MinesEye – дрон, який «бачить» крізь землю
Як інноваційні технології розмінування повертають аграріям поля
У деокупованій Снігурівській громаді на Миколаївщині презентували спільну роботу двох інноваційних комплексів для розмінування територій: безпілотну систему «MinesEye» та установку для механічного розмінування на базі трактора.
Безпілотний комплекс призначений для дистанційного виявлення мін і вибухонебезпечних предметів. Це великий дрон з магнітометром, розташованим подалі від двигунів. Його розробниками стала група ентузіастів з благодійного фонду «Фундація Поступ», засновником якого є Влад Козак. Із червня 2022 року вони активно займаються дослідженнями технологій безконтактного виявлення вибухонебезпечних предметів (ВНП) за допомогою дронів і першими в Україні освоїли аеромагнітну зйомку.
Родзинкою технології «MinesEye» стала можливість виявляти ВНП не лише на поверхні ґрунту, а й під землею.
ДРОН-МІНОШУКАЧ ВІДПРАЦЮВАВ СОТНЮ ТЕСТОВИХ ПОЛЬОТІВ
Ранок у Миколаєві видався вітряним. Напередодні синоптики попередили про пориви вітру, які сягатимуть понад 20 метрів за секунду.
- А це не зашкодить випробуванню вашої безпілотної системи? – запитую в одного з її розробників, інженера Руслана Рябченка, з яким в одному автомобілі прямуємо на поля Снігурівської громади, де мають відбутися випробування.
- Трохи буде некомфортно, але думаю, що все ж політаємо, – відповідає Руслан.
Сам він раніше працював у будівельній сфері, займався ремонтом та дизайном квартир. Але ще зі школи любив фізику і постійно цікавився технічними новинками. Коли почