Скоро мы точно будем знать, где пропадают самолеты
В этом месяце исполнится три года с тех пор, как загадочным образом исчез рейс 370 малайзийских авиалиний. 8 марта, при перелете из Малайзии в Китай, самолет отклонился от запланированного маршрута и ушел за пределы досягаемости радара где-то над Андаманским морем. MH370 и 239 его пассажиров, вероятно, упали где-то в Индийском океане, но даже после долгих поисков черный ящик так и не нашли. Трагедия осталась навечно окутанной тайной.
Пугающая правда состоит в том, что самолеты выходят за пределы покрытия радаров довольно часто. Когда вы летите в самолете и экран перед вами показывает вашу позицию над океаном или полюсами, вполне вероятно, что вы, пассажир, знаете больше о местоположении вашего самолета, чем управление воздушным движением. Но это должно измениться.
«Впервые мы получаем авиационный трафик со всего мира, включая океаны», заявил на конференции Дэниел Колусси, бывший CEO компании спутниковой связи Iridium. «Впервые самолет вообще наблюдается над полюсами».
В январе Iridium запустил первую десятку из 66 спутников, которые впервые смогут непрерывно отслеживать положение, скорость и высоту самолета по всему земному шару. Хотя сеть заработает не раньше конца 2018 года, два спутника уже включены и начали отправлять данные несколько недель назад.
«Когда мы активизировались, мы начали собирать целевые объекты. Это всего лишь летящие летательные аппараты», говорит Винни Капеццуто, технический директор Aireon, компании, которая создает спутниковые технологии слежения. За 62 часа один спутник собрал уникальные коды и данные о положении 17 000 самолетов, включая и те, что над океанами и в отдаленных районах, где радиолокационная станция не может добраться.
Как работает система?
Пилоты используют GPS для отслеживания положения своего самолета, но это не означает, что диспетчер воздушного движения всегда может их найти.
Радар измеряет местоположение самолета, рассылая пинги радиоволн и измеряя, сколько времени требуется для того, чтобы сигналы отразились от самолета. Но это работает только в том случае, если самолет находится в пределах прямой видимости радарной башни, без гор или других твердых объектов на пути. Радар не работает на больших расстояниях, поэтому океаны — большое слепое пятно.
Примерно 15 лет назад управление воздушным движением начиналось с использования наземных станций ADS-B. ADS-B, что означает «автоматическое зависимое наблюдение-вещание», отслеживает положение самолета через GPS и автоматически передает эту информацию в управление воздушным движением, а также другим самолетам.
Приемники ADS-B «размером с мини-холодильник», говорит Капеццуто, и поскольку их намного проще установить в труднодоступных местах, они существенно улучшают отслеживание самолета. Федеральное управление гражданской авиации так их любит, что требует, чтобы все самолеты, которые летают через контролируемое воздушное пространство, были оснащены этими вещателями к январю 2020 года.
Тем не менее у наземных приемников ADS-B множество тех же проблем с прямой видимостью, что и у радара, и при четких условиях их диапазон составляет порядка 250 морских миль на высоте 28 000 футов (8500 метров).
«По сути, варианта для слежения в океане просто нет», говорит Капеццуто. «В данный момент диспетчеры полета проецируют, где должен быть самолет, основываясь на плане полета или сообщении пилота, а не на реальности. Отклонения от летного плана происходят постоянно».
Помещение приемников ADS-B на спутники устраняет проблемы с линией видимости, обеспечивая взгляд на самолеты, летающие по всему миру, с высоты птичьего полета. Получив данные о местоположении самолета, 66 спутников Aireon передадут информацию наземным станциям. Вся передача займет около двух секунд.
Основные преимущества
Спутниковые ADS-B не могли спасти рейс MH370 — его GPS-транспондеры были отключены в середине полета, и для предотвращения несчастного случая потребовались бы технологии другого рода. Но технологии слежения, безусловно, могут сделать полет безопаснее. И когда катастрофы будут действительно происходить в отдаленных уголках земного шара, авиакомпании будут быстрее находить обломки и понимать, что пошло не так, а еще, возможно, будет быстрее прибывать помощь.
Есть и другие преимущества.
«Воздушные трассы проектируются там, где мы могли бы разместить радар и другое оборудование на земле для навигационных целей», говорит Капеццуто. Но при спутниковом слежении самолеты могли бы совершать более прямые маршруты из пункта А в пункт Б.
Кроме того, повышение точности и надежности позволит самолетам безопасно летать ближе друг к другу. Над океаном, как правило, самолеты держатся на расстоянии не менее 80 морских миль между собой. Но если бы все самолеты были оснащены ADS-B, это расстояние могло бы уменьшиться до 15 морских миль, что также помогло бы поставить больше самолетов на самый эффективный маршрут. Это означает сокращение времени полета, топлива и выбросов парниковых газов.
Карен Марэ, инженер аэрокосмической промышленности Университета Пердью, считает, что к 2025 году космическое отслеживание ADS-B может сократить количество топлива, которого пассажирские самолеты, пересекающие Северную Атлантику, сжигают очень много.
Пробуя воды
Несмотря на то, что спутниковая сеть Aireon не готова к «прямому эфиру», компания начинает тестировать свое оборудование для отслеживания вместе с клиентами, среди которых диспетчеры воздушного движения в Исландии, Канаде, Ирландии, Южной Африке и других странах.
Эти группы будут иметь возможность проверить данные, поступающие с двух активных спутников. Тестирование также дает компаниям возможность познакомиться с системой, чтобы они могли адаптировать свой персонал, процедуры и правила, чтобы соответствовать новой технологии, говорит Капеццуто.
В недавнем испытании Nav Canada (организация, которая координирует воздушное сообщение Канады) провела самолет над отдаленными частями страны. Начиная с Оттавы, ее самолет CRJ-200 вылетел к изолированному городу Икалуит, затем на запад к Йеллоунайфу и Уайтхорсу. Часть путешествия проходила через воздушное пространство, где обычно нет контроля за воздушным движением, говорит Рон Сингер из Nav Canada.
Когда спутник пролетал над самолетом — раз в 100 минут — Aireon могла наблюдать положение самолета с чрезвычайной точностью. И когда остальные спутники окажутся на орбите, отслеживание будет непрерывным.
Что дальше?
Iridium планирует запустить следующую партию спутников в июне. Компания надеется, что флот из 66 спутников будет наблюдать воздушное движение уже в конце 2018 года — но здесь стоит оговорить, что космические проекты обычно любят задерживать.
Первоначально первая партия спутников должна была запускаться в 2015 году и стать полностью функциональной к 2017 году. Взрывы нескольких ракет SpaceX помешали этому расписанию.
Но после вывода на орбиту Aireon думает, что ее спутниковые приемники ADS-B в корне изменят принципы управления воздушным движением.
«Мы видели самолет в полярных регионах, где никто вообще не видит никакого воздушного движения, говорит Капеццуто. Мы видели их в океанических регионах. Мы видим следы из Европы в Северную Африку. Когда у нас будут все 66 спутников, мы будем видеть эту картину постоянно, каждую секунду. Авиадиспетчеры впервые смогут увидеть весь мир».