Между космосом и интернетом

Один из блогеров решил поделиться своим мнением о развитие исследования космоса в России на примере солнечных затмений и недавнего падения метеорита. Получилось интересно и познавательно.

Пишет автор Zelenyikot: Сегодня поговорим о наболевшем родном — о русском исследовательском космосе. Нет, я не о том, что воруют и ничего не летает. Наоборот, кое-что летает, даже есть чем гордиться, хоть и не так много как хотелось бы. Я о чертовски бестолковой и зачастую провальной работе отделов по связям с общественностью нашей космической науки.

(Кому не интересны проблемы российской космонавтики, а хочется увидеть солнечные затмения и иноформацию о метеорите, может пропускать текст и сразу двигаться в середину поста)

К тексту поста меня натолкнула цепочка нескольких событий и случайных мыслей. Сначала на глаза попался анонс новости с заголовком «Интересные результаты ранней научной программы обсерватории «РадиоАстрон»». Хм, наверно, стоит прочесть. Если кто еще не знает, «РадиоАстрон», он же «Спектр-Р» — это российский космический радиотелескоп. Он летает по вытянутой эллиптической орбите и на дальней точке полета находится почти на расстоянии Луны. Совместно с наземной радиообсерваторией он может работать как одна гигантская тарелка от Земли до Луны.

Новость на сайте НПО им. Лавочкина гласила:

Наземно-космический интерферометр «РадиоАстрон» продолжает исследовать неизведанную территорию – изучать ядра активных галактик со сверхвысоким угловым разрешением. Интерферометр успешно зарегистрировал ядра галактик BL Ящерицы, а также объекты в созвездиях Жирафа, Рака, Гидры и др. на базах от 6 до 11 диаметров Земли в диапазонах 6 и 18 см. Для многих из этих объектов оценки яркостной температуры дают значения около 10 триллионов Кельвинов (10 в 13 степени), что превысило ожидаемые астрономами параметры, это крайне важно для исследования физики излучения в ядрах галактик. Такие открытия могут в будущем заставить ученых пересмотреть свои представления о физике Вселенной.

… Всем все понятно? Интересно? Я — раза с четвертого только начал понимать о чем идет речь. К новости прилагаются не менее захватывающие иллюстрации:

Цветная картинка вообще не имеет отношения к новости и уже публиковалась в октябре. Видимо, без нее материал смотрелся совсем тоскливо. Новость целиком.

Это вообще, что? Это отчет о работе феноменального аппарата, реально не имеющего аналогов в мире? Они для кого ее написали? Они вообще знают, что в стране астрономия в школах только как факультатив? А они про ядра галактик на базах в 11 диаметрах Земли рассказывают. Ладно хоть что-то еще рассказывают. При этом, на том же самом сайте НПО им. Лавочкина на странице "Текущее состояние" последняя новость про «Радиоастрон» — от 11 марта 2011 года: «Уже собрали теперь испытываем». Хотя он уже полтора года как летает.

Ладно. В той же самой ленте нашлась другая новость: «Электро-Л» 2 года успешной работы на орбите.
Это действительно понятная и приятная новость. Уже два года на геостационарной орбите над Восточным полушарием висит российский метеорологический спутник, который, прямо по лучшим «голливудским» традициям NASA, вместе с наукой делает невероятные фотографии Земли.

(В оригинале цвета менее эффектны, но фотошоп творит чудеса. И цвет не соответствует видимому, т.к. захватывается ближний инфракрасный диапазон, и вся зелень оранжевой выглядит, а пустыни, наоборот, зеленоватые). Полный размер 120 мегапикселей на GigaPan. Детализация: 1 км на пиксель.

Самое забавное и одновременно печальное то, что про эти фотографии первыми написали иностранцы. То есть, сначала британцы и американцы офигели от фотографий нашего спутника, наши журналисты офигели от того, что офигели иностранцы, и бросились рассказывать про «одну единственную 120 мегапиксельную фотографию». Потом восторги утихли, а спутник продолжил висеть на орбите, старательно снимая «одну единственную» 120 Мп фотографию… каждые полчаса. Что самое удивительное, в контексте российских космических традиций, — онлайн обеспечен доступ почти ко всему архиву фотографий. На официальном сайте Научного центра оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) ежедневно выкладывается гифка с анимацией суточных съемок. И открыт доступ к FTP-серверу за 2012-2013 гг. (Только не начинайте качать все сразу, а то положим его хаброэффектом). Фотографии там распределены в папках по годам, месяцам, дням и часам. Внутри два архива: один с сырыми данными, второй с большими джипегами. Вне архивов лежат превью 800х800 в RGB и разных спектральных диапазонах.

