Аспирантке факультета радиофизики и компьютерных технологий БГУ Василине Барановой присуждена стипендия Президента за разработку мобильного аппаратно-программного комплекса наблюдения за галлактическими объектами оптического спектра, который позволяет находить действующие спутники и галлактический мусор, определять их орбитальные характеристики и опознать вне зависимости от интернациональных баз данных и систем контроля галлактического места. Проект может использоваться в аэрокосмической отрасли Беларуси. Юный ученый поведала о собственном пути в огромную науку, “неземной” профессии и дилемме галлактического мусора.

– Василина, поведайте о собственном проекте, что он собой представляет и какие задачки решает?

– Мобильный аппаратно-программный комплекс наблюдения за галлактическими объектами оптического спектра мы разрабатывали в рамках другого глобального образовательного проекта от Министерства образования. Если по-простому, это оптическая система наблюдения, при этом мобильная. Мобильная – это означает, что я могу транспортировать ее в всякую точку страны, что временами нужно для исследовательских работ. Эта оптическая система позволяет находить как активные спутники, так и объекты галлактического мусора, что также для нас важно.

Мы начинали с задачи галлактического мусора, его мониторинга, пророчества распространения и роста количества осколков на орбите. Ну и, естественно, были увлекательны пророчества о столкновении действующих объектов с галлактическим мусором, потому что БГУ уже запустил 2-ой спутник, в планах еще старт. Потому предупреждения столкновений нам тоже были очень важны. Когда мы начинали заниматься неувязкой галлактического мусора, встал вопрос о получении реальных данных. Его наблюдают или радиолокационными системами – радарами, или оптическими. Для исследования нам были необходимы реальные данные, моделировать неинтересно. И мы решили отправиться больше сложным методом: поначалу выстроить у себя систему, которая была бы способна решать задачку обнаружения и исследования движения галлактических объектов. Мы начали с маленький, мобильной системы для получения данных, на данный момент уже есть выработки больше крупномасштабной системы – стационарной обсерватории, в какой будут применены все переработанные на мобильной версии технологии.
 
При помощи нашего комплекса мы, не зная ничего о галлактическом объекте, который движется в поле зрения камеры, можем выяснить, что же это все-таки за объект, находится ли он в общеизвестных каталогах либо нет, мы можем изучать его орбитальные характеристики, разобраться в свойствах его движения. Тут решается довольно немало научных задач в области орбитальной баллистики, т.е. в области исследования орбитального движения галлактических объектов. На данный момент запускается очень немало галлактических объектов, базы не успевают обновляться. И многим любопытно, какая обстановка по части галлактических аппаратов имеется над их государством, какие спутники там висят, сколько их пролетает за день, какие точно, они известны либо нет. По опыту могу сказать (я 3-ий год этим занимаюсь), что очень немало галлактических объектов отсутствуют в каталоге, и они не постоянно являются объектами галлактического мусора. Это те спутники, которые легко не занесены никуда. И вот здесь мы поднимаем еще одну делему – делему несанкционированных запусков, когда на ракетоносителе запускается немало незарегистрированных спутников. Это неведомые спутники, которые могут заниматься совершенно различными задачками.

– Как смотрится ваш комплекс и из чего состоит?

– Понимаете, как смотрится телескоп? Представьте для себя данный телескоп, стоящий на больше сильной треноге, которой мы можем управлять. Управление нужно для того, чтоб вести наблюдение за нашими объектами, держать их в поле зрения камеры. Для работы мы используем различного рода объективы, у нас система по аппаратной части изменяется. Если нам надо снимать больше большие объекты, мы используем один вид объективов, если нам надо снимать больше маленькие объекты, нам нужны длиннофокусные объективы. Все находится в зависимости от объекта, который мы ищем.

Сам комплекс маленький, потому что система сначала думала как мобильная. Его размеры 1,7 м на 0,6 м. Так удобнее его транспортировать в легковом автомашине. Он состоит из треноги, объектива, камеры. Самое ценное в комплексе – это ПК, на котором, фактически, размещается ядро всей обработки, всего управления этой системой.

Факультет радиофизики находится на окраине городка, близко лес. Близко находится Пятигорье, туда я выезжаю со собственной аппаратурой. Снимать выходит летом после работы, временами зимой. Ночкой не спишь, а позже рано днем на работу, но это любопытно и занятно. Очень немало времени уходит на то, чтоб разложить комплекс, а позже его сложить. Кое-где полтора часа уходит на одну функцию.

– Кто в конечном итоге занимается анализом приобретенных данных – машина либо все же человек?

– В рамках собственной диссертационной работы я как-раз и занимаюсь автоматизацией процесса. Система работает в автоматическом режиме, но с выбросами, так сказать, оттого что это все же первый образец. На данный момент я работаю над тем, чтоб вне зависимости от объекта, всяческих шумов, система могла без неверных выбросов детектировать объект в поле зрения и определять его орбитальные характеристики. На выходе мы получаем информацию о том, известен объект в общем каталоге либо нет. Если неизвестен, то он легко заносится в тот перечень, который мы тут ведем.

– Что при всем этом лицезреет человечий глаз? Либо это только работа оптики и компьютера?

– Если галлактические объекты калоритные, то человечий глаз их лицезреет. Человек может вести наблюдение объекты с яркостью до 6-ой звездной величины – это такая относительная единица измерения яркости всех галлактических объектов. К примеру, значение яркости Юпитера может быть минус 3-и – это означает, что он очень броский, а человек может принимать яркость объекта до преимущество 6. Когда такие объекты движутся в кадре, это приметно. Когда яркость приравнивается 7, восьми и далее, то объект уже неразличим для людского глаза, тогда и происходит обработка, – это то, чем я занимаюсь. Такая задачка именуется обнаружением объекта на уровне шума, когда шум превосходит сигнал. Для этого есть различные способы, в их погружаться не буду. Я использую видеопоток, беру тыщу кадров и комбинирую их спецефическим образом. И вот этим волшебством комбинирования и корреляционным методом обнаружения построения модели шума можно найти, что объект, который мы глазом не лицезреем, на самом деле двигался в поле зрения камеры, он по сути там есть, и у него есть определенные орбитальные характеристики. Это становится вероятным после определенной процедуры обработки данных, это не очень легко.

