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

Мини-спутники, предназначенные для мониторинга сельскохозяйственных угодий, смогут дистанционно определять, какие участки полей нуждаются в поливе, а где растениям хватает влаги. Эти устройства будут рассчитывать вегетационные индексы растительного покрова, что поможет фермерам более эффективно использовать воду и повысить продуктивность сельского хозяйства. Об этом сообщает Известия.

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 технологии необходимо наладить промышленное производство и вывести на орбиту полноценную спутниковую группировку.

Студенты Московского физико-технического института (МФТИ) разрабатывают компактные спутники для дистанционного зондирования Земли. Эти 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».

По словам представителей вуза, спутниковые данные помогут фермерам и аграрным предприятиям точнее планировать полив с учетом погодных условий, а также оценивать состояние почвы и растений.

В настоящее время в мире активно развивается направление точного земледелия, где цифровые технологии применяются для повышения урожайности. Съемка со спутника в различных спектрах позволяет рассчитывать вегетационные индексы, которые помогают оценить влажность почвы и необходимость внесения удобрений. Исследования, проведенные для стран Африки, показали, что полив отдельных участков на основе космических данных может повысить эффективность расходования воды на 30% без потери урожая.

По расчетам команды, 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. На низких орбитах, где уровень радиации не слишком высок, можно использовать промышленные компоненты, аналогичные тем, что применяются в обычных компьютерах и телефонах.

По оценкам ученых, для полноценного мониторинга сельхозугодий и значительной экономии водных ресурсов потребуется около 120 таких космических аппаратов.

Несмотря на уменьшение размеров спутников, разработчики стремятся сохранить качество съемки и другие важные характеристики. Перед сборкой студенты, под руководством научных сотрудников, создали цифровую модель аппарата, что позволило оптимизировать его конструкцию.

Сейчас специалисты МФТИ собрали макет спутника, а рабочий прототип планируется подготовить в декабре. Первый запуск ожидается во втором полугодии 2027 года.

Помимо сельского хозяйства, компактные спутники будут использоваться для мониторинга чрезвычайных ситуаций, таких как пожары и наводнения. Концепция миниатюрных спутников для сельского хозяйства уже известна на мировом рынке, и зарубежные исследования подтверждают их перспективность.

Согласно научному обзору, опубликованному в журнале Nature Reviews Earth & Environment, орошение составляет около 70% мирового забора пресной воды, что делает сельское хозяйство крупнейшим потребителем воды на планете. Каждый сэкономленный кубометр воды снижает затраты и нагрузку на водные источники.

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

Разработка МФТИ выглядит многообещающе, но пока речь идет лишь о прототипе. Реальные возможности аппарата будут продемонстрированы во время летных испытаний. Ключевую роль на следующем этапе сыграет наземная инфраструктура, необходимая для обработки данных и предоставления их аграриям.

Концепция проекта соответствует мировому тренду, так как малые спутники, созданные на основе серийной электроники, дешевле производить и запускать. Это особенно важно для сельского хозяйства, где аграриям нужны свежие данные о состоянии полей каждые несколько дней.