Связь между климатом и космосом: новые подходы к укреплению устойчивости НАТО

НАТО уже признает космические средства критически важными в области экологического мониторинга, метеорологических прогнозов, планирования и выполнения миссий и операций НАТО. Однако преимущества космических технологий недостаточно используются для повышения оперативной эффективности.

На встрече на высшем уровне в Мадриде в июне 2022 года НАТО обнародовала свою первую Оценку воздействия изменения климата на безопасность (CCSIA) – одну из составляющих далеко идущего Плана действий по изменению климата и безопасности, принятого на встрече на высшем уровне в Брюсселе в июне 2021 года. Эта оценка предназначена для повышения осведомленности стран НАТО о воздействии изменения климата на безопасность. Помимо морского, сухопутного и воздушного пространства в оценке воздействия подчеркивается угроза, которую представляют связанные с климатом факторы риска для космического оперативного пространства. Вместе с тем в утвержденной недавно Стратегической концепции НАТО признается, что беспрепятственный доступ к космическому пространству и безопасное использование космоса имеет ключевое значение для эффективного сдерживания и обороны, и в концепции предлагается повысить устойчивость космических сил и средств Североатлантического союза.

Поскольку космос и климатические вопросы неразрывно связаны, и климат, и жизнестойкость космоса имеют фундаментальное значение для сдерживания и обороны НАТО в XXI веке. Эта статья посвящена тому, как изменение климата и космические технологии взаимосвязаны по двум параметрам.

Благодаря спутникам страны НАТО получают бесценные данные о климате и погодных явлениях на Земле, что помогает в целом лучше понять меняющийся климат. Пристальное наблюдение за различными опасными природными явлениями, такими как оползни, наводнения и крупные лесные пожары способствует проведению операций по ликвидации последствий бедствий, поскольку можно распознать события на раннем этапе, установить их масштаб и сократить общий ущерб посредством быстрого и эффективного реагирования. Спутниковые данные также используются для создания более точных климатических моделей, которые принципиально важны для прогнозирования будущих факторов климатического риска и их последствий.

С помощью космических наблюдательных систем также ведется мониторинг выбросов парниковых газов и общих изменений в составе нашей атмосферы. Эти системы имеют ключевое значение для совершенствования прогнозирования изменений климата и разработки эффективных стратегий смягчения последствий и адаптации. С 2009 года спутник наблюдения за парниковыми газами (GOSAT), который также называют «Айбуки», предоставляет подробные данные о концентрации в атмосфере углекислого газа и метана, что помогает науке лучше понять причины глобального потепления.

Космические технологии могут также играть важнейшую роль в контроле и проверке выполнения международных соглашений по климату. Чтобы поддержать некоммерческую организацию «Карбон мэппер» и консорциум ее партнеров, НАСА участвует в новаторской программе, с помощью которой можно будет давать количественную оценку и отслеживать выбросы из точечных источников, выявлять «сверхзагрязнителей», и при этом собранные данные о выбросах будут общедоступными. В 2023 году планируется запуск первого спутника «Карбон мэппер». В рамках программы «Коперник» Европейского союза с 2021 по 2023 год по линии проекта CoCO2 будут созданы прототипные системы нового европейского потенциала обеспечения мониторинга и проверки антропогенных выбросов CO2. Теперь, когда НАТО планирует сокращать выбросы парниковых газов в результате военной деятельности, благодаря этим средствам ВС стран НАТО смогут быстрее и более адресно реагировать на бедствия и просчитывать объем выбросов.

Традиционно гражданские космические средства были сосредоточены на наблюдении за Землей, мониторинге окружающей среды и метеорологическом наблюдении. Благодаря достижениям в области спутниковых технологий удается сократить ограничения по глобальной связи и обеспечить доступ к Интернету в удаленных точках. Однако потенциал спутников и других космических технологий больше, чем просто мониторинг климата и совершенствование связи.

