Перетин клімату і космосу: нові підходи заради зміцнення стійкості НАТО

НАТО вже визнає космічні засоби критично важливими для екологічного моніторингу, метеорологічного прогнозування і планування і виконання місій і операцій НАТО. Проте переваги космічних технологій для покращання оперативної ефективності усе ще не використовуються повною мірою.

На Мадридському саміті в червні 2022 року НАТО оприлюднила свою першу Оцінку зміни клімату і її впливу на безпеку (CCSIA), елемент амбіційного Плану дій щодо зміни клімату, який був затверджений на Брюссельському саміті в червні 2021 року. CCSIA покликана покращити розуміння членам Альянсу впливу зміни клімату на безпеку. На додаток до морської, наземної і повітряної сфер Оцінка впливу вказує на загрозу, яку небезпеки, зв’язані з кліматом, становлять в оперативній сфері космосу. На додаток у новій Стратегічній концепції НАТО визнається, що безперешкодний доступ і безпечне користування космосом є ключем до дієвого стримування і оборони, і пропонується посилити стійкість космічних сил і засобів Альянсу.

Космос і питання клімату глибоко переплетені, тому клімат і космічна стійкість мають основоположне значення для стримування і оборони НАТО в ХХІ сторіччі. В цій статті розглядаються два аспекти, по яких зміна клімату і космічні технології перетинаються.

Супутники надають союзникам по НАТО безцінні дані про кліматичні і погодні тенденції на Землі і допомагають краще розуміти кліматичні зміни загалом. Уважне стеження за різними природними небезпеками, такими як оповзні, повені і великі лісові пожежі допомагає проводити операції з ліквідації наслідків катастроф, полегшуючи виявлення таких подій на ранніх етапах, розуміння їхнього масштабу і зниження завданої шкоди завдяки швидким і ефективним діям. Супутникові дані також використовуються для розробки більш точних кліматичних моделей, які необхідні для передбачення майбутніх кліматичних ризиків і їхнього впливу.

Спостережні системи космічного базування також допомагають здійснювати моніторинг викидів парникових газів (GHG) і загальних змін у складі нашої атмосфери. Ці системи є ключовими для удосконалення прогнозування зміни клімату і розробки дієвих стратегій пом’якшення і адаптації. Із 2009 року Супутник спостереження за парниковими газами (GOSAT), також відомий як «Ібукі», надсилає детальну інформацію про концентрацію в атмосфері двоокису вуглецю і метану, допомагаючи науковцям краще розуміти причини глобального потепління.

Космічні технології також можуть відігравати провідну роль у моніторингу і верифікації дотримання міжнародних кліматичних угод. На підтримку неприбуткової організації «Карбон маппер» і консорціуму її партнерів, НАСА взяло участь в піонерській програмі, яка допоможе визначити кількість і відстежити джерело і місце викидів, виявити «суперзабруднювачів», розміщуючи при цьому зібрані про викиди дані у відкритому доступі. Перший супутник для мапування вуглецю планується запустити в 2023 році. В рамках програми «Копернік» Європейського союзу в 2021-2023 роках за проєктом CoCO2 будуть розроблені прототипи систем для нової структури підтримки моніторингу і верифікації антропогенних викидів CO2. Зараз, коли НАТО налаштована скорочувати свої військові викиди парникових газів, ці системи можуть забезпечити військових Альянсу можливостями для більш швидкого і цільового реагування на катастрофи і допомогти в оцінці викидів.

Увага цивільних космічних засобів традиційно обертається навколо спостереження за поверхнею, екологічного моніторингу і спостереження за погодою. Досягнення супутникових технологій також скорочують обмеження на глобальні комунікації забезпечуючи доступ до Інтернету з віддалених районів. Проте потенціал супутникових та інших космічних технологій виходить поза межі суто кліматичного моніторингу і удосконалення зв’язку.

Сьогодні технології, які спочатку задумувались і використовувались для стеження за погодними явищами, допомагають військовим Альянсу покращувати свої бойові можливості, оперативну ефективність і знання обстановки на полі бою. Це особливо очевидно на прикладі нинішньої війни в Україні, де українським військам, які стежать за пересуванням російських вояків, допомагають дані радіолокації і супутникові знімки.