Качество съемки, просто поражает:

Размер больше

При этом про аппарат, который исправно работает два года, наши СМИ не вспоминали с момента публикаций в западной прессе. Да и правда, что про него писать, скучно как-то: работает и работает, давайте лучше в 100500-й раз обсудим как «Фобос-Грунт» утоп. Но и ученые со своей стороны не предоставляли журналистам никаких информационных поводов, думаю, им даже термин такой не знаком.

Глядя на то, как в наших институтах готовят новости для «РадиоАстрона» или даже для Curiosity (в PDF!) можно сделать вывод, что наша космическая наука имеет весьма отдаленные представления о том, что такое связи с общественностью, чем живет современное медийное общество, и как нужно привлекать к себе внимание. Боюсь, что самая большая проблема у них с пониманием зачем вообще привлекать к себе внимание.

Проблема не только в их слишком скупых или слишком скучных отчетах о сделанном, но и слишком громкие и смелые обещания о том, что сделают. Я бы вообще запретил лет на пять всем официальным лицам российской космонавтики использовать в своей речи обороты в будущем времени. У них это проблема со времен ГЛОНАССа. С 2001 года нам обещали что вот-вот уже через год. В результате, через 10 лет, когда он вышел на 100% мощность, о нем вспомнили только благодаря Стиву Джобсу.

Правда, в последнее время «Роскосмос» начал какую-никакую работу, канал на Youtube завел, в Twitter пишет, даже вконтакте есть. А вот у российской космической науки с PR — полный провал.

Вернемся к «Электро-Л». Прочитав новость о его двухлетии, я внезапно понял, что наши ученые мужи доблестно прозевали как минимум три повода напомнить о себе и своей работе российскому, да и мировому обществу. Солнечные затмения — бесплатное глобальное шоу для СМИ, а наш спутник имеет уникальную возможность снимать прохождение лунной тени по Земле с расстояния 36 тыс. км.

В 2012 году было два солнечных затмения, которые ставили на уши зарубежную прессу: в мае в Японии и в ноябре в Австралии. И оба они — в поле видимости «Электро-Л». Правда, австралийское не удалось снять из-за какого-то технического сбоя — все кадры за полдня черные. Зато удалось найти другое — частичное, которое почти никто не видел, т.к. оно на Южном полюсе было: 25 ноября 2011 года. А мы можем увидеть. Правда не с полюса, а из космоса. Смотрите, после полудня по Антарктиде тень пробегает.

(К сожалению, за 2011 год нет исходных снимков в доступе, поэтому можно только в анимации из превью посмотреть).

А вот «японское» редкое кольцевое затмение во всей красе получилось:

Размер больше

Ну и, наконец, самое важное, ради чего вообще стоило отправлять спутник: десктоп с затмением.

3200х1920 2560х1920, 1920x1200, 1920x1080

Спутник всегда висит над одной точкой Земли, поэтому ракурсы съемки не меняет. Но меняется объект съемки. Тайфуны, циклоны, пыльные и снежные бури, извержения вулканов, лесные пожары — все попадает на его снимки, надо это только найти. Теперь у Электро-Л есть своя страничка Вконтакте, и я сюда буду стараться писать, как накопятся интересные материалы.

И о метеорите

Предыдущий материал неожиданно набрал большое количество положительных отзывов, а я понял простую вещь: при всей скептичности, с которой в интернете принимается российская космонавтика, люди готовы гордиться отечественными достижениями, если они действительно есть. Для многих открытием стали фотографии «Электро-Л», а для научного центра, получающего снимки со спутника, открытием стал тот интерес, с которым люди ринулись на сайт и стали скачивать выложенные фотографии.
Буквально через неделю у меня появилась возможность посетить Научный Центр оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) и попутно узнать, как фотографии с российских спутников попадают в интернет.


