О пионерских работах по математическому моделированию радиационного поля Земли при освоении космоса (посвящается 50-летию запуска в СССР 04 октября 1957 года первого искусственного спутника Земли)

Космические исследования - это такая область фундаментальных и прикладных работ, которая с первых шагов своего становления не могла развиваться без использования ЭВМ. Информационно-математическое обеспечение – неотъемлемая часть любого космического проекта. Освоение космического пространства послужило значительным фактором совершенствования ЭВМ и формирования новых научных направлений, связанных с математическим моделированием радиационного поля Земли, теорией переноса изображения, теорией видения, теорией обработки и распознавания образов и т.д.

Значительную часть доклада посвящена фундаментальным исследованиям пионеров освоения космического пространства и космонавтов-исследователей с ПКК и ДОС, а также советских ученых, внесших значимый вклад в становление космических наблюдений и "космического землеведения". Представлены хронология пионерских работ советских ученых по дистанционному зондированию атмосферы и земной поверхности Земли и работы по сферической модели радиационного поля Земли и передаточному оператору в задачах дистанционного зондирования, поскольку именно эти многомерные сложные задачи представляли главный интерес для космических проектов.

Особое внимание уделено первому научному эксперименту по дистанционному зондированию атмосферы из космоса и обнаружению стратификации аэрозольных слоев по данным наблюдений с пилотируемых космических кораблей.

Анализ космических спектров природных образований (спектральных яркостей, коэффициентов спектральных яркостей, спектральных контрастов) показал принципиальную возможность решения ряда фундаментальных и практических задач "космического землеведения". Возрастает роль "космического землеведения" как той дисциплины, которая должна объединить усилия различных специалистов и позволить им всем вместе "заговорить" на общем языке спутниковых исследований. Важным становится рассмотрение информационно-математических основ "космического землеведения", объединяющего междисциплинарные исследования, связанные с оценкой информационного содержания данных дистанционных и контактных измерений, с разработкой методов анализа и интерпретации аэрокосмических изображений, с оценкой состояния и пониманием проблем предсказуемости глобальных и региональных изменений природных сред на базе временных рядов регулярных спутниковых наблюдений, с исследованиями по оптимизации и эффективности систем наблюдений в интересах различных областей приложений.

"Космическое землеведение" - это оперативная информация о стихийных бедствиях и экологических катастрофах антропогенно-техногенного и естественно-природного происхождения и космический мониторинг глобальных изменений окружающей среды, включая экологические катастрофы замедленного действия. В интересах международной кооперации по аэрокосмическому глобальному мониторингу Земли, международного глобального проекта по изучению эволюции Земли, климата и опасных явлений требуется разработка нового математического обеспечения для решения прямых и обратных задач теории переноса излучения в природных средах, реализуемого на суперкомпьютерах (Сушкевич, 2005).

Работа поддержана грантами РФФИ (проекты 06-01-00666, 05-01-00202).

1. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения // М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. - 661 с.