Наприклад, дані з європейського супутника «Сентінел», які спочатку використовувались для спостереження за вегетацією рослин, допомагають оцінити пошкодження будівель і таким чином просування росіян і захоплення ними території України. Перед вторгненням такі ж само інструменти допомагали відстежити розташування певних військових радарів, що надавало підказку щодо пересування військ і техніки на заході Росії. На додаток до «Сентінел-2» Система НАСА з інформування про пожежі задля управління ресурсами (FIRMS), розроблена для моніторингу лісових пожеж, допомагає виявляти і стежити за активними бойовими діями і вибухами складів пального, а також за лісовими пожежами в забрудненій зоні навколо Чорнобиля.

Дивлячись у майбутнє, системи спостереження космічного базування допоможуть членам Альянсу результативніше планувати свої операції. Наприклад, вони зможуть краще оптимізувати маршрути і логістику суттєво економлячи гроші і пальне. Ключовим є питання зменшення залежності НАТО від викопного палива, яка робить збройні сили вразливими для атаки.

Іншим прикладом є багаторічний проєкт Cube4EnvSec, розпочатий в рамках програми НАТО «Наука заради миру і безпеки» (SPS), і покликаний інтегрувати великі обсяги даних зі спостереження Землі (тобто, дані із супутників «Лендсат» і «Сентінел»), штучний розум і візуалізацію для Екологічної картини, що розпізнається військовими (REP).

Технологія 5G в комбінації з телекомунікаційними супутниками і передовими методами шифрування також матиме значні наслідки як стратегічного рівня, так і на полі бою для військових операцій. Із 5G і новими технологіями поєднання даних військові Альянсу будуть здатні здійснювати комунікацію і здійснювати дистанційне виявлення в реальному часі, а також інтегрувати різноманітні сенсори над полем бою і на ньому. Це допоможе і військовим, і цивільному сектору посилити оптимізацію своєї логістики і ознайомлення з обстановкою.

Військові космічні засоби Альянсу критично важливі для безпеки і стійкості НАТО, надаючи країнам-членам важливі розвідувальні і комунікаційні можливості. Зміна клімату дедалі сильніше впливає на здатність діяти в космосі, обмежуючи потенційну вартість, яку космічні засоби можуть додавати військовим Альянсу, і маючи потенціал підривати операційну результативність НАТО за різними напрямками.

По-перше, зміна клімату впливає на наземну інфраструктуру, таку як стартові майданчики, комунікаційні вежі та інші установки, які мають критичне значення для роботи в космосі. Це більше стосується західних космічних засобів, ніж російських і китайських космічних засобів. Основні стартові майданчики країн - членів НАТО – база космічних сил Ванденберг в Каліфорнії, база космічних сил Мис Канаверал у Флориді і космічна станція у Французькій Гвіані – всі розташовані на узбережжі і дедалі більше зазнають значного ризику внаслідок зростання рівня моря, ерозії берегів і повеней. За розрахунками НАСА, наприклад, очікується, що рівні моря в Космічному центрі ім. Кеннеді зростуть на 5-8 дюймів до 2050 року.

По-друге, існує [14 погодних критеріїв](https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/falcon9_crewdragon_launch_weather_criteria_fact_sheet.pdf, яким необхідно відповідати для того, щоб ракета пройшла успішно весь процес запуску. Несприятливі погодні умови, такі як грози і блискавиці, великі опади, товстий шар хмар, мінусові температури або сильний зсув вітру і турбулентність можуть впливати на траєкторії запуску як супутників, так і ракет, ставити під загрозу їхню безпеку і спричиняти затримку запусків. Навіть після успішного запуску дощ, вітер або шторм на морі можуть ускладнити процес приземлення ракет багаторазового використання – які майже кожна велика компанія розробляє або використовує – що впливає на їхнє наступне використання. Зміни тенденцій погоди, які вірогідно ставатимуть дедалі частішими і інтенсивнішими внаслідок зміни клімату, будуть ставити під сумнів життєздатність космічних операцій в певних регіонах у майбутньому.

На противагу цьому більшість китайських стартових майданчиків, а також тих, якими користується Росія, зокрема, космодром Восточний у південно-східній частині Росії і космодром Байконур в Казахстані, розташовані в глибині континенту, мають більш стабільні погодні умови і менше вразливі до зміни клімату.