Правда посещение прошло без фотоаппарата: съемку нужно отдельно согласовывать в «Роскосмосе», а это дело долгое, с неопределенным исходом. Поэтому пришлось довольствоваться тем, что снял с улицы и фотографиями, предоставленными в Центре.

Располагается НЦ ОМЗ в Москве между станциями метро «Отрадное» и «Ботанический сад». Издалека уже привлекают внимание тарелки радиоантенн, расположенные на крыше десятиэтажного здания, навевают космические настроения среди серого бетона спального района столицы.
Собственно с «тарелок» и началось мое знакомство с Центром. На крыше мне показали несколько антенн, которые отличаются диаметром и возможностью слежения за пролетающими спутниками. Самая большая тарелка – 7 м, остальные меньше – 2,5-5 метров.

«Электро-Л» расположен на геостационарной орбите, поэтому для приема его сигналов достаточно зафиксированной антенны, направленной в сторону аппарата.

Информация принимается на антенну 2.5 метра собственной разработки НЦ ОМЗ, которая обеспечивает прием на частоте 7,5 ГГц со скоростью 30,72 Мбит/с исключая какие-либо атмосферные помехи (сам же антенный комплекс позволяет принимать информацию со скоростью до 300 Мбит/с и не только с геостационарных спутников). Для всех пользователей спутник транслирует информацию в диапазоне 1.7 ГГц в формате HRIT/LRIT, и ее можно принимать трехметровыми тарелками. Делать это может каждый, у кого есть подходящая антенна, только нужна аппаратура декодирующая формат. То есть результаты спутника не шифруются и доступны практически на всем полушарии, которое он как раз и снимает

Для эффекта полного залипания и релакса: 7-ми минутный вариант

Другие спутники, пролетают мимо довольно быстро и требуют сопровождения, чтобы успеть слить всю информацию.

Кроме «Электры» НЦ ОМЗ принимает данные с МКС и со спутников «Ресурс-ДК1», «Канопус-В», БКА, «Метеор-М», МКА-ФКИ, «Terra», «Aqua», NOAA. Последние три – иностранные метеорологические спутники, информация с которых доступна для всех. БКА формально тоже является иностранным – «Белорусский космический аппарат» – хотя, по факту, это клон нашего «Канопус-В», который летает с ним на одной орбите с разницей в 180 градусов и работает в едином комплексе.

Для пользователей интернета, которым нравятся красивые картинки с высокой детализацией, из российской техники наибольший интерес представляют «Ресурс – ДК1» и «Канопус-В» (БКА). Они снимают с разрешением до 2,1 м на пиксель. Из гражданской космической техники – это наш отечественный предел. У военных, может, что-то более детализованное есть, но доступа к нему, понятно, нет. Хотя 2,1 м/пикс уже отстает от того же Goole Map да и, местами, «Яндекс Карты», но ценность такой съемки в повторяемости. То есть имеется возможность отслеживать не только текущее состояние объектов на поверхности, но и, сравнивая с предыдущими снимками, оценивать степень изменений. Такие наблюдения важны в случае стихийных бедствий вроде пожаров или наводнений. Кроме этого можно отслеживать состояния водоемов, лесов, ледников, следить за ледовой обстановкой в морях и реках. Правда в открытом доступе кадров нет, поэтому можем лишь порадоваться за госструктуры, которые ими пользуются.

«Метеор-М» имеет низкий предел разрешения – 50 м на пиксель. Его результаты более актуальны именно для метеорологов или МЧС. Когда мы вошли в Комплекс приема информации, как раз изображение с пролетающего «Метеора» поступало прямо на экраны.

Как мне объяснили: «это не баг — это фича» технология отработана силами НЦ ОМЗ. Спутник был предусмотрен для съемки, накопления и передачи информации, а его научились использовать в качестве орбитальной вебкамеры пока имеется прямая связь с Центром. На других мониторах отслеживается положение спутника, транслируется телеметрия, отдельный экран показывает положение антенны на крыше, которая следит за аппаратом. Комплекс приема расположен на 10-м этаже – ближе всего к космосу. Оттуда снимки переходят в Комплексы обработки, где проводится полный технологический цикл подготовки данных для дальнейшего использования.

