14.607.21.0059

Целью выполняемых прикладных научных исследований (ПНИ), определенной условиями конкурса и техническим заданием, является разработка и экспериментальная отработка методов и технологий комплексного наземно-космического мониторинга прибрежных акваторий российского шельфа морей западной Арктики и Юга России, в том числе Крымского полуострова и г. Севастополь, для обеспечения экологической безопасности, рационального природопользования и снижения уровня антропогенной нагрузки на морские экосистемы.
Проект направлен на решение задач, предусмотренных приоритетным направлением развития науки, технологий и техники в Российской Федерации «Рациональное природопользование» и критических технологий «Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации чрезвычайных ситуаций», «Технологии предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», а именно на создание экспериментального образца системы наземно-космического мониторинга шельфа морей России для обеспечения экологической безопасности, рационального природопользования и снижения уровня антропогенной нагрузки на морские экосистемы.

В области наземно-космического мониторинга морских экосистем Россия отстает от мирового сообщества, прежде всего из-за недостаточных инвестиций в эти сферы науки и технологий.
Проведенные патентные исследования показали, что компоненты разрабатываемой системы не только соответствуют мировому уровню, но также имеют ряд кардинальных отличий и преимуществ, что позволит сформировать из них относительно недорогую систему наземно-космического мониторинга прибрежных вод российского шельфа, отдельные элементы которой будут сопоставимы по качеству и надежности с аналогичными зарубежными образцами.
В рамках выполнения проекта предусмотрено создание новых технических решений в области разработки биотехнических систем наземно-космического мониторинга шельфа российских морей. Инновационным подходом является их объединение с техническими решениями, в основу которых положены апробированные отечественные разработки, в биотехническую систему комплексного наземно-космического мониторинга шельфовых зон морей западной Арктики и Юга России, учитывающую региональную специфику и разрабатываемую для конкретных ландшафтно-климатических условий.

В ходе выполнения ПНИ разрабатываются методы и экспериментальный образец биотехнической системы комплексного наземно-космического мониторинга шельфовых зон морей западной Арктики и Юга России, в том числе в районе Крымского полуострова (ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым») для:

а) получения, накопления, передачи и комплексной обработки контактных данных, формируемых при мониторинге прибрежных акваторий морей РФ с применением:

- биотехнических систем с использованием млекопитающих, моллюсков и рыб;

- проточных и портативных флуориметрических комплексов, установленных на судах и береговых постах;

- спектрометров восходящего излучения от морской поверхности, установленных на судах и на беспилотных летательных аппаратах;

б) обработки и дешифрирования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе получаемых с помощью гиперспектральной аппаратуры;

в) контактного и спутникового мониторинга социально-экономических процессов в береговой зоне Баренцева, Белого, Азовского и Черного морей, в том числе в районе Крымского полуострова и г. Севастополь.

Разрабатываемые методы предназначены для выявления источников антропогенных и естественных загрязнений в рамках комплексного наземно-космического мониторинга:

а) прибрежных акваторий Баренцева и Белого морей с применением биотехнических систем с использованием млекопитающих и моллюсков;

б) прибрежных акваторий Азовского и Черного морей, в том числе Крымского полуострова и г. Севастополь с применением:

- проточных и портативных флуориметрических комплексов, установленных на судах и береговых постах;

- спектрометров восходящего излучения от морской поверхности, установленных на судах и на беспилотных летательных аппаратах;

- биотехнических систем с использованием рыб.

Разрабатываемые методы контактного и спутникового мониторинга социально-экономических процессов предназначены для выявления негативных процессов в береговой зоне Баренцева, Белого, Азовского и Черного морей, в том числе в районе Крымского полуострова и г. Севастополь, для обеспечения экологической безопасности, рационального природопользования и снижения уровня антропогенной нагрузки на морские экосистемы.

Конечным продуктом ПНИ является ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым», который включает в себя компоненты биотехнических и технических систем для получения, накопления, передачи и комплексной обработки контактных данных для выявления источников антропогенных и естественных загрязнений, подсистему для приема, обработки и дешифрирования данных ДЗЗ, в том числе, получаемых с помощью гиперспектральной аппаратуры, подсистему для контактного и спутникового мониторинга социально-экономических процессов в береговой зоне Баренцева, Белого, Азовского и Черного морей, в том числе в районе Крымского полуострова и г. Севастополь.

В ходе выполнения проекта также разрабатываются:

- технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации разработанных элементов экспериментального образца системы наземно-космического мониторинга прибрежных акваторий морей российского шельфа с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики;

- рекомендации по обеспечению экологической безопасности и снижению уровня негативного воздействия природных и антропогенных факторов на состояние прибрежных акваторий морей западной Арктики, Азовского и Черного морей, в том числе Крымского полуострова, г. Севастополь, а также на здоровье и жизнедеятельность населения;

- проект ТЗ на проведение ОКР по теме: «Создание портативного флуориметра на основе мощных светодиодов для определения в морской воде концентрации хлорофилла, РОВ и растворенного кислорода в составе стационарных комплексов мониторинга прибрежных вод».

В ходе выполнения проекта достигнуты следующие основные результаты.

Выполнен аналитический обзор; разработаны методы получения, накопления, передачи и комплексной обработки контактных данных с применением биотехнических и технических систем (БТС и ТС) и основные принципы и подходы к созданию ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым».

Разработаны экспериментальные образцы всех компонентов ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым», а именно:

- БТС с использованием млекопитающих;

- ТС с использованием флуориметрических комплексов на судах;

- ТС с использованием флуориметрических комплексов на береговых постах;

- ТС с применением спектрометров восходящего излучения на судах;

- ТС с применением спектрометров восходящего излучения на беспилотных летательных аппаратах;

- БТС с использованием моллюсков;

- БТС с использованием рыб;

- подсистемы для приема, обработки и дешифрирования данных ДЗЗ;

- подсистемы для контактного и спутникового мониторинга социально-экономических процессов в береговой зоне рассматриваемых морей.

Для всех компонентов ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым» разработаны: Программы и методики экспериментальных исследований, в соответствии с которыми выполнены все этапы их экспериментальных проверок; эскизная конструкторская и программная документация.

Разработаны рекомендации по обеспечению экологической безопасности и снижению уровня негативного воздействия природных и антропогенных факторов на состояние прибрежных акваторий рассматриваемых морей, а также на здоровье и жизнедеятельность населения.

Проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов; разработаны: технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации элементов ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым» с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера; проект ТЗ на проведение ОКР.

Выполнено 3 патентных исследования. Их результаты стали основанием для подачи в Роспатент двух заявок на полезные модели.

За счет средств внебюджетного финансирования, в том числе средств Индустриального партнера, выполнены экспедиционные исследования на шельфе рассматриваемых морей для получения контактных данных значимых параметров состояния водной среды для разработки методов обработки и дешифрирования данных ДЗЗ; изготовлена плавучая платформа; софинансирована разработка специализированного программного обеспечения и подготовка части документации по компонентам ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым»; для популяризации результатов проекта организовано и проведено 8 мероприятий, на которых исполнители проекта выступили с докладами по тематике ПНИ.

Результаты работ, полученные при выполнении проекта, нашли отражение в 3 диссертациях по специальности 25.00.28 – «Океанология»: на соискание ученой степени доктора географических наук – Шавыкина А.А., на соискание ученой степени кандидата географических наук – Калинки О.П., на соискание ученой степени кандидата биологических наук – Куцына Д.Н.

По результатам исследований и разработок проекта в изданиях, индексируемых в Scopus, опубликовано 11 научных статей.

Полученные при выполнении проекта экспериментальные методы и технологии контактных подспутниковых наблюдений могут стать научной основой создания новых технологий мониторинга состояния окружающей среды с применением данных дистанционного зондирования Земли из космоса.
К возможным потребителям результатов выполнения проекта относятся федеральные, региональные и частные организации, ответственные за мониторинг состояния окружающей среды. Ими могут быть использованы запланированные к разработке рекомендации по обеспечению рационального природопользования, экологической безопасности и снижению уровня негативного воздействия природных и антропогенных факторов на состояние прибрежных акваторий Баренцева, Белого, Азовского и Черного морей, в том числе в районе Крымского полуострова и г. Севастополь, а также на здоровье и жизнедеятельность населения.
На основе ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым» могут быть созданы региональные (или межрегиональные) системы наземно-космического мониторинга прибрежных вод российского шельфа.
Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации элементов ЭО БСНКМ «Север-Юг-Крым» с учетом технологических возможностей и особенностей Индустриального партнера, сформулированные в рамках проекта, а также разработанный проект ТЗ на проведение ОКР будут способствовать коммерциализации результатов выполнения проекта.
Полученные в рамках проекта результаты способны, на наш взгляд, сдвинуть с мертвой точки развитие региональных систем наземно-космического мониторинга прибрежных акваторий.
В рамках международного сотрудничества разработанный экспериментальный образец БСНКМ «Север-Юг-Крым» может быть интегрирован в международные проекты по наблюдениям за состоянием морей и Мирового океана.