– Какое оборудование и детали вы использовали в собственном комплексе? В нем есть что-то белорусское?

– Пока, к огорчению, нет, но это только первый образец. Для него мы брали, на наш взор, составляющие с более хорошим соотношением цена-качество. Это зарекомендовавшие себя тайваньские объективы, китайские камеры, китайское поворотное устройство. Это все пользующиеся популярностью производители, астрологи, и астрофотографы-любители обычно употребляют что-то схожее. Но мы задумывались о способности сделать чертеж оптической схемы объектива и заказать у белорусской компании “Пеленг”, которая легко это в состоянии сделать, основное – нужно запланировать, чего мы желаем. Но потому что нашей главный задачей была разработка технологии, мы брали готовые составляющие, которые можно было сложить и отработать эти самые технологии. На данный момент уже, зная, как это все работает, мы точно подумываем заказать все нужное у нашего предприятия.

– А есть ли в мире аналоги вашей системы?

– Аналоги, естественно же, есть. Я упоминала астрофотографов, которые употребляют подобные системы, но на базе уже реализованных программных обеспечений. Дело в том, что по компонентам наши системы будут однообразные, но люди в главном употребляют готовое программное обеспечение – то, что уже создано. При всем этом в общей трудности не учитывается очень немало моментов по части замкнутого обнаружения, по части обнаружения неведомых объектов, определения их орбитальных характеристик, ведения каких-либо собственных каталогов. Не многие работающие в этой области любители и спецы ориентируются на спутники. Таких по миру очень не много. Все в главном снимают объекты глубочайшего космоса, это прекрасно, любопытно. Но все расширяется, возникают сети оптических станций, которые тоже занимаются слежением за спутниками. Я думаю, что в мире подхватывается такая тенденция.

– Какую практическую пользу для страны несет сделанный комплекс?

 – Белоруссия – это галлактическая держава. И поддерживать развитие сетей наблюдения и мониторинга за галлактическим местом в эру, когда запускается немало спутников, очень значимо. Мы должны обладать независящей информацией о количестве запускаемых спутников, информацией о галлактическом мусоре. Потому значимо развивать не только лишь радиометоды, да и оптические способы, которые позволяют созидать как многофункциональные так и нефункциональные галлактические объекты. Это развивает тенденцию наблюдения не только лишь за искусственными, да и другими объектами нашей вселенной, к примеру метеоритами.  

– Как вы вообщем пришли в эту сферу деятельности, почему появилась мысль заниматься точно галлактическим мусором?

– Я заканчивала специальность “аэрокосмические, радиоэлектронные и информационные системы и технологии”. Мне постоянно хотелось решать какие-то сложные задачки. И когда я заканчивала школу, мне показалось, что точно в области галлактических технологий есть развитие, точно в этой области есть задачки, которые надо решить, и было любопытно трудиться в этой области. Было действующим и увлечение звездами, планетками, это ведь все сумасшедше любопытно, но у меня быстрее были мысли о том, что за технологиями, которые есть в аэрокосмической отрасли, будущее, что разработки, которые есть в этой отрасли, будут двигать продвижение. И я не ошиблась, оттого что, когда я поступала, таковой популярности по запуску спутников еще не было.

Почему точно галлактический мусор? Я постоянно находила какие-то задачи, которые кем-либо еще не решены. У меня тогда было доверчивое мировоззрение: неожиданно я чего-нибудть придумаю такое, что позволило бы решить эту делему. Точно, мусора становится с каждым годом больше и больше, спутников запускается тоже больше. Мне бы не хотелось, чтоб в один красивый миг из-за эффекта каскадного столкновения астрологи не стали созидать, что происходит в нашей вселенной, либо люди не стали созидать истинные звезды, а заместо их – только летающие осколки. В вебе есть визуализация нашей планетки и галлактического мусора. Там видно, сколько на данный момент вокруг нас действующих спутников и мусора, это апокалиптично немало, лицезрев, можно напугаться. Создается чувство, что мы уже находимся под заавесью. Отсюда пришла мысль сотворить свою оптическую систему, которая посодействовала бы нам обладать нужной информацией о динамике конфигурации количества действующих спутников, галлактического мусора и свойствах его движения.
 
Важно, что наш комплекс – это один из образовательных проектов. И кроме реализации каких-либо собственных научных мыслях, мы закладывали потенциал обучения студентов – тех людей, которым захочется не только лишь слушать сухие лекции, да и погрузится в процесс оптических наблюдений и обработки. В данном случае студент проводит наблюдения, получает свои данные, проводит все этапы обработки и в итоге получает информацию о том, что за галлактический объект он следил. Трудно? Очень трудно, но он это сделает. А этим занимаются очень многие университеты и обсерватории. Зная фундаментальные вещи и методы их практического внедрения, студент будет двигаться далее, как это случилось со мной.

Наш проект закончен, но мы сделали еще больше, чем планировали, оттого что увлеклись. Мы уже задумываем больше суровую систему – стационарную. Там будет больше суровая оптика, при помощи которой можно детектировать наименьшие объекты. Размещаться она будет кое-где за городом, оттого что нам мешает засветка. Но испытывать мы, возможно, будем в черте городка.

Света Пекарь,
.