Версия для печати
Вернуться к списку

ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ И ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ КАК СИСТЕМНЫЙ ИНТЕГРАТОР ПРОЕКТА РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОСМОТРАНСПОРТА С УЧАСТИЕМ НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ И НАНОИНДУСТРИАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НА ПЛАТФОРМЕ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКОГО БЛОКЧЕЙНА

В 2019 году были анонсированы результаты исследований ряда компаний, согласно которым к 2025 году с помощью космических технологий планируется очистить от 25 до 50% зарегистрированного к 2019 году в околоземном пространстве космического мусора, в т.ч., с применением нанотехнологий и наноматериалов. Проект «Чистый космос» (Швейцария) – часть более крупного международного проекта, в реализации которого с участием России даже в условиях продолжающихся антироссийских санкций заинтересованы все космические державы. В последние годы резко увеличились риски от космического мусора, затрудняющего вывод на орбиту космических аппаратов, их безаварийное пребывание в околоземном пространстве и штатный спуск с затоплением в водах мирового океана. Возрастающие риски снижают эффективность последующих космических запусков, проведения качественных орбитальных научных исследований и надежность доставки возвращаемого научного оборудования и изученных на орбите образцов на спускаемых аппаратах. До сих пор не изучена проблема мутирующих под воздействием космической радиации микроорганизмов, попадающих в воды мирового океана при затоплении космического мусора! Согласно данным частных страховых компаний, за последнее десятилетие стоимость страхования космических пусков и полетов с возвращением значительно увеличилась. Учитывая высокую стоимость систем оборудования для контроля околоземного пространства, маневрирования на орбите и уклонения от столкновения с космическим мусором, а также фактические потери вследствие неудачных маневров, суммарная стоимость Системы очистки околоземного пространства от космического мусора и космоэкологического мониторинга будет на порядок ниже. Проект, ориентированный на использование потенциала российских промышленных предприятий (в т.ч., специализирующихся в сфере наноиндустрии и нанотехнологий для прикладной космической экологии), ограниченных во внешнеэкономической деятельности в условиях санкций, предполагает на базе ряда высокотехнологичных производств создание импортозамещающих установок, превосходящих по финансово-экономическим параметрам и техническим характеристикам «космические мусоросборщики», разработанные по проекту «Чистый космос» (Швейцария). Для формирования дополнительных условий для работающих по проекту нанотехнологических предприятий и наноиндустриальных производств на платформе стеганографического блокчейна необходимо их включение в Специальный перечень, утверждаемый в качестве Приложения к соответствующим нормативно-правовым документам (НПД). Подготовку и законодательное оформление НПД целесообразно осуществить в ближайшую сессию Государственной Думы ФС РФ.

В XXI веке космоэкологическая проблематика приобретает всевозрастающее значение для обеспечения комплексной безопасности космических полетов. В ведущих вузах России уделяется недостаточно внимания космоэкологической проблематике: в перечне научных специальностей до сих пор отсутствует «космическая экология», хотя аналогичная специальность уже присутствует в ряде реестров научных специальностей западных университетов. Имеются Системы космоэкологических дисциплин и стандарты, а также соответствующие научно-образовательные программы, по которым проходят обучения будущие специалисты в университетах США и ЕС. Автором предлагается Российская система космоэкологических дисциплин (РСКД), структура образовательной программы и различные виды специализации, в т.ч., наноиндустриальной и нанотехнологической, для прохождения производственной практики и учебно-исследовательской работы, результаты которой могут использоваться для программ смежных специальностей. Необходима регистрация специальности «Космическая экология» и серии инженерных и нанотехнологических 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 экологических последствий для мирового региона.

Автором предлагается создание Института космической экологии и транспортных систем (ИКЭТС), возможны различные варианты: российский ИКЭТС, ИКЭТС с международным участием, международный ИКЭТС (Institute for Space Ecology & Transport Systems, ISETS). Одной из основных целей создания ИКЭТС является разработка Программы космоэкологических исследований с участием отечественных и иностранных специалистов. Предполагается сотрудничество ИКЭТС с ведущими российскими (например, Российской академией наук – РАН) и зарубежными научными организациями, в частности, с Институтом прикладной математики (ИПМ) имени академика М.В.Келдыша РАН (научный руководитель – академик РАН Б.Н.Четверушкин), Институтом космических исследований (ИКИ) РАН (научный руководитель – академик РАН Л.М.Зеленый), Ракетно-космической корпорацией «Энергия» имени академика С.П.Королева, НИЦ «Курчатовский институт» (почетный президент НИЦ – академик РАН Е.П.Велихов), ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН (научный руководитель – академик РАН В.Б.Бетелин), Физико-технологического института академии наук (ФТИАН, руководитель – член-корреспондент РАН В.Ф.Лукичев). Помимо структурных подразделений РАН (Отделение математических наук, Отделение физических наук РАН, Отделение нанотехнологий информационных технологий РАН, Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, Отделение химии и наук и материалах РАН и другие отделения), планируется научная кооперация ИКЭТС с Российской инженерной академией (РИА) и Международной инженерной академией (МИА), которые возглавляет член-корреспондент РАН Б.В.Гусев, Российской академией космонавтики имени К.Э.Циолковского (президент – член-корреспондент РАН И.В.Бармин), Международной академией астронавтики, Национальным космическим агентством США (NASA), Европейским космическим агентством и рядом других организаций.