По-третє, явища зв’язані з космічною погодою становлять значну загрозу критично важливій інфраструктурі Альянсу як на Землі, так і у космосі. Цього року аж 40 Інтернет-супутників SpaceX Starlink було втрачено через геомагнітну бурю лише за день після їх запуску. Хоча спричинені подіями на Сонці порушення не є прямим результатом зміни клімату, вони тим не менше посилюють вразливість космічних технологій Альянсу і створюють проблеми щодо військової ефективності. Явища космічної погоди від помірного до потужного рівнів можуть перешкоджати радіозв’язку, впливати на електромережі і супутникові системи глобальної навігації (GNSS), або, у разі широкомасштабної геомагнітної бурі, призвести до повного виведення супутників з ладу. Наприклад, зникнення зв’язку під час військової операції «Анаконда» в Афганістані в 2002 році вважається результатом важливого космічного погодного явища під назвою "Плазмові кульки".

Внаслідок глобального потепління мезосфера (третій шар атмосфери безпосередньо над стратосферою) охолоджується і звужується. Коли вона звужується, верхні шари опускаються разом з нею і таким чином верхні шари атмосфери зменшуються, що, своєю чергою, зменшує тертя супутників. Внаслідок цього недостатнє уповільнення космічних апаратів залишає більше космічного сміття на навколоземній орбіті, яке в іншому випадку впало б вниз і згоріло. Це створює проблему для операторів супутників, регуляторів та інших компаній, які хочуть будувати мега сузір’я супутників. Це особливо відображається на плануванні часу і тривалості розгортання нових маленьких і мініатюрних супутників (к’юбсетс). Відповідно, потрібно докладати більше зусиль для видалення з орбіти супутників і космічного сміття.

Стійкість має фундаментальне значення для здатності НАТО до стримування і оборони. В міру того як вплив зміни клімату на безпеку Альянсу стає дедалі більш очевидним, НАТО потрібно використовувати усі наявні інструменти для протидії йому. Космічні технології відіграють важливу роль в цих зусиллях і наступними роками вони будуть ставати все більш важливими. На додаток до підготовки до дій в умовах зміни клімату НАТО потрібно щось робити з кліматичними наслідками для своїх космічних об’єктів, щоби гарантувати собі безперешкодний і постійний доступ до космічних послуг, продуктів і засобів.

Потрібні додаткові інвестиції в космічні технології, і вони повинні супроводжуватись достатньою кількістю персоналу в НАТО для здійснення потужних програм. Одним із джерел фінансування буде новий Інноваційний фонд на один мільярд євро, який має зосередитись на космосі (поміж інших нових технологій подвійного використання). За допомогою Прискорювача оборонних інновацій НАТО для Північної Атлантики (DIANA), який має бути запущений в 2023 році, НАТО, а зокрема Науково-технічна організація (STO) і Космічний центр НАТО, можуть поглибити свою роботу з новаторами в Альянсі над нетрадиційним застосуванням космічних технологій у військових цілях. Особливого значення набуває покращання використання так званого непровідного сектора космічної діяльності – застосування космічних даних і технологій на користь бізнесу і суспільства (наприклад, космічна навігація, космічні телекомунікації і космічна зйомка). Постійне удосконалення і адаптація Космічної політики НАТО і знання космічної обстановки не менш важливі.

І нарешті, членам Альянсу потрібно краще підготуватись і захистити свої космічні об’єкти від кліматичних небезпек. Інвестування в більш стійку і мобільну наземну інфраструктуру, або диверсифікація можливостей запуску в Альянсі допомагають протистояти кліматичним ризикам. Ще одним способом є підтримка розробки нових технологій захисту супутників від уламків і вироблення нових стратегій діяльності у більш заповненому і конкурентному космічному середовищі. Інженерні рішення, на кшталт будівництва дюн уздовж узбережжя, також можуть бути добрими короткотерміновими стратегіями. Не менш важливо покращувати прогнозування погоди і досліджувати космічну погоду.

Протидія наслідкам зміни клімату для космічних об’єктів є необхідністю, а не питанням вибору, якщо НАТО хоче зберегти свою технологічну і оперативну перевагу.