Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов №№ 16-01-00145, 17-01-00220, 18-01-00609.

Самая большая и важнейшая для всего человечества ГЛОБАЛЬНАЯ программа «Повестки XXI-го века» – это всемирная программа «Будущее Земли», фундаментальные основы для реализации которой были заложены в XX-м веке благодаря изобретению компьютера и выхода человека в космос. Юрий Алексеевич Гагарин (09.03.1934-27.03.1968) – ПЕРВЫЙ в истории человечества увидел планету Земля из космоса и воскликнул «Земля голубая!», а позже добавил «Земля такая маленькая…».
Эти великие открытия и международное сотрудничество в космосе связаны с именем математика-легенды Мстислава Всеволодовича Келдыша (10.02.1911-24.06.1968) [1-3]. 24 июня 2018 г. исполнилось 40 лет как скончался этот русский гений, масштабы интеллектуальной, научной и организационной деятельности которого потрясают воображение. Доклад посвящается памяти М.В. Келдыша – «Великого ума России» – «Ломоносова XX-го века» [4], заложившего фундаментальные основы цивилизации и постиндустриального информационного общества XXI-го века, а также «цифровой экономики» и современных глобальных проблем по спасению планеты Земля.
Сложнейшие проблемы эволюции, климата, экологии, глобального мониторинга и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с гиперспектральными подходами и нанодиагностики природной среды и объектов предлагается рассматривать как сопряженные. Пора от решения отдельных частных задачек переходить к системам исследований глобальных процессов. Радиационное поле Земли – единое физическое поле (электромагнитное излучение) и объединяющий фактор таких динамических систем [5-9]. Например, извержение вулканов и трансграничный перенос загрязнений, которые влияют на экологию и состояние окружающей среды, могут быть обнаружены методами ДЗЗ, а далее через перенос лучистой энергии, зависящей от загрязнителей природных сред, может влиять на климат и в конечном итоге на тренд эволюции Земли как планеты. Другой наглядный пример – сценарий «ядерной зимы» [10], в последние годы вновь заслуживающий повышенное внимание в связи с очередными угрозами...
Непреодолимая сложность проблемы состоит в том, что для исследований планеты не допустимы натуральные эксперименты и возможны только мониторинг и наблюдения разными средствами, с одной стороны, а с другой стороны на момент измерений радиации невозможно восстановить весь набор оптико-геофизических и оптико-метеорологических параметров системы «атмосфера-суша-океан», от которых зависит радиация, и не возможно повторить условия наблюдений, так как среда непрерывно изменяется и никогда не повторяется. И только математическое моделирование больших прямых и обратных задач теории переноса излучения с параллельным суперкомпьютингом позволяет провести теоретико-расчетные исследования столь сложных проблем и получить качественные и количественные оценки для анализа и прогнозов, а также для разных тематических приложений.
Огромный научный потенциал, созданный отечественными учеными, позволяет ставить такие амбициозные задачи, лежащие в основе программы «Будущее Земли». О международном характере таких проблем свидетельствуют самые большие саммиты руководителей большинства стран, входящих в ООН [11, 12]. Участники проекта последовательно шли к постановкам и решению таких глобальных проблем [13-32].
Посвящается ВЕЛИКОЙ АКАДЕМИИ НАУК СССР (АН СССР) – ХРАМУ НАУКИ! Это дань памяти АН СССР, без которой народы СССР не были бы ПОБЕДИТЕЛЯМИ в Отечественной войне 1941-1945 гг. и не были бы ПЕРВЫМИ ни в космосе ни в атомной энергетике, Советский Союз не был бы ВЕЛИКОЙ ДЕРЖАВОЙ – единственной, наравне противостоящей США, и советская наука не могла бы развиваться по всем областям знаний и быть конкурентной наукам всем стран. Такое развитие науки в мире и в истории науки могли позволить только СССР благодаря созданной АН СССР и США! За эти заслуги и в знак благодарности по своей инициативе советский народ добровольно собрал деньги на строительство Главного здания «с золотыми мозгами» Академии наук СССР, что на площади Гагарина в Москве, а ныне кому этот храм принадлежит?
