Космические технологии и геоинформационный сервис

В этом году мы празднуем 60-летие первого полета человека в космос [1]. Когда Юрий Гагарин полетел в космос, я был еще маленьким, но в памяти моей осталось всеобщее ликование и подъем по поводу полета космонавта в космос. Люди выходили на улицу поздравляли друг друга. Наверное, такая же атмосфера царила и в других странах.

Пользу от развития космонавтики мы тогда не могли оценить. Об этом знали только ученые ведущих стран мира. Но покорение космоса — это был важный этап развития науки, вызывающий ликование народа.

Космические технологии в повседневной жизни человека

Сейчас, спустя 60 лет, можно отметить, что полеты в космос не прошли даром. Потраченные деньги на полеты окупились использованием на Земле космических технологий [2-5].

Благодаря космической отрасли было запатентовано более 50 тыс. различных изобретений. Все они были либо специально созданы в ходе развития космических программ, либо получили широкое распространение именно после того, как их довели до ума ученые, работающие на космос [6-8]. Они широко распространены в быту, но об их «косми-

2021 Том 15 №3        SERVICEp/us

SCIENTIFIC JOURNAL

ческом» происхождении мало кто догадывается [9-13].

Постепенно человечество развивалось, приборы для изучения космоса становились все совершеннее: сложнее, мощнее, эффективнее. Были изобретены более прочные и стойкие краски и пластики, специальные клеи, микросхемы, телескопы, спутники, зонды. С их помощью люди узнавали все больше и больше, раскрывали многие тайны и загадки.

Современные научные разработки для целей освоения космического пространства едва ли не ежедневно пополняются новыми изобретениями, которые по прошествии иногда очень небольшого отрезка времени начинают использоваться в быту, значительно упрощая нашу жизнь.

Спутниковые возможности

Первым идею использования спутников для создания глобальной системы связи в 1945 г. предложил писатель и ученый Артур Кларк. Свое изобретение он не запатентовал, так как не верил в возможность реализации идеи при его жизни, а также из благородных побуждений: А. Кларк заявлял, что его идея должна служить всему человечеству. 4 октября 1957 г. был запущен первый спутник Земли, а уже через 8 лет — геостационарный спутник связи с поэтическим названием Early Bird («Ранняя пташка»). Он мог в одно и то же время передавать через Атлантический океан 240 телефонных каналов либо 1 телевизионный.

Сегодня спутниковые системы используются повсеместно— в метеорологии, геологической разведке, для передачи телевизионного и интернет-сигна-ла, в телефонии. Одной из самых востребованных космических технологий сейчас является система глобального позиционирования GPS. Спутниковая навигация помогает ориентировать на незнакомых дорогах, а также заблаговременно предсказывать наводнения и выявлять значительные загрязнения окружающей среды. GPS не уникальна, есть еще и российская система ГЛОНАСС [14-17]. Параллельно идет разработка сугубо гражданской европейской спутниковой системы Galileo.

Современный широкополосный интернет и спутниковое телевидение — это прямое использование космических технологий буквально в каждом доме.

Продукты питания

Космические разработки подарили человечеству также и некоторые продукты питания [18-19]. Например, биопродукты — йогурты, соки и сыры, обогащенные бифидобактериями, появились на полках магазинов в 1990-е гг. прошлого века. Однако еще в 1963 г. микробиологи обнаружили бактерии, подавлявшие развитие гнилостных и болезнетворных микробов, и продукты с их добавлением стали необходимой частью трапезы космонавта.

Космос не только изобретал, но и переосмысливал уже привычные предметы. Например, упаковка туба (она же тюбик) первоначально использовалась для хранения зубной пасты и кремов. Но когда возникла необходимость кормить космонавтов в невесомости, пастообразные борщи и котлеты стали расфасовывать в тубы. В них хранилась вся космическая еда до 1982 г., когда были внедрены и другие способы длительного сохранения продуктов. Сегодня любой землянин найдет в ближайшем к дому магазине десятки продуктов в тубах.

Так же в 60-х годах XX века для космонавтов были изобретены легкие сублимированные, т. е. обезвоженные продукты, так как поднять в космос 1 кг стоит от 5 до 10 тысяч долларов. А теперь и мы можем наслаждаться быстро завариваемыми супами, кашами, лапшой, растворимым кофе. Это заметно экономит наше время.

Одежда

Огнестойкая ткань для костюмов пожарников сначала использовалась в скафандрах. Также скафандр для выхода в открытый космос стал прототипом нового поколения защитных костюмов со встроенной системой охлаждения, разработанных итальянской компанией D’Appolonia для пожарных и автогонщиков. Термобелье, в которое облачаются любители зимних видов спорта, первоначально было разработано как элемент гардероба астронавтов. Благодаря особым технологиям пряжи оно способствует испарению избытка влаги, выделяемой телом при нагрузках, и сохранению тепла.

При изготовлении беговых кроссовок применяется трехмерная ткань с полиуретановой пеной: она правильно распределяет нагрузку по ноге во время движения. Идея была заимствована у лунных боги-

нок, разработанных для лунной миссии Apollo. Ботинки лунных пионеров пружинили шаг и обеспечивали вентиляцию.

Настолько банальные вещи, как липучка и молния, появились и были востребованы вначале в космосе, а потом уже перекочевали в нашу повседневную жизнь.

Застежки-липучки получили широкую популярность благодаря телепрограмме с околоземной орбиты, в которой зрители увидели, что в невесомости астронавты фиксируют предметы к стенам при помощи липучек. Застежки, позволяющие быстро и прочно застегнуться, быстро перекочевали на костюмы горнолыжников, аквалангистов, а затем и на детскую одежду. Однако придуманы липучки были еще в докосмическую эру — патент на них был получен в 1955 г.

Молния для одежды была запатентована еще в 1914 году американцем Гидеоном Сундебеком, но была по-настоящему востребована лишь после того, как ученые стали трудиться над экипировкой космонавтов. Молния оказалась намного практичнее, чем обыкновенные пуговицы и застежки, которые могли оторваться, и на их закрытие/открытие требовалось больше времени.

Бытовая техника

Фильтры для воды также являются изначально разработкой для космонавтов, которая им очень пригодилась: ведь запасы воды минимальны, а храниться она должна довольно долго [20]. Так что, хотя «домашняя» и сравнительно несложная система фильтрации была известна с середины прошлого века, ученым пришлось «научить» фильтры очищать воду в экстремальных космических условиях. Со временем их находки (с использованием древесного угля) были позаимствованы компаниями по производству бытовых фильтров.

А портативные беспроводные пылесосы, идеально подходящие для уборки автомобиля, сделаны по принципу магнитно-бурильного аппарата, разработанного NASA для забора лунного грунта.

В качестве следующего примера внеземной продукции приведем давно известные и пользующиеся популярностью и спросом сковородки, имеющие тефлоновое покрытие. Они стали распространенным и желанным на каждой кухне предметом благодаря тому, что позволяют готовить вкусные блюда, сохраняя естественность вкусовых качеств и полезные свойства исходных продуктов. И вряд ли кто-нибудь из нас задумывается, что материал с загадочным названием «тефлон» также впервые был применен в пошиве скафандров.

Говоря об этом материале, следует упомянуть, что однозначно не рекомендуется допускать соприкасание тефлонового покрытия сковороды с предметами из металла — это может просто испортить достаточно тонкое покрытие. Так космическая технология способствует развитию народных, исключительно земных промыслов — почти забытого ремесла изготовления специальных кухонных предметов из дерева.

Особенно много космического используется в медицине. Так, костюмы, позволяющие учиться ходить детям с церебральным параличом, используются космонавтами на орбите для поддержания в тонусе мышц, которые атрофируются от бездеятельности в невесомости.

Современные фотоаппараты используют так называемую ПЗС-матрицу, пресловутые мегапиксели у всех на слуху. Но мало кто знает, что эти микросхемы из светочувствительных фотодиодов из кремния были созданы при разработке новых электронных телескопов и совершенствования астрономических наблюдений, поскольку даже лучшая пленка не может дать и половину преимуществ цифровых камер.

Космические технологии проникли во все отрасли жизни. Даже в стоматологии используются передовые материалы, созданные космической промышленностью. Коронки из оксида циркония, передовое направление в протезировании зубов, используют материал, применяемый для изготовления теплоизоляционной обшивки кораблей.

Геоинформационный сервис

В Российском Государственном Университете Туризма и Сервиса (РГУТИС) ведется обучение студентов согласно Перечню направлений подготовки высшего образования — бакалавриата направления Сервис (код 43.03.01) и согласно Перечню направлений подготовки высшего образования — магистратуры Сервис (код 43.04.01) [21-24]. Эти направления относятся к разделу Наук об обществе, укрупнённая группа СЕРВИС И ТУРИЗМ (Приказ Министерства об-

2021 Том 15 №3        SERVICEp/us

SCIENTIFIC JOURNAL

разования и науки РФ от 12 сентября 2013 г. № 1061 «Об утверждении перечней специальностей и направлений подготовки высшего образования»).

По направлению Сервис ведёт обучение 101 вуз в 54 городах по 47 профилям. После обучения выпускники вузов получают 114 профессий. Наиболее распространёнными профилями обучения являются сервис в жилищно-коммунальном хозяйстве; сервис в торговле; социально-культурный сервис; сервис в индустрии моды и красоты; экологический сервис; транспортный сервис; сервис недвижимости; информационный сервис и другие. (Источник: okso/obshestvo/turizm/. И только один вуз — Российский Государственный Университет Туризма и Сервиса — ведёт обучение по профилю геоинформационный сервис.

В основе теоретической базы направления Сервис лежит наука сервисология [25-27]. Наука сервисология возникла на стыке экономики, социологии, маркетинга, психологии и других дисциплин, изучающих человека и его потребности [28, 29].

С другой стороны, наука геоинформатика появилась на стыке наук о Земле и информатики [30-35]. В симбиозе наук информатика предоставляет инструментарий для изучения наук о Земле и обществе. Таким образом, с развитием информатики, развиваются и методы изучения информации о Земле и обществе. Основой формирования геоинфо рматики явилась технология привязки банка данных к пространству и времени. Появление такой технологии сначала использовалось в системах автоматизированного проектирования и, затем, для формирования картографического банка данных. Развитие космической фотограмметрии позволило накопить огромное количество информации о поверхности Земли [7, 36, 37]. Аэрофотоснимки стали дополнять картографические изображения. Размещение всей этой информации в Интернет предоставило доступ к пространственной информации о Земле огромному количеству пользователей [38, 39, 40]. Сейчас уже невозможно себе представить нашу жизнь без использования электронных карт. Создание системы глобального позиционирования позволило создать навигационные системы для перемещения по поверхности Земного шара при помощи всех транспортных средств [41-45].

Таким образом, геоинформационный сервис включает в себя такие науки, как: сервисология, геоинформатика, науки о Земле, глобальное позицио нирование, космический мониторинг, геоинформа-ционное картографирование [46—51 ].

Заключение

Космонавтика нужна науке — она грандиозный и могучий инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека. С каждым днем все более расширяется сфера прикладного использования космонавтики. Служба погоды, навигация, спасение людей и спасение лесов, всемирное телевидение, всеобъемлющая связь, сверхчистые лекарства и полупроводники с орбиты, самая передовая технология — это уже и сегодняшний день, и очень близкий завтрашний день космонавтики. А впереди — электростанции в космосе, удаление вредных производств с поверхности планеты, заводы на околоземной орбите и Луне, ит.д.

Результатом развития космических технологий прикладного характера стал геоинформационный сервис. Геоинформационный сервис является комплексной наукой, полученной в результате симбиоза наук о Земле и обществе. В основе теории о геоин-формационном сервисе лежат методы и теории, взятые из наук об обществе (взаимодействие общества и индивидуумов, потребности и их удовлетворение), наук о Земле (сферические оболочки Земли, геодезия, география, геоэкология, картография), информатики (модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем, человеко-машинные интерфейсы, модели, методы, алгоритмы и программные средства машинной графики, визуализации, обработки изображений, систем виртуальной реальности, мультимедийного общения).

Выпускники, обученные по программам геоин-формационного сервиса, смогут заниматься:

• •    управлением данными при организации информационного обеспечения в решении задач для сферы сервиса,

• •    проектированием информационных систем и технологий,

• •    организацией телекоммуникационных и вычислительных сетей,

• •    использовать программные средства реализации информационных процессов,

• •    обеспечивать информационную безопасность геоинформационных систем,

  
  
  

Space technologies and geographic information services

• •    использовать технологии поиска данных в сети Интернет и использования мировых информационных ресурсов в профессиональной деятельности.

Выпускники смогут работать на предприятиях, которые занимаются сервисом коммуникационного и сетевого оборудования, сопровождением сервисного и прикладного программного обеспечения.