По завершении этого этапа материалы архивируются на магнитных пленках и отправляются в автоматизированную ленточную библиотеку, где хранятся без срока давности.

После бекапа снимки проходят в Комплекс тематической обработки, который обеспечивает мониторинг землепользования, лесов и пожаров, эколого-геологический мониторинг, сейсмопрогноз. А Комплекс взаимодействия с потребителями предоставляет информацию конкретным заказчикам.

Сейсмопрогноз – это особая тема. Кажется, что со спутника увидеть можно только последствия землетрясения: разрушения, трещины, оползни и т.п. Но оказалось не только. Можно даже предсказывать с вероятностью 90%, точностью до 0,2 балла и за три/две/одну неделю. Как это делается, я расскажу отдельно слишком это сложно и в то же время просто, чтобы пытаться объяснить в двух словах.

Для «Электро-Л» предусмотрена своя операторская. Смысл спутника – в оперативном предоставлении информации, поэтому Комплекс приема занимается сразу обработкой снимков и отправкой их пользователю – «Росгидромету» и непосредственно в сеть, то есть для нас – на открытый FTP-сервер.

На сервере полноформатные фотографии лежат в архивах в двух форматах: JPEG и L15. В каждом архиве — 11 файлов. 1,2,3 — это RGB каналы, 4-10 — разные диапазоны инфракрасного, и 11-й — совмещенный цветной снимок. С «джипегом» понятно, а L15 это «секретный» формат доступный только метеорологам. В сети нет ПО, которое позволяет его открыть и посмотреть. Правда меня заверили, что с точки зрения картинки, там то же самое, что и на JPEG, а дополнительная информация только текстом – всякие там, высоты, температуры, скорости…

Посмотрев снимки с «Электро-Л» можно заметить, что все поле обзора за пределами диска Земли искусственно перекрыто. Сначала я думал, что это осуществляется механически – в камере стоит бленда, которая отсекает лишнюю стороннюю засветку.

Но мне пояснили, что это не так. Темный фон накладывается программно, на этапе автоматической обработки. Кадры со спутника поступают в формате L10 (по логике это L1.0 и L1.5, но в имени формата без точек). В нем еще куча цифровых шумов, всяких артефактов и видны нестыковки между двумя половинками кадра. Дело в том, что прибор, который делает снимки: МСУ-ГС (многозональное сканирующее устройство гидрометеорологического обеспечения) – это не фотокамера и у нее нет матрицы.

Это сканер, имеющий две сканирующие ПЗС-линейки, которые проходят свое поле видимости, составляя две половинки будущего снимка. Грубое совмещение половинок осуществляется еще на спутнике, а обработку и чистовое сведение в Комплексе приема информации на этапе от L10 к L15.

В L10 на снимках можно увидеть космос. Правда кроме Луны и Солнца там ничего не разглядеть, т. к. снимки делаются на короткой выдержке, на них даже ночной свет мегаполисов не виден, не говоря уж о звездах. Такими темными снимки сделаны сознательно, это позволяет исключить засветку в белых облаках и выявлять их многоуровневую структуру. По моей просьбе нам нашли снимки в L10, на которые попала Луна, перевели в tiff и выложили на FTP-сервер – архив «Луна.rar». Есть надежда, что кометы ISON и PANSTARRS, которые ожидаются в этом году, будут достаточно яркими чтобы попасть на кадры «Электро-Л». Последняя — уже через три недели прилетит. Если сотрудники НЦ ОМЗ будут столь же любезны как и в случае с Луной, то мы увидим и кометы в необычном, фактически, уникальном ракурсе.

Оформление на рабочий стол на тему "Земля и Луна от Электро-Л"

Когда обсуждалась предыдущая статья про наши спутники, в комментариях обратили внимание на большое количество седых голов на групповом снимке у «Радиоастрона».

Мол, вот стареет космос, а замены нет.

Пройдясь по НЦ ОМЗ, я отметил, что, наверно, не менее 60% всех встреченных сотрудников – моложе 40, а многие и 30 лет. Центр мониторинга к «Радиоастрону» не имеет отношения, но мое наблюдение: как иллюстрация положения в современной космической отрасли. Вообще впечатления от Центра остались весьма оптимистичные: техника – современная, коллектив – молодой и увлеченный. На первый взгляд — никакого отличия от обычного офисного центра: те же девочки-дизайнеры, те же сервера, те же мотивирующие постеры с продукцией компании на стенах, те же шутки в курилке на лестнице, но каждое утро всем сотрудникам, идущим на работу, тарелки на крыше напоминают, что этот офис — просто космос. В какой-то момент всплыли ассоциации с рабочей атмосферой «Понедельник начинается в субботу» Стругацких. С таким-то ресурсом можно было б потягаться с НАСА хотя бы на медийном поле, а там и до Солнечной системы, надеюсь, дело дойдет.

Впрочем, стоило только высунуть нос за пределы компетенции Центра мониторинга, как пришлось вернуться к нынешним «роскосмосовским» реалиям. Наследие военной традиции и тяжелого бюрократического аппарата сказалось, когда дошло дело до идеи снять пролет астероида 2012 DA14.

Астероид пролетал 15 февраля внутри кольца геостационарных спутников на расстоянии примерно 27 тыс. км от Земли и 9 тыс. км от спутников.
Причем его траектория проходила в поле зрения спутника «Электро-Л».

Расстояние и размеры астероида, в теории, исключали возможность наблюдения: диаметр тела 50 м, а разрешение спутника на таком расстоянии примерно 250 м/пикс. Но скромная надежда была, если бы удачно сложились условия съемки и освещения. В любом случае, казалось бы «попытка не пытка». В технических спецификациях спутника указывается, что частота съемки может быть увеличена с нормальных 30 мин/кадр до 15 мин/кадр. Но фактически, чтобы это проделать, необходимо пройти целую цепочку согласований: от разработчика камеры – ОАО «Российские космические системы», до конечного потребителя – «Росгидромет», только после одобрения тех и других обращаться в ЦУП, чтобы там скорректировали режим работы. В нашей системе проделать такое за три дня оказалось невозможным.

И главное как объяснить зачем все это? Научной ценности никакой, а аргумент «Это круто!» для всяких ответственных лиц не сработает. Конструкторы переживают, как бы чего не выявилось в ходе экстремальных, хоть и предусмотренных конструкцией, режимов работы. «Росгидромет» вообще на «Электро-Л» обижен за качество, поэтому ему нет никакого смысла прилагать какие-то усилия для популяризации его работы. Даже никто не разбирался и не проводил расчеты возможно ли снять астероид. Принцип «Если работает, то ничего не трогай» царит над всем. Как результат, темнота:

Похожая история повторилась через 3 дня, когда болид рухнул на Челябинск. Кто разбирался со снимками на открытом FTP обратил внимание, что за каждый день кадров с 6:30 по 8:00 нет. Происходит это не из-за того, что скрывают, а из-за того, что снимки принимает не НЦ ОМЗ в Москве, а Новосибирское отделение «Росгидромета». Принимает и держит у себя. Болид в Челябинске пролетел в 7:20, то есть на снимках в 7:30 должен быть отчетливо виден его след в небе. Европейцы подсуетились, проверили свои кадры и, буквально через несколько часов после падения, СМИ всего мира облетели снимки спутников Meteosat-9 и Meteosat-10.

«Электро-Л» тоже снял! А где кадры? А кадры в Новосибирском гидромете на полке лежат. «Напишите письменное обращение, пришлите по адресу официальной приемной, мы рассмотрим вашу просьбу. Нет он-лайн сервиса нет, принимаем только бумагу». Короче, выкуси, интернет, ни астероида, ни метеорита. Про российские спутники в новостях тебе расскажут, когда опять упадет какой-нибудь!

На снимках за 8:30-9:30 уже только тень рассеявшегося метеоритного следа удалось разглядеть. Хотя ракурс был более удачный чем у европейцев.

По «Электро-Л» специалистам Научного Центра было задано немало вопросов, с некоторыми они даже не справились и перенаправили разработчику. Думаю, по спутнику подготовлю подробный технический обзор немного позже, когда будет достаточно информации. Если сейчас возникают какие вопросы, давайте в комментариях отведем для этого ветку, я постараюсь найти ответы.

Фото и видеообработка снимков спутника осуществлена участниками сообщества Электро-Л Вконтакте.