Настоящая работа посвящается 65-летию ПЕРВОГО в мировой науке и мировой практике Института прикладной математики имени М.В.Келдыша Академии наук, созданному в 1953 году и до 1966 года работавшего в закрытом режиме, потому известен как «Институт Келдыша» [33]. Институт Келдыша обеспечил баллистические расчеты для запусков и полетов ПЕРВЫХ искусственных спутников Земли (ИСЗ) и полетов ПЕРВЫХ пилотируемых космических кораблей (ПКК), которые первоначально называли «космические корабли-спутники» [34]. «Институт Келдыша» создан академиком М.В.Келдышем, который в 1961-1975 гг. был Президентом АН СССР. Это был лучший Президент АН СССР, при котором Академия наук стала форпостом СССР в мире и существенно расширилось международное сотрудничество в науке.
В 1963 г. при Президенте М.В. Келдыше был принят новый Устав АН СССР [35, с. 187-209], который действовал до 1991 г.: сохранялся статус Академии наук Союза Советских Социалистических Республик, созданной по личной инициативе И.В. Сталина в июле 1925 г. как «высшее научное учреждение» страны, как и было задумано Петром Великим при основании в 1924 г. [35, Проект от 22 января 1724 г., с. 39-48]. В 1964 г. М.В. Келдыш спас АН СССР от волюнтаризма Н.С. Хрущева, который на июльском Пленуме ЦК КПСС (1964) угрожал «разогнать» академию и превратить её в Комитет или Министерство науки при Совете Министров, а Келдыша назначить министром науки в ранге зампреда Совмина из-за активного вмешательства в политику, разоблачения Т.Д. Лысенко («письмо трехсот») и провала на выборах в академию наук [36]. Не желая участвовать в разрушении Академии наук, Мстислав Всеволодович впервые за многие годы взял отпуск и уехал из Москвы. Когда он вернулся, Н.С. Хрущев уже не вспоминал о своей угрозе... На Пленуме ЦК КПСС 14.10.1964 г. состоялась отставка Н.С. Хрущева, первого секретаря ЦК КПСС и председателя Совета министров СССР, и ему припомнили об угрозах в адрес Академии наук. Г.И. Марчук: «М.В. Келдыш сгорел на работе, но оставил нам замечательное наследие – высокий авторитет и славу Академии наук, решившей под его началом две важнейшие для страны проблемы – создание «ракетно-ядерного щита» и освоение космоса». М.В. Келдышу как Президенту АН СССР принадлежит центральная роль в реабилитации таких научных дисциплин как «генетика» и «кибернетика», исключении в советской науке лженаучных доктрин вроде «лысенковщины», создании условий для развития новых областей науки – молекулярная биология, квантовая электроника, релятивистская астрофизика, фундаментальные основы которой разрабатывал трижды Герой Социалистического Труда академик Яков Борисович Зельдович (08.03.1914-02.12.1987), организовавший в 1963 г. отдел в Институте Келдыша, вернувшись из Сарова.
