ним добавлен панхроматический канал с разрешением 15 м.

Количество снимков с этих спутников исчисляется десятками миллионов. Более 20 станций приема изображений работают на всех континентах, хорошо налажена система первичной обработки и распространения снимков, созданы электронные каталоги, а возможность заказа через Интернет способствует их широкому применению во всем мире.

Нужды российских потребителей с 1989 по 2000 г. удовлетворяли многозональные снимки со спутников системы «Ресурс-О», получаемые механическим сканером конического типа среднего разрешения (МСУ-СК, 150 м) и оптико-электронным сканером высокого разрешения (МСУ-Э, 35 м). Кроме стационарных пунктов приема в системе Российской Гидрометслужбы, их принимают также европейская станция в Кируне (Швеция) и локальные коммерческие станции приема изображений.

Фонд оперативных цифровых снимков пополнился снимками нового уровня разрешения с французских спутников SPOT, с которых поступали панхроматические снимки с разрешением 10 м и многозональные -- с разрешением 20 м с возможностью стереосъемки за счет отклонения съемочной оси поперек трассы полета. Снимки рассчитаны на создание топографических карт масштаба 1:100 000 и крупномасштабных тематических карт. На пятом спутнике этой серии предусмотрено повышение разрешения панхроматических снимков до 5 м (а при специальной технологии обработки и до 2,5 м) и многозональных -- до 10 м, а также выполнение стереосъемки с разрешением 10 м специальной камерой с оптическими осями, отклоненными вперед и назад по маршруту. С запуском спутников SPOТ оперативная съемка впервые по качеству изображений приблизилась к фотографической. Однако большой спрос на такие снимки не находит удовлетворения из-за высокой их стоимости.

Качественно новый уровень оперативных снимков достигнут с запуском индийских ресурсных спутников IRS. Камера PAN даёт панхроматические ПЗС-снимки с разрешением 5,6 м при возможности стереосъемки. Фонд этих снимков, первоначально планировавшийся как национальный, приобрел мировое значение не только благодаря высокому качеству оперативных снимков, но и в связи с временными перебоями в работе системы Landsat. Близкие по разрешению снимки (8 м) получены в 1997-1998 г. с японского спутника ADEOS.

В последнее десятилетие XX в. мировой фонд снимков, формировавшийся в основном при выполнении национальных космических программ, стал пополняться за счет подключения к космической деятельности новых стран, использующих малые космические аппараты, более экономичные, чем прежние многотонные платформы. Малые спутники оснащены оптико-электронной ПЗС- аппаратурой для съемки очень высокого разрешения. Наиболее детальные снимки получены с американских коммерческих спутников Ikonos (0,8 м), Quick Bird (0,5 м), израильского EROS (1,8 м). Обычно на этих спутниках параллельно с панхроматической выполняется многозональная съемка несколько худшего разрешения. Такую съемку с разрешением в несколько метров ведут спутники Китая, Кореи, Японии, европейских стран, но формирование фонда снимков имеет ряд особенностей. С одной стороны, успешно работающие коммерческие фирмы получают большие заказы на съемку высокого разрешения, а с другой --технологии обработки новых типов стерео снимков остаются секретом этих фирм, а заказчики получают готовую продукцию в виде фотокарт, ортофотокарт, топографических карт. К тому же ряд стран, например Китай, оставляют для национального использования не только снимки, но и какую-либо информацию о них.

Таким образом, фонд снимков в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах постоянно пополняется благодаря прогрессу оперативной съемки. В ближайшей перспективе его пополнят материалы специальных картографических спутников оперативной съемки высокого разрешения -- российского «Ресурс-ДК», японского Alos, индийских Cartosat 1 и 2.

Фонд снимков в тепловом инфракрасном диапазоне достаточно велик, хотя и не столь разнообразен. Их получают со всех метеоспутников для наблюдения за облачностью над неосвещенной частью Земли. Современные тепловые инфракрасные снимки имеют такое же разрешение, как снимки в видимом диапазоне, -- 1 км, при температурном разрешении 0,1°. Их успешно используют для исследования динамической структуры океана, а для изучения объектов земной поверхности требуется более высокое разрешение. Его обеспечивают ресурсные спутники, многозональные съемочные системы которых дополнены тепловым каналом. Снимки с ресурсных спутников и составляют вторую часть фонда снимков в тепловом инфракрасном диапазоне.

Со спутников «Ресурс-О» получают тепловые снимки с разрешением 600 м, а со спутников Landsat -- с улучшением разрешения на новых съемочных системах: MSS -- 240 м, ТМ -- 120 м, ЕТМ+ -- 60 м. Существенно пополнен фонд тепловых снимков за счет гипер-спектральной съемки, значительная часть каналов которой приходится обычно на тепловой инфракрасный диапазон. Особенно значимой оказалась съемка со спутника Terra (ЕО-АМ1) по американской программе глобальных наблюдений Земли EOS. 36-канальная съемочная система MODIS дает обзорные снимки в 10 тепловых каналах с разрешением 1 км, а 14-канальная система ASTER -- более детальные снимки в 6 тепловых каналах с разрешением 90 м. Хорошее информирование о поступающих материалах съемки, возможность свободного доступа к ним по сети Интернет обеспечили их широкое использование и значимое место в мировом фонде космических снимков.

Фонд снимков в радиодиапазоне включает два типа снимков. Микроволновые радиометрические снимки, получаемые при пассивной съемке в радиодиапазоне, пока имеют очень низкое разрешение в несколько километров. Это материалы всего нескольких съемочных экспериментов с американских спутников Nimbus-5 и 7 (разрешение соответственно 25 и 12 км), DMSP(50 км). В перспективе -- получение таких снимков с европейского метеоспутника «МЕТЕОР» с разрешением 7 км.

Фонд радиолокационных снимков, формирование которого начато запуском в 1978 г. первого океанологического спутника Seasatn продолжено в полетах возвращаемого корабля Shuttle в 1981 и 1983 гг., существенно пополнился в 1990-е годы, когда радиолокационную съемку вели российская станция Алмаз, европейские ресурсно-океанологические спутники ERS, японский JERS, канадский Radarsat, европейский Envisat. Радиолокаторы с синтезированной антенной обеспечивали разрешение 20-30 м, а со спутника Radarsat -- от 8 до 100 м при разных режимах съемки. Большой массив информации для создания глобальной цифровой модели поверхности Земли дала радиолокационная съемка с возвращаемого корабля Endeavor, на котором работали съемочные системы, антенны которых были разнесены на 83 м с помощью выдвижной штанги. Фонд радиолокационных снимков совершенствуется за счет съемок в разных частотных диапазонах и при разной поляризации излучения.

Важнейшая черта современного фонда космических снимков, обеспечивающая его всеобщее использование, -- информирование о программах и результатах съемок, а также получение материалов по сети Интернет.