В этом году в рамках 67-й Российской Антарктической экспедиции (РАЭ) проводилась аэрофотосъемка труднодоступных участков ледников и исследование альбедо различных типов снежно-ледовых поверхностей. Технологическим партнером работ выступила российская компания «Геоскан»: в небо над Антарктидой поднимались три типа беспилотных воздушных судна (БВС) их производства. Также в экспедиции участвовал оператор БВС Геоскана.
Чтобы отправиться на Южный полюс в составе 67-й РАЭ, специалисту компании было необходимо получить мореходную книжку. Для этого в течение двух недель он посещал курсы теоретической и практической подготовки. Когда необходимые документы, в том числе медицинские, были на руках, оператору БВС можно было отправиться в путешествие длиной в несколько месяцев.
Геоскан — ведущий российский разработчик и производитель беспилотных воздушных судов, а также ПО для фотограмметрической обработки данных и трехмерной визуализации.
Подготовка «Геоскана 701» к взлету во время работ на базе «Молодежная»
Фото: © I.V. Florinsky
Экспедиция стартовала в начале декабря 2021 года. Участники 67-й РАЭ шли на научно-исследовательском судне «Академик Трешников» по маршруту Санкт-Петербург — Бремерхафен — Кейптаун — Антарктида. Преодолев около 8500 морских миль за 30 дней, в конце декабря оно прибыло в порт Кейптауна, где команда пополнила запасы провизии и топлива.
15 января 2022 года судно достигло Антарктиды. Первым местом работ была полевая база «Молодежная». Там за несколько часов команде предстояло отснять территорию в несколько десятков квадратных километров. С этой задачей успешно справилось БВС «Геоскан 701» — комплекс для аэрофотосъемки (АФС), способный находиться в воздухе до 10 часов. Аппарат оснащен профессиональной камерой и высокоточным бортовым ГНСС-приемником геодезического класса.
База «Молодежная». Вид на улицу Сомова, первую в Антарктиде улицу
Судно «Академик Трешников»
В тот день стояла ясная и безоблачная погода, ветер был юго-юго-западным, 2 м/с, температура на высоте съемки держалась около –5 °С — идеальные условия для проведения АФС.
В качестве стартовой позиции был выбран ближайший свободный от снега и льда участок, а ГНСС-станция была установлена на вершине холма. Через час сборки и настройки БВС «Геоскан 701» взмыло в антарктическое небо. Радиосвязь между НСУ и бортом и передача телеметрии поддерживались с помощью модема, установленного на крыше ближайшего здания. Там же находился и оператор БВС, который на протяжении почти шести часов контролировал съемку.
«Геоскан 701» летал ровно, как по рельсам, и затем благополучно приземлился недалеко от точки взлета. За 328 минут он, сделав 1981 фотографию, отснял территорию между полевыми базами «Молодежная» и «Гора Вечерняя», включая сами базы и ближайшие острова (общая площадь — 80 км2). Разрешение снимков составило 9 см/пикс, а перекрытие — 70% (продольное) и 50% (поперечное).
После фотограмметрической обработки материалов будут получены ортофотоплан с разрешением ~10 см и цифровая модель поверхности с разрешением ~25 см. На них можно будет отследить появление трещин в ледниковом щите Антарктиды, динамику ледниковых покровов и выходы коренных пород в прибрежных районах континента.
Оператор БВС компании «Геоскан» контролирует съемку
Фото: © I.V. Florinsky
Остров Кинг-Джордж, Бухта Биологов
Следующей точкой экспедиции была станция «Беллинсгаузен», путь до которой составил семь дней. Она располагается на острове Кинг-Джордж (Ватерлоо), находящемся у северной оконечности Антарктического полуострова, между проливом Дрейка и Брансфилд. Большую часть острова занимают ледники, и только южная его часть коротким антарктическим летом освобождается от снега.
Работы на «Беллинсгаузене» начались 25 января и продолжались около месяца, однако из-за непогоды (в большинстве своем из-за туманов) полеты проводились не так часто, как хотелось бы. Ситуацию сильно осложняло еще и то, что станция находится ровно под глиссадой чилийского аэродрома с достаточно плотным движением. Поэтому любой полет начинался с согласования с диспетчерской вышкой.
Аппарат «Геоскан 701» обследовал 75 км2 полуострова Файлдс с прилегающими прибрежными скалами. Разрешение съемки составило 4.5 см/пикс. Также этим БВС был заснят полуостров Стэрисбери (о. Нельсон).
В работе на станции «Беллинсгаузен» участвовали 201-й и 401-й комплексы. Они специализировались на измерении альбедо ледников. «Геоскан 201» — БВС самолетного типа, предназначенное для съемки больших площадей (от 15 до 42 км2 в зависимости от разрешения). В его задачи входило выполнение первичных полетов для дальнейшего составления цифровых моделей рельефа (ЦМР) ледников.
БВС «Геоскан 401» с радиометром в качестве полезной нагрузки
Фото: © I.V. Florinsky
БВС «Геоскан 201» на стартовой позиции. Станция «Беллинсгаузен»
Фото: © I.V. Florinsky
После построения ЦМР к работе подключался «Геоскан 401» — квадрокоптер, способный работать в ограниченном пространстве и точно огибать рельеф. В качестве полезной нагрузки к БВС выступал разработанный в Арктическом и антарктическом НИИ прибор по определению альбедо.
Таким двухступенчатым методом были обследованы ледники Беллинсгаузена и Коллинза.
Ледник Беллинсгаузена. «Геоскан 201» за два полета выполнил АФС купола и примыкающих к нему территорий площадью 18 км2. Полученные данные позволили построить ЦМР ледника, которую потом использовали при работе 401-го. Он совершил три полета на высоте 25 метров. Маршрут состоял из четырех галсов по диаметру ледника с запада на восток.
Ледник Коллинза. Его площадь — 12 км2. Была выполнена АФС территории «Геосканом 201», а затем обследование 401-м. Он провел шесть полетов на высоте 50, 75 и 100 метров.
Полученные результаты измерения альбедо будут использованы для мониторинга изменения климата.
22 февраля, завершив все работы, команда РАЭ вернулась на «Академик Трешников». Спустя тысячи пройденных миль, 12 апреля, в День космонавтики, судно прибыло в порт Санкт-Петербурга. Полевой этап закончен, настал камеральный — анализ полученных материалов.
Сотрудничество ААНИИ и компании «Геоскан» стало уникальным проектом, в рамках которого благодаря беспилотным технологиям исследовались недоступные районы Антарктиды. Важность совместных работ еще не раз будет доказана при публикации научных статей и выступлениях на конференциях, в которых будут демонстрироваться полученные результаты исследований.
Арктический и антарктический НИИ — ведущий научный центр по изучению полярных областей Земли. На регулярной основе в Арктике ААНИИ работает с 1920 года, а в Антарктике — с 1956.
Купол Беллинсгаузена
Фотографии предоставлены пресс-службой компании «Геоскан»