Настоящая работа посвящается:
- 65-летию успешного испытания 12 августа 1953 года ПЕРВОЙ «супербомбы», чтобы напомнить о последствиях для «Будущего Земли»; в 1956 году после успешного испытания ракеты с «изделием» за исключительные заслуги перед государством при выполнении особого задания Правительства (Программа "Ракетно-ядерный щит СССР") присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали "Серп и молот" С.П. Королеву (Указ № 253/13 от 20.04.1956 за заслуги в деле создания дальних баллистических ракет) и М.В. Келдышу (Указ 11.09.1956), а в 1957 году обоим присуждена Ленинская премия (секретная);
- достижениям пилотируемой космонавтики и памяти Главного Теоретика Космонавтики, Трижды Героя Социалистического Труда, академика Мстислава Всеволодовича Келдыша; в Институте Келдыша обеспечивались расчеты для полетов и стыковок в космосе пилотируемых космических кораблей, а затем и Долговременных орбитальных станций (ДОС) – ПЕРВАЯ орбитальная научная станция «Салют» была запущена в Советском Союзе 19 апреля 1971 года; ПЕРВАЯ стыковка в космосе ДОС и ПКК произошла 24 апреля 1971 года: ПЕРВЫЙ ПКК «Союз-10» пристыковался к ДОС «Салют»; 17 июля 1975 года в 19 часов 12 минут состоялась стыковка советского космического корабля «Союз-19» и американского «Аполлон»;
- 55-летию создания в 1963 году Института медико-биологических проблем Академии Наук по инициативе М.В.Келдыша, который был главным идеологом пилотируемой космонавтики в СССР и обеспечил приоритеты в пилотируемой космонавтике на многие десятилетия, которые никто не превзошел до настоящего времени; концепцию пилотируемой космонавтики поддерживали академики Гурий Иванович Марчук и Кирилл Яковлевич Кондратьев; не случайно именно эти три научные школы – Московская, Ленинградская, Новосибирская – были ПИОНЕРАМИ в покорении космоса и становлении дистанционного зондирования Земли из космоса (ДЗЗ); после неудачного полета орбитальной космической станции «Скайлэб» (SkyLab – небесная лаборатория) в США предпочитали автоматические аппараты: запуск «Скайлэба» состоялся 14 мая 1973 года, повышение солнечной активности в 1978-1979 годах «столкнуло» «Скайлэб» с орбиты (не было средств коррекции орбиты!), 11 июля 1979 года станция вошла в земную атмосферу и разрушилась;
- 100-летию со дня рождения академика Александра Михайловича Обухова – ученика академика Андрея Николаевича Колмогорова (25.04.1903-20.10.1987), основателя и первого директора (1956-1989) Института физики атмосферы Академии наук, сотрудники которого и ученики профессора Евграфа Сергеевича Кузнецова (13.03.1901-17.02.1966) [37] принимали активное участие в покорении космоса и открытии космической эры, а также заложили основы изучения климата Земли (первые работы в 1925-1927 гг.);
- 55-летию научной деятельности в области космических исследований Тамары Алексеевны Сушкевич (автора публикации), начатой в «Институте Келдыша» АН СССР в 1963 году после окончания физического факультета Московского университета имени М.В.Ломоносова (специальность «теоретическая и математическая физика», кафедра «математики» А.Н.Тихонова, академика, Героя Социалистического Труда за «водородную» бомбу – Указ Верховного Совета СССР от 4 января 1954 года); Т.А.Сушкевич – последняя ученица Е.С.Кузнецова – первого советского вычислителя-модельера - специалиста по теории переноса излучения в природных средах (первые работы по климату в 1925-1927 гг.), который основал советскую научную школу по теории переноса излучения, нейтронов и заряженных частиц и в 1955 г. организовал единственный в мире уникальный отдел «Кинетические уравнения» в «Институте Келдыша».

Список литературы
1. Келдыш М.В. Творческий портрет по воспоминаниям современников. М.: Наука, 2001. 416 с. (при поддержке РФФИ)
2. Сушкевич Т.А. Главный Теоретик М.В. Келдыш и Главный Конструктор космонавтики С.П. Королев покорители космоса // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 1. С. 9-25. http://jr.rse.cosmos.ru/article.aspx?id=819
3. Сушкевич Т.А. М.В. Келдыш организатор международного сотрудничества в космосе и первой советско-американской Программы «Союз-Аполлон» (ЭПАС) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 4. С. 9-22. http://jr.rse.cosmos.ru/article.aspx?id=930
4. Мстислав Келдыш // «Великие умы России» под ред. В.С. Губарева. Выпуск 2. М.: Издательский дом «Комсомольская правда», 2016. 96 с.
5. Кондратьев К.Я. Радиационные факторы современных изменений глобального климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 280 с.
6. Кондратьев К.Я. Спутниковая климатология. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 65 с.
7. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989. 261 c.
