Відомо, що Японія в березні 2011 року пережила жахливу аварію на атомній електростанції (АЕС) “Фукусіма-1”. Радіаційного зараження зазнали населення, земля, вода, повітря, рослинність на великій території. Влада Японії зробила запит в МАГАТЕ про підтримку у сфері екологічного моніторингу та дослідження впливу радіації на флору, фауну і здоров’я людей.

Україна в 1986 році пережила подібну трагедію. Ось вже 27 років як вчені і спеціалісти різного профілю вивчають наслідки цієї катастрофи на Чорнобильській АЕС. Найбільш ефективним методом ведення оперативного моніторингу значних територій є дистанційне зондування за матеріалами космічних зйомок. До того ж, рівень радіації в зоні відчуження лишається достатньо високим. Саме такі методи успішно використовують вчені Наукового центра аерокосмічних досліджень Землі (ЦАКДЗ) Інституту геологічних наук Національної академії наук України на чолі з академіком НАН України В.І. Лялько.

Технології космічного моніторингу, розроблені в ЦАКДЗ, та отримані результати привернули увагу японських спеціалістів, які вивчають сьогодні проблеми, пов’язані з аварією на АЕС “Фукусіма-1”. З ініціативи японської сторони було проведено два українсько-японських наукові семінари (Токіо, 27 лютого – 6 березня 2013 р. та Київ, 15 і 18 липня 2013 р.), на яких вчені Токійського університету поділилися своїми проблемами щодо досліджень наслідків радіаційного забруднення довкілля, а українські учені запропонували свої варіанти вирішення цих проблем (рис. 1, 2 і 3).

Учасники спільних завіркових польових досліджень в районі АЕС “Фукусіма-1” (березень 2013 р.)

Рис. 1. Учасники спільних завіркових польових досліджень в районі АЕС “Фукусіма-1” (березень 2013 р.): зліва направо: д-р С.А. Станкевич (ЦАКДЗ), д-р. О.І. Сахацький (ЦАКДЗ), заступник голови Державного агентства України з управління зоною відчуження Д.Г. Бобро, проф. А. Ивасакі (RCAST, Токійський університет), проф. C. Наказука (INSTEC, Токійський університет), cтарший експерт C. Йошімото (INSTEC, Токійський Університет).

З 18 по 25 листопада 2013 р. співробітники Центра д.г.-м.н. О.І. Сахацький та д.т.н. С.А. Станкевич відвідали японських колег з Токійського Університету. В науковому діалозі з японської сторони брали участь співробітники Інноваційного центра наносупутникових технологій (INSTEC) на чолі з професором кафедри аеронавтики і астронавтики Токійського Університету Шиничі Наказука (S. Nakasuka) і професором Акіра Івасакі (A. Iwasaki) з Наукового центра передової науки і технології (RCAST) при Токійському університеті.

Інноваційний центр наносупутникових технологій (INSTEC) Токійського університету реалізує програму розробки серії мікросупутників сімейства Hodoyoshi. Ця програма фінансується урядом Японії і спрямована на розвиток інноваційних мікросупутників та їх запусків для створення ефективних способів моніторингу земного покриття, у тому числі в межах зони відчуження АЕС “Фукусіма-1”. Перший запуск мікросупутника серії Hodoyoshi планується на першу половину 2014 року. В Науковому центрі передової науки та технології (RCAST) Університету Токіо (лабораторія проф. А. Iwasaki) проводиться накопичення та аналіз даних космічних спостережень в рамках програми моніторингу зон відчуження АЕС “Фукусіма-1” та Чорнобильcької АЕС на основі супутникової інформації, включаючи дані майбутних мікросупутників Hodoyoshi. Програма фінансується Міністерством освіти, культури, спорту, науки і технології (МEXT) Японії.

Підсумком проведених семінарів, ділових зустрічей та дискусій стало рішення японської сторони використати досвід ЦАКДЗ та заключити договір на проведення спільних наукових досліджень. Між ЦАКДЗ та Токійським університетом було підписано контракт на виконання робіт від 21 листопада 2013 р. з класифікації рослинних покривів в межах зони відчуження АЕС “Фукусіма-1” на основі знімків супутникової системи Landsat. Згідно цього контракту заплановано проводити роботи на забруднених територіях, використовуючи дані від різних супутників, що буде сприяти подоланню наслідків аварії на атомних станціях “Фукусіма-1” та Чорнобильській.

Основним завданням першого етапу спільної роботи є вивчення можливостей обробки наявних багатоспектральних космічних знімків і даних наземних спостережень для екологічного моніторингу територій відчуження Фукусіма / Чорнобиль, головним чином, на основі аналізу спектральних характеристик рослинності. Тому головна мета досліджень на даному етапі робіт полягає в поліпшенні використання супутникових даних для моніторингу земного покриття, особливо рослинності, в районі аварії на АЕС “Фукусіма-1” і Чорнобильської, де залишається високий рівень радіонуклідного забруднення території. Дослідницькі завдання включають попередню обробку супутникових даних, класифікацію рослинного покриву на основі аналізу супутникових та наземних даних, оцінку ризику вторинного викиду радіонуклідів внаслідок пожежі на забрудненій території, аналіз екологічного стану рослинності в зоні радіонуклідного забруднення, використовуючи різні вегетаційні індекси, структурну інтерпретацію супутникових зображень досліджуваного району з використанням лінеаментного аналізу для визначення областей інтенсивної міграції радіонуклідів в підземні горизонти.

На рис. 2 наведено відкласифікований знімок Landsat-5 (05.04.2011 p.) району аварії Фукусіма-1, що виконано фахівцями ЦАКДЗ в рамках зазначеного контракту.

Результати класифікації рослинного покриву на основі знімка Landsat-5 (5 квітня 2011 р.) в районі АЕС Фукусіма-1 (одержано фахівцями ЦАКДЗ)

Рис. 2 Результати класифікації рослинного покриву на основі знімка Landsat-5 (5 квітня 2011 р.) в районі АЕС Фукусіма-1 (одержано фахівцями ЦАКДЗ). Умовні позначення: сосна червона – червоний колір, сосна чорна - фіолетовий, кедр – помаранчевий, кипарис - жовтий, інші листяні дерева - темно-зелений, дуб - коричневий, модрина - сієна, луки - зеленувато-жовтий, водно-болотні угіддя - блакитний, населені пункти - сірий, техногенні об'єкти - світло-сірий, вода - синій.

Фахівцями ЦАКДЗ запропоновано застосовувати супутниковий моніторинг зон відчуження Чорнобильської АЕС та АЕС “Фукусіма-1” для картування ризику вторинного викиду адсорбованих рослинністю радіонуклідів внаслідок пожеж на забруднених територіях. Адаптовано існуючи кількісні моделі оцінки імовірності виникнення та розповсюдження пожеж для базових типів біомів зон відчуження, розроблено необхідні алгоритми і програмне забезпечення кількісного картування ризиків. Попередні результати кількісного оцінювання ризику всередині зони відчуження Фукусіма-1 за багатоспектральними зображеннями Landsat проілюстровано рис. 3.

Карта ризику вторинної емісії радіонуклідів внаслідок природної пожежі в районі АЕС Фукусіма-1 (одержано фахівцями ЦАКДЗ)

Рис. 3. Карта ризику вторинної емісії радіонуклідів внаслідок природної пожежі в районі АЕС Фукусіма-1 (одержано фахівцями ЦАКДЗ)