Технологии инструментальных океанологических наблюдений для исследования физических полей, подводных объектов и экологии в гидросфере: разработка методов и технических средств многопараметрического сканирования водной толщи, дна и подводных объектов автономными и привязными зондами и профилографами

Выполнение НИР предусматривает развитие технологий инструментальных океанологических наблюдений для исследования природных и антропогенных физических полей и подводных объектов в гидросфере. Объектом исследования НИР являются физические поля – акустические, оптические, магнитные, а также поля гидродинамических возмущений в Мировом океане, в том числе в морях Российской Арктики и Черноморского региона России. Исследуются подводные ресурсно-емкие объекты, а также техногенные и природные объекты, генерирующие явления, которые влияют на состояние окружающей среды, безопасность населения, а также на безопасность промышленной и оборонной инфраструктуры России. Целью работы является получение новых данных о природе Мирового океана и создание для этого новых комплексных технологий океанологических наблюдений, технологий анализа и оперативного моделирования природных и техногенных процессов в гидросфере. Выполнение НИР предусматривает технологическое обеспечение текущих исследований и прикладных работ Института, а также разработку методов и технических средств многопараметрического сканирования водной толщи, дна и подводных объектов автономными и привязными зондами и профилографами. В отчете представлены основные результаты геоморфологических и сейсмоакустических исследований внешнего шельфа полуострова Крым (124 рейс НИС «Профессор Водяницкий»). Результаты исследований с использованием подводных аппаратов, гидролокационной и видео аппаратуры в заливе Благополучия восточного побережья Новой Земли в экспедиции на НИС «Академик Мстислав Келдыш» (89 рейс), в том числе результаты обследования состояния источников радиационного загрязнения – группового захоронения твердых радиоактивных отходов (ТРО) эксплуатации атомного флота. В связи с этими исследованиями разработаны и внедрены новые технологии инструментальных объектно-ориентированных наблюдений явлений и объектов в придонной области акваторий с помощью необитаемых подводных аппаратов (НПА). Исследованы технологии, отображения и пространственной привязки океанологической информации с использованием элементов искусственного интеллекта для реализации алгоритмов комплексирования гидролокационной и видеоинформации. В рамках решения задач прикладной океанографии выполнено обобщение, оценка и структурирование технологий инструментальных океанологических наблюдений для исследования физических полей природного и антропогенного происхождения, а также подводных объектов в интересах ресурсной, оборонной, экологической и транспортной деятельности. Исследованы алгоритмы селекции полезного сигнала морских магнитометрических систем (ММС) в составе НПА на фоне некоррелированной помехи при обследовании подводных объектов средней намагниченности. Разработана методология комплексного акусто-оптического зондирования звукорассеивающих слоев в океане для повышения эффективности экологических исследований распределения зоопланктона в водной толще. При этом внедрен оптический детектор, снабженный оригинальными осветителями. Представлены результаты исследований технологий создания автономных подводных аппаратов-профилографов – носителей океанологических приборов, а также исследований проблемы автономизации подводных аппаратов-планеров на основе термических средств изменения плавучести и ориентации НПА в пространстве. Дана оценка эффективности реализации структур, систем и алгоритмов управления носителями новейших модулей энергоснабжения океанской робототехники на базе морских возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые можно отнести к элементам автономной системы океанологических исследований энергетики океана (АСОИ ЭО). Приведены результаты наблюдений природных явлений в толще воды, связанных с распространением подводного звука в прибрежной зоне, в том числе результаты инструментальных исследований механизмов генерации подводных звуковых волн в областях возникновения внутреннего волнения на шельфе, связанного со структурной трансформацией внутренних волн вблизи поверхности дна. Материалы обобщения результатов в области разработки новых технических средств для изучения природы Мирового океана вошли в доклады ряда всероссийских конференций, а именно: 1. XXIV Международная научная конференция (Школа) по морской геологии, Москва, 2022. 2. Всероссийская научная конференция «Моря России: вызовы отечественной̆ науки», Севастополь, 2022. 3. XX Международная конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 2022 4. EGU General Assembly 2022, Wien, Austria 5. XI Международная научно-практическая конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU-2022)», Москва, 2022