8. Кароль И.Л., Катцов В.М., Киселев А.А., Кобышева Н.В. О климате по существу и всерьез. Санкт-Петербург: ГГО им. А.И. Воейкова, 2008. 55 с.
http://global-climate-change.ru/downl/CLIMATE_publication_GGO.pdf
9. Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфеке / Под. ред. Г.И.Марчука. Институт вычислительной математики РАН. М.: Наука, 2008. 415 с. (при поддержке РФФИ)
10. Моисеев Н.Н. Как далеко до завтрашнего дня. Свободные размышления. 1917-1993. М.: «Аспект пресс», 1994. 304 с. (Глава X. Эпопея ядерной зимы… Карл Саган и первые сценарии ядерной войны) Эл. книга http://www.ccas.ru/manbios/kak_daleko_r.html
11. Коптюг В.А. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992 года). Информационный отчет. Новосибирск: Российская академия наук Сибирское отделение, 1992. 79 с. www.prometeus.nsc.ru unrio92.pdf
12. Парижское соглашение согласно Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата («Парижское соглашение»). ООН. 2016. 19 с. (paris_agreement_russian_.pdf)
13. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В. 60 лет от первого совещания по ИСЗ до современных систем дистанционного зондирования и мониторинга Земли из космоса: информационно-математический аспект (история и перспективы) // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27, № 7. С. 573-580. https://elibrary.ru/item.asp?id=21946245
14. Сушкевич Т.А. О пионерских работах по математическому моделированию радиационного поля Земли при освоении космоса // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 1, В. 5. С. 165-180. http://jr.rse.cosmos.ru/article.aspx?id=393
15. Сушкевич Т.А. Осесимметричная задача о распространении излучения в сферической системе // Отчет № 0-572-66. М.: ИПМ АН СССР, 1966. 180 с.
16. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Иолтуховский А.А. Метод характеристик в задачах атмосферной оптики. М.: Наука, 1990. 296 с.
17. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 661 с. (при поддержке РФФИ)
18. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Владимирова Е.В., Волкович А.Н., Игнатьева Е.И., Козодеров В.В., Куликов А.К., Максакова С.В., Мельникова И.Н., Фомин Б.А. Радиационный фактор изменений климата и аэрокосмического мониторинга природной среды // Тезисы докладов на Всемирной конференции по изменению климата. М.: Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН, 2003. С. 443.
19. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Козодеров В.В., Гаврилович А.Б., Максакова С.В., Фомин Б.А. Информационно-математический аспект аэрокосмического гиперспектрального мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 2, В. 6. С. 552-559. http://jr.rse.cosmos.ru/article.aspx?id=663
20. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В. Глобальное радиационное поле Земли, радиационный форсинг и супервычисления // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, №. 4. С. 165-175. http://jr.rse.cosmos.ru/article.aspx?id=798
21 Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В., Козодеров В.В., Фомин Б.А. Нанодиагностика природной и техногенной среды и супервычисления // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, №. 4. С. 176-186.
http://jr.rse.cosmos.ru/article.aspx?id=799
22. Сушкевич Т.А., Козодеров В.В., Кондранин Т.В., Стрелков С.А., Дмитриев Е.В., Максакова С.В. Параллельные вычисления в задачах космического экологического мониторинга и гиперспектрального дистанционного зондирования Земли // Труды Международной суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: поиск новых решений», г. Новороссийск, 17-22 сентября 2012 года. М.: Издательство МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. С. 320-324.
http://agora.guru.ru/abrau2012/pdf/320.pdf
23. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В. Теоретические основы и расчетные модели для супервычислений в проблемах мониторинга экосистемы, биосферы и климата Земли, возникновения и развития аварий и природных катастроф на основе аэрокосмического дистанционного зондирования // Труды Международной суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: все грани параллелизма», г. Новороссийск, 23-28 сентября 2013 года. М.: Издательство МГУ им. М.В. Ломоносова, 2013. С. 438-442. http://agora.guru.ru/abrau2013/pdf/438.pdf
24. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В. О глобальной модели радиационного форсинга на климат и дистанционное зондирование Земли // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 09. С. 725–732. https://elibrary.ru/item.asp?id=26529236
25. Сушкевич Т.А., Стрелков С.А., Максакова С.В. «Парижское соглашение» и глобальная модель радиационного форсинга на климат в масштабах планеты (посвящается памяти Главного Теоретика Космонавтики академика М.В. Келдыша в год его 105-летия) // Суперкомпьютерные дни в России: Труды международной конференции, 26-27 сентября 2016 г., Москва. М.: Издательство МГУ им. М.В. Ломоносова, 2016. С. 473-478.