Сегодня технологии, которые изначально предназначались и использовались для отслеживания погодных явлений, помогают вооруженным силами стран НАТО совершенствовать боевые силы и средства, повышать оперативную эффективность и осведомленность об обстановке на поле боя. Это особенно заметно в контексте продолжающейся войны в Украине, где радиолокационные данные и спутниковые изображения помогают украинским силам следить за передвижением российских войск

Например, с помощью данных с европейского спутника «Сентинэль», использовавшихся ранее для наблюдения за ростом растительности, оценивается ущерб, наносимый зданиям и, таким образом, приобретения и продвижения России на территории Украины. До вторжения те же инструменты использовались для слежения за развертыванием определенных военных РЛС, что помогало разобраться в передвижении войск и техники на западе России. Помимо «Сентинэль-2», с помощью системы информации о пожарах для управления ресурсами НАСА (FIRMS), разработанной для мониторинга лесных пожаров в режиме реального времени, велось обнаружение и мониторинг тяжелых боев и взрывов хранилищ ГСМ, а также лесных пожаров в зараженных районах вблизи Чернобыля.

В дальнейшем благодаря космическим системам наблюдения члены Североатлантического союза смогут планировать операции более эффективно. Например, они смогут оптимизировать маршруты и материально-техническое обеспечение и добиваться значительной экономии затрат и ГСМ. Сокращение зависимости НАТО от ископаемых видов топлива, из-за которой вооруженные силы уязвимы в случае ударов, имеет ключевое значение.

Еще один пример – многолетний проект Cube4EnvSec, инициированный в рамках программы НАТО «Наука ради мира и безопасности» и предназначенный для интеграции больших данных наблюдения Земли (например, данных спутников «Лэндсат» и «Сентинэль»), искусственного интеллекта и визуализации для военной картины окружающей среды с опознанными объектами.

Технология 5G в сочетании с телекоммуникационными спутниками и передовыми методами шифрования также будет иметь большое стратегическое значение и значение на поле боя при проведении военных операций. С помощью 5G и новых технологий передачи данных вооруженные силы стран НАТО смогут поддерживать связь и проводить дистанционное зондирование в режиме реального времени, а также интегрировать различные датчики над полем боя и на нем. Это поможет военным и гражданскому сектору еще больше оптимизировать логистику и осведомленность об обстановке.

Военно-космические средства стран НАТО имеют критически важное значение для безопасности и устойчивости НАТО, предоставляя государствам-членам организации важнейшие средства разведки и связи. Изменение климата все больше сказывается на способности к работе в космосе, ограничивая тем самым потенциальную ценность космических средств для вооруженных сил стран НАТО и, возможно, подвергая опасности оперативную эффективность в целом ряде аспектов.

Во-первых, изменение климата воздействует на объекты наземной инфраструктуры, например, стартовые площадки, вышки связи и другие объекты, которые критически важны для космических операций. Это проблема в большей мере для западных космических средств, чем для российских и китайских космических средств. Основные стартовые площадки государств-членов НАТО – база Космических сил «Ванденберг» в Калифорнии, станция Космических сил на мысе Канаверал во Флориде и космическая станция во Французской Гвиане – расположены вдоль береговых линий и подвергаются растущему риску в связи с повышением уровня моря, береговой эрозией и наводнениями. По оценкам НАСА, например, ожидается, что до 2050 года уровень моря в районе Космического центра им. Кеннеди повысится на 5-8 дюймов.

Во-вторых, существует 14 погодных критериев, в соответствии которым нужно удостовериться, чтобы обеспечить безопасность ракеты в ходе всего процесса запуска. Неблагоприятные погодные явления, такие как грозы и молнии, обильные осадки, плотная облачность, низкая температура воздуха или сильный сдвиг ветра и турбулентность могут повлиять на траекторию запуска спутников и ракет, создать опасность для них и стать причиной переноса запуска. Даже после успешного запуска из-за дождя, ветра или бурного моря могут возникнуть трудности при посадке ракет многоразового использования, которые разрабатываются или используются практически каждой крупной компанией, а это скажется на их дальнейшем применении. Изменения погодных условий, которые скорее всего будут происходить чаще и с большей интенсивностью по причине изменения климата, бросят вызов жизнеспособности космических операций в некоторых регионах в будущем.

Большинство китайских стартовых площадок, равно как и объектов, эксплуатируемых Россией, в частности, космодром «Восточный» на юго-востоке России и «Байконур» в Казахстане, напротив, расположены в глубине страны, поэтому там более стабильные погодные условия, и эти объекты в меньшей степени уязвимы при изменении климата.