Проектом развития космического транспорта с участием нанотехнологических предприятий и наноиндустриальных производств предусматривается программно-аппаратная и информационно-технологическая поддержка экспериментов на орбите с построением цепочки жизненного цикла с помощью CALS-технологий, CASE-технологий и PLM-систем. Программно-аппаратное обеспечение предусматривает построение по запросу многомерных OLAP-кубов. Информационно-технологическая поддержка, в т.ч., ориентирована на OLTP-системы, функционирующие в режиме 24 ч в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году, т.н. режим «24х7х365» (для високосных (2020, 2024 и т.д.) годов – «24х7х366»). Одним из направлений является синтез ряда веществ для космической инженерии в условиях невесомости. С экономической точки зрения, это позволит быстрее окупить космоэкологические разработки, реализуемые на той же программно-аппаратной платформе стеганографического блокчейна с применением нанотехнологий.

В ИКЭТС планируется реализация проекта по развитию экологического космического транспорта с участием нанотехнологических предприятий и наноиндустриальных производств на платформе стеганографического блокчейна. В основе технологии стеганографического блокчейна – инструмент для скрытого управления комплексом робототехнических систем, предназначенных для обеспечения космического экологического мониторинга: принцип управления, позволяющий в общем информационном потоке скрывать отдельные ключевые команды. В этом случае в пункте приема идет дешифровка информационного потока с выявлением скрытых команд. Использование шифрованного информационного потока без сокрытия части команд повышает риск перехвата управления робототехнической системой. Распределение набора скрытых команд по информационному потоку происходит на основании специального алгоритма. Сокрытие отдельных команд, выбранных пользователем, существенно повышает устойчивость ко взлому кода информационного потока и резко снижает риск перехвата управления робототехнической системой – например, космическим транспортным средством. Шифрование основного информационного потока и сокрытие ключевых команд производится параллельно. Допустима «сшивка» информационных потоков роботизированных систем космического мониторинга с системами других типов – например, водного, воздушного, наземного, подземного и подводного мониторинга. Такие системы могут использоваться, например, для моделирования процессов загрязнения и ликвидации последствий техногенной катастрофы – допустимы расчеты для объектов МЧС РФ, Министерства обороны РФ, нефтегазовых месторождений, подземных хранилищ газа и энергетических систем. Проведенное численное моделирование свидетельствует о возможности сокрытия команд в общем информационном потоке в соответствии с заранее заданным критерием надежности управления комплексом робототехнических систем. Допустимо проведение комплексных испытаний на опытном участке для тестирования уровня надежности «сшивки» информационных потоков робототизированных систем космического мониторинга с системами воздушного, водного, подводного, наземного и подземного 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.

Примером применения проекта по развитию экологического космического транспорта с участием нанотехнологических предприятий и наноиндустриальных производств на платформе стеганографического блокчейна является подсистема, ориентированная на космический и наземный экологический мониторинг арктического шельфа с применением нанотехнологий и наноматериалов. В частности, допустимо применение системы при освоении Южно-Киринского месторождения, в частности, технологии космического экомониторинга добычи в Арктике на Киринском газоконденсатном месторождении. Основные направления космического экомониторинга важны для анализа ледовой обстановки и комплексного управления морепользованием для сохранения морских млекопитающих при нефтегазовом освоении шельфа. Допустим учет популяций морских млекопитающих, в динамике отслеживающий их перемещение, например, в зависимости от степени разработки шельфовых месторождений. Система космического экологического мониторинга арктического шельфа является также социально-ориентированным экономически-прибыльным проектом развития арктического региона, учитывающим обеспечение промышленной безопасности подводных добычных комплексов, взаимодействие системы экомониторинга с шельфовыми геофизическими системами и комплексными исследованиями в районе Северного полюса. Система космического экономониторинга арктического шельфа может использоваться для международного сотрудничества при разработке морских месторождений с учетом особенностей трансферта зарубежных технологий. Возможно привлечение к участию в проекте российских разработчиков в сфере нанотехнологий и наноматериалов и их зарубежных коллег. Система космического экологического мониторинга применима для разработки альтернативных направлений газонефтепоисковых 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.

Выводы

Ключевые компоненты разработки для реализации проекта по развитию экологического космического транспорта с участием нанотехнологических предприятий и наноиндустриальных производств на базе стеганографического блокчейна защищена патентом на изобретение без соавторов в РФ и за рубежом. Аналогами разработки, согласно данным Федерального института промышленной собственности Роспатента, является продукция компаний «Sun Microsystems» и «Microsoft Corporation» с уровнем релевантности «А». Согласно тем же данным, защищенная патентом на изобретение (без соавторов) разработка является седьмым (!) патентом в мире в предложенной области.

Автор неоднократно выступал на различных научных конференциях и форумах с предложением по созданию Института космической экологии и транспортных систем (ИКЭТС) с представлением проекта развития экологического космического транспорта с участием нанотехнологических предприятий и наноиндустриальных производств на платформе стеганографического блокчейна, например, в структуре предприятий и организаций, учреждений и институтов, работающих под управлением и/или научно-методическим руководством РАН и/или сотрудничающих с РАН предприятий и организаций, учреждений и институтов. Данной публикацией повторно предлагается создание ИКЭТС.