https://elibrary.ru/item.asp?id=27206411
26. Sushkevich T.A., Strelkov S.A., Maksakova S.V. The features of modeling of radiation forcing on the climate in the Arctic region // Proceedings SPIE – The International Society for Optical Engineering. V. 10035, 29 November 2016. 22rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 10435Z; Bellingham WA 98227-0010 USA. doi:10.1117/12.2248770; http://dx.doi.org/10.1117/12.2248770
27. Sushkevich T.A., Strelkov S.A., Maksakova S.V. Features of hyperspectral approoach in remote sensing in the region of the Arctic // Proceedings SPIE – The International Society for Optical Engineering. V. 10035, 29 November 2016. 22rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 100351W; Bellingham WA 98227-0010 USA. doi:10.1117/12.2249155; http://dx.doi.org/10.1117/12.2249155
28. Sushkevich T.A. The history of a global spherical model of the solar radiation transfer in the Earth's atmosphere // Proceedings SPIE – The International Society for Optical Engineering. V. 10035, 29 November 2016. 22rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 100350; Bellingham WA 98227-0010 USA. doi:10.1117/12.2248534; http://dx.doi.org/10.1117/12.2248534
29. Sushkevich T.A. The beginning of the space age: information and mathematical aspect. To the 60-th anniversary of the launch of the first sputnik // Proceedings SPIE – The International Society for Optical Engineering. V. 10466, 30 November 2017. 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 104666E; Bellingham WA 98227-0010 USA. doi: 10.1117/12.2287687; http://dx.doi.org/10.1117/12.2287687
30. Sushkevich T.A., Strelkov S.A., Maksakova S.V. On the division of contribution of the atmosphere and ocean in the radiation of the Earth for the tasks of remote sensing and climate // Proceedings SPIE – The International Society for Optical Engineering. V. 10466, 30 November 2017. 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 104666G; Bellingham WA 98227-0010 USA. doi: 10.1117/12.2287701; http://dx.doi.org/10.1117/12.2287701
31. Strelkov S.A., Sushkevich T.A., Maksakova S.V. Deterministic and stochastic methods of calculation of polarization characteristics of radiation in natural environment // Proceedings SPIE – The International Society for Optical Engineering. V. 10466, 30 November 2017. 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 104666D; Bellingham WA 98227-0010 USA. doi: 10.1117/12.2287684; http://dx.doi.org/10.1117/12.2287684
32. Сушкевич Т.А. Радиационный форсинг на климат и экологию (посвящается 100-летию академика Н.Н.Моисеева и 60-летию запуска первого спутника) // Моделирование коэволюции природы и общества: проблемы и опыт. Труды Всероссийской научной конференции, Москва, 7-10 ноября 2017. / Отв. редактор И.Г.Поспелов. М.: ФИЦ ИУ РАН, 2017. С. 365-375. http://www.ccas.ru/mmes/moiseev100/Moiseev100proceedings.pdf
http://keldysh.ru/papers/2018/prep2018_88.pdf
33. Попов Ю.П. 50-летие Института прикладной математики имени М.В. Келдыша. 2003. http://www.keldysh.ru/grants/rffi//50_years/; ИПМ имени М.В. Келдыша РАН http://keldysh.ru
34. Прикладная небесная механика и управление движением. Сборник статей, посвященный 90-летию со дня рождения Д.Е. Охоцимского / Составители: Т.М. Энеев, М.Ю. Овчинников, А.Р. Голиков. // Труды ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2010. 368 с. http://keldysh.ru/memory/okhotsimsky/index.htm
35. Уставы Российской академии наук. 1724-1999. К 275-летию Академии наук. М.: Наука, 1999. 287 с.
36. Афиани В.Ю., Илизаров С.С. Мы разгоним … Академию наук // Вопросы истории естествознания и техники. 1999. № 1. С. 167-173. (Архив науки и техники)
http://ihst.ru/projects/sohist/papers/viet/1999/1/167-173.pdf; https://elibrary.ru/item.asp?id=21221376
37. Кузнецов Е.С. Избранные научные труды (в связи со 100-летием со дня рождения) / Отв. редактор и составитель Т.А. Сушкевич. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 784 с. (при поддержке РФФИ)