В-третьих, явления, связанные с космической погодой, создают значительную опасность для критически важных объектов инфраструктуры стран НАТО, как на Земле, так и в космосе. В начале года из-за геомагнитной бури буквально на следующий день после запуска вышли из строя 40 Интернет-спутников «Старлинк» компании «СпэйсЭкс». Хотя возмущения, вызванные солнечными явлениями, не происходят непосредственно в результате изменения климата, тем не менее они увеличивают уязвимость космических технологий стран НАТО и создают проблемы в плане эффективности вооруженных сил. Умеренные и сильные космические погодные явления могут привести к нарушению радиосвязи, отразиться на работе электросетей и глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) или, в случае крупных геомагнитных бурь, привести к полному отключению спутников. Например, считается, что сбои со связью во время военной операции «Анаконда» в 2002 году в Афганистане были связаны с серьезным космическим погодным явлением, получившим название плазменных пузырей.

По причине глобального потепления происходит охлаждение и сужение мезосферы (третьего слоя атмосферы, находящегося непосредственно над стратосферой). Когда она сжимается, верхние слои опускаются вместе с ней; таким образом, сокращается плотность верхних слоев атмосферы. Это, в свою очередь, уменьшает сопротивление спутников. Как следствие, из-за недостаточного замедления космических аппаратов на околоземной орбите остается больше космического мусора, который в противном случае упал бы ниже и сгорел. Это проблема для операторов, занимающихся эксплуатацией спутников, регулирующих органов и прочих компаний, стремящихся создать мегагруппировки спутников. Это особенно сказывается на графике планирования и сроках развертывания новых и миниатюрных спутников (кубсатов). Поэтому требуется больше усилий по активному выведению с орбит спутников и космического мусора.

Устойчивость имеет фундаментальное значение для способности НАТО к сдерживанию и обороне. По мере того, как последствия изменения климата для безопасности стран НАТО становятся более заметными, НАТО нужно воспользоваться всеми имеющимися в ее распоряжении инструментами, чтобы заняться этим вопросом. Космические технологии играют важную роль в этих усилиях, и в предстоящие годы они приобретут еще большее значение. Помимо того, чтобы готовиться к работе в меняющихся климатических условиях, НАТО нужно заняться вопросом о том, что означает происходящее в связи с климатом для ее космических сил и средств, с тем чтобы обеспечить бесперебойный доступ к космическим услугам, продуктам и средствам.

Нужны дополнительные инвестиции в космические технологии, и они должны сопровождаться достаточной кадровой обеспеченностью в НАТО для внедрения надежных программ. Одним из источников финансирования станет недавно созданный Фонд новаторства объемом 1 млрд. евро, работа по линии которого сосредоточится на космосе (среди прочих новых технологий двойного назначения). С помощью механизма ускорения новаторства в оборонной сфере в Северной Атлантике (DIANA), который приступит к работе в 2023 году, НАТО, в частности Научно-техническая организация и Космический центр НАТО могут вести углубленную работу над нетрадиционным использованием космических технологий для военного применения с новаторами во всем Североатлантическом союзе. Особенно актуально совершенствование использования так называемого сектора потребления – практическое применение космических данных и технологий в интересах бизнеса и общества (например, космическая навигация, космические телекоммуникации и космические снимки). Также важно постоянно вести работу по корректировке и адаптации политики НАТО в области космоса и обеспечению осведомленности о космической обстановке.

Наконец, государства-члены Североатлантического союза должны лучше готовиться и защищать свои космические средства от факторов риска, связанных с климатом. Инвестиции в более устойчивую и мобильную наземную инфраструктуру или диверсификация средств запуска, которыми располагают страны НАТО, – способы преодоления факторов риска, связанных с климатом. Еще один способ – поддержка научных исследований новых технологий защиты спутников от мусора и разработка новых стратегий работы в более загруженной и конкурентной космической среде. Инженерные решения, например, сооружение дюн вдоль побережья – тоже хорошие краткосрочные стратегии. Аналогичное значение имеет совершенствование прогнозов погоды и научно-исследовательская работа в области космической погоды.

Заняться проблемой воздействия явлений, связанных с климатом, на космические силы и средства не выбор, а необходимость, с тем чтобы НАТО сохраняла свой технологический перевес и оперативное преимущество.