Ученые Института ионосферы АО «НЦКИТ» закончили и опубликовали коллективный труд из серии «Казахстанские космические исследования» под названием «Спутниковый мониторинг геодинамических процессов и космической погоды». Монография содержит важнейшие результаты научно-исследовательских работ в рамках государственного заказа по республиканской бюджетной программе «Прикладные научные исследования в области космической деятельности и информационной безопасности».
В республике по личной инициативе Первого Президента Назарбаева Н.А. создана полноценная космическая отрасль, что дало импульс в развитии целого комплекса направлений в космической деятельности: разработку, создание и запуск космических аппаратов различного назначения, научные эксперименты в космосе, развитие космических технологий и их применение в геофизике, геодинамике и в других отраслях науки.
В мировой науке исследования Солнца и солнечно-земных связей занимают одно из важных мест. Это объясняется, в частности, тем влиянием, которое солнечная активность оказывает на физические процессы, происходящие на Земле и в околоземном космическом пространстве – магнитосфере и ионосфере, а также на атмосферные и биологические явления. Она же, в сочетании с лунно-солнечными приливами на фоне геодинамической активности земной коры, может быть причиной природных и техногенных катастроф, как на поверхности Земли, так и в ее недрах.
Глубокое понимание влияния факторов «космической погоды» на различные сферы человеческой деятельности определяет практическое значение исследований в этой области, которые выполняются учеными и специалистами одного из старейших институтов Казахстана – Института ионосферы, внесшего огромный вклад в развитие отечественной космической науки.
О монографии
В монографии отражены результаты геодинамических исследований на основе наземно-космических технологий и математического моделирования, а также технологии измерений современных движений земной коры с применением глобальных спутниковых систем, показана роль реконструкций при прогнозировании месторождений полезных ископаемых и, кроме того, освещены вопросы космического мониторинга состояния околоземного космического пространства (космической погоды).
Монография состоит из 2 частей: «Наземно-космические технологии мониторинга и прогнозирования природных и техногенных катастроф в литосфере Земли» и «Создание системы мониторинга космической погоды для анализа и прогнозирования условий функционирования космических аппаратов» в рамках проектов:
- Исследование современных геодинамических процессов земной коры Казахстана.
- Наземно-космический мониторинг техногенных процессов на урбанизированных территориях и оценка состояния крупных технических объектов.
- Разработка прогнозно-поисковых критериев поисков месторождений углеводородов домезозойского комплекса для территории Южно-Торгайского нефтегазового региона на основе комплексного анализа космических и геолого-геофизических данных.
- Разработка статистических моделей пространственно-временных вариаций характеристик сейсмичности в связи с вариациями структуры и динамики радиационного пояса Земли.
- Разработка методов диагностики и прогноза геоактивных событий на основе измерений параметров ионосферы, мезосферы, атмосферного электрического поля и тепловых нейтронов.
- Динамические и квазистатические процессы в очаговых зонах землетрясений и литосферно-ионосферные связи по данным математического моделирования и наземно-космического мониторинга.
- Создание системы диагностики и прогноза космической погоды для анализа и прогнозирования условий функционирования космических аппаратов, систем навигации и связи.
- Создание комплексной системы прогнозирования радиационной опасности и разработка методов защиты бортовой электронной аппаратуры космических аппаратов (КА) различного назначения в условиях комплексного воздействия факторов космического пространства.
- Исследование состояния геофизической среды над очагами сильных землетрясений для диагностики и прогноза опасных событий литосферного происхождения.
Монография представлена в виде сборника и статей, посвященных геомеханическим исследованиям земной коры с применением наземных спутниковых технологий и математических моделей деформационных процессов с целью поиска возможных резервуаров углеводородов, мониторинга и определения возможных мест природных и техногенных катастроф в том числе, землетрясений, оползней и т.д.
Уникальное оборудование для исследований
Сегодня Институт ионосферы имеет развитую инфраструктуру для фундаментальных и прикладных научных исследований, которая была заложена еще во времена СССР. Уникальное оборудование для наблюдения процессов и явлений в околоземном космическом пространстве, недоступных обсерваториям Европы и США включает:
- радиополигон «Орбита», расположенный на высоте 2700 м над уровнем моря с 12-метровой антенной для регистрации радиоизлучения Солнца;
- станцию космических лучей, расположенную на высоте 3340 м над уровнем моря, одну из ключевых в мировой сети станций по космическим лучам.
- геомагнитную обсерваторию «Алма-Ата», единственную в Центральной Азии, входящую в международную сеть INTERMAGNET.
Учеными института разработан ряд методов прогноза космической погоды для принятия предупредительных мер по исключению негативных последствий от воздействия факторов околоземного космического пространства на функционирование космических аппаратов и наземных технологических систем. Результаты анализа состояния околоземного космического пространства и его прогноз используется специалистами АО «Республиканский центр космической связи».
Многолетние фундаментальные и прикладные исследования ближнего космоса привели к мощному синергетическому эффекту в виде новых научных направлений на стыке геологии, тектоники, мониторинга естественных и техногенных опасностей.
Мониторинг земной коры — новое направление института
Успешно развивается новое направление — создание системы наземно-космического геодинамического и геофизического мониторинга земной коры Казахстана. Возможность оперативного выявления и учета геодинамических закономерностей появилась в последние десятилетия благодаря совместному использованию данных спутниковой геодезии, радиолокации и методов дистанционного зондирования.
На основе методов радарной интерферометрии и данных системы высокоточной спутниковой навигации проводится космический мониторинг территории Казахстана для оценки геодинамического состояния земной коры сейсмоопасных регионов Казахстана. Существующие сейсмические риски в регионах Восточного, Юго-Восточного и Южного Казахстана продолжают возрастать, что обусловлено углублением урбанизации этих регионов. Разработаны технологии контроля над развитием опасных геодинамических процессов на объектах горнодобывающей промышленности.
Разработана система оценки геодинамического состояния земной коры Каспийского региона с целью прогнозирования природных и техногенных катастроф в зонах интенсивной разработки углеводородного сырья.
Специалисты института владеют авторскими технологиями выделения областей нефтеперспективности на основе спутниковых технологий и математического моделирования геотектонического состояния земной коры. Результаты работ позволяют провести районирование территории Прикаспийского региона Казахстана, целенаправленно и избирательно подходить к выбору места бурения разведочных скважин.
Впервые в Казахстане разработаны ГИС-технологии наземно-космического мониторинга урбанизированных территорий, включающие разработку принципов организации системы наземно-космического мониторинга геодинамических процессов, происходящих в земной коре на территории гг. Нур-Султан и Алматы, оценку напряженно-деформированного состояния систем здание-грунт для существующих и проектируемых зданий и сооружений.
Эффективное использование научных баз высококвалифицированными научными и инженерными кадрами позволяет на равных строить научные отношения с передовыми зарубежными научно-исследовательскими центрами.
Мониторинговые работы требуют долгих многолетних непрерывных наблюдений для получения новых результатов. Создан и регулярно актуализируется уникальный банк экспериментальных гелиогеофизических данных непрерывных наблюдений радиоизлучения Солнца, ионосферы, геомагнитного поля и космических лучей, который является национальным достоянием Республики Казахстан.
