Поливной инстинкт: мини-спутник размером с ведро сэкономит России триллионы литров воды

Миниатюрные спутники, предназначенные для мониторинга сельскохозяйственных угодий, смогут удаленно определять, какие участки полей нуждаются в поливе, а где растениям хватает влаги. Для этого аппараты будут рассчитывать вегетационные индексы растительного покрова. Эти данные помогут фермерам более эффективно использовать водные ресурсы и повысить продуктивность сельского хозяйства. По оценкам разработчиков, для мониторинга сельхозугодий в России потребуется около 120 таких спутников. Каждый из них весит 6 кг и по размерам сопоставим с небольшим ведром. Однако для практического применения необходимо наладить промышленное производство и вывести на орбиту полноценную спутниковую группировку. Об этом сообщает сайт Известия.

Студенты Московского физико-технического института (МФТИ) разрабатывают компактные спутники для дистанционного зондирования Земли. Аппараты объемом 3,5 литра и массой около 6 кг предназначены для сбора данных, которые можно использовать в сельском хозяйстве. Проект реализуется в рамках федерального проекта Минобрнауки «Кадры для космоса».

Как сообщили в вузе, спутниковые данные помогут фермерам и аграрным предприятиям более точно планировать полив с учетом погодных условий, оценивать особенности почвы и состояние растений.

По словам Натальи Завьяловой, заведующей лабораторией моделирования механических систем и процессов МФТИ, в мире активно развивается направление точного земледелия, где цифровые технологии применяются для повышения урожайности. Съемка со спутника в различных спектрах позволяет рассчитывать вегетационные индексы, по которым можно оценить влажность почвы, состояние растений и необходимость внесения удобрений. Исследования, проведенные для стран Африки, показали, что полив отдельных участков на основе данных космических измерений может увеличить эффективность расхода воды на 30% при сохранении того же результата.

Вегетационные индексы — это математические показатели, отражающие состояние, густоту и здоровье растительного покрова. Их рассчитывают на основе данных дистанционного зондирования Земли, фиксирующих, как растения поглощают и отражают солнечный свет в разных спектральных диапазонах.

Команда разработчиков оценивает, что использование новых миниатюрных спутников позволит экономить до 2 миллиардов кубометров воды в год, что составляет около 2 триллионов литров. Технология производства аппаратов не требует редких материалов и отличается относительной дешевизной. Наталья Завьялова пояснила, что на низких орбитах, где уровень радиации не слишком высок, можно использовать промышленные компоненты, аналогичные тем, что применяются в обычных компьютерах и телефонах, что позволит снизить затраты и уменьшить размеры спутников.

В России космические аппараты, как правило, крупные. Классический спутник дистанционного зондирования Земли весит около 500 кг. Частные компании пытаются создавать аппараты меньшего размера, но решение МФТИ примерно в четыре раза компактнее.

Для полноценного мониторинга сельхозугодий и значительной экономии водных ресурсов потребуется около 120 таких космических аппаратов.

Несмотря на уменьшение размеров спутника, разработчики стремятся сохранить качество съемки и другие важные характеристики. Перед сборкой студенты под руководством научных сотрудников создали цифровую модель аппарата, что позволило оптимизировать конструкцию и перенести часть функций на программный уровень.

На данный момент специалисты МФТИ собрали макет спутника. Рабочий прототип планируют подготовить в декабре, а первый запуск — во втором полугодии 2027 года.

Компактные аппараты также планируется использовать для мониторинга чрезвычайных ситуаций, таких как пожары, наводнения и оползни.

Концепция миниатюрных спутников для сельского хозяйства уже известна на мировом рынке. Зарубежные исследования подтверждают перспективность малых аппаратов, которые могут снизить стоимость и ускорить космические исследования. Такие спутники будут востребованы российским агробизнесом. Успех проекта МФТИ во многом зависит от скорости развертывания полноценной группировки из 120 аппаратов.

Согласно научному обзору, на орошение приходится около 70% мирового забора пресной воды, что делает сельское хозяйство крупнейшим потребителем воды на планете. В засушливых регионах нехватка воды стала одним из главных ограничителей урожайности. Каждый сэкономленный кубометр воды снижает затраты хозяйства и нагрузку на водные источники.

По предварительным оценкам, внедрение подобных систем позволит сократить расход воды на полив до 30% без потери урожая. Однако важно понимать, что космические данные необходимо дополнять наземными измерениями.

Разработка МФТИ выглядит многообещающе, но пока речь идет лишь о прототипе. Реальные возможности аппарата покажут летные испытания. На следующем этапе ключевую роль сыграет наземная инфраструктура, необходимая для обработки данных и предоставления их аграриям в удобном формате.

Проект соответствует мировому тренду. Малые спутники, созданные на основе серийной электроники, дешевле производить и запускать, что позволяет выводить их на орбиту группами. Для сельского хозяйства это особенно важно, так как аграриям нужны свежие данные о состоянии полей каждые несколько дней. Частота съемки может быть обеспечена только группировкой из десятков аппаратов. Однако сверхкомпактный формат имеет ограничения по детализации снимков и сроку работы на орбите, поэтому такие спутники, скорее всего, будут дополнять крупные аппараты дистанционного зондирования Земли, а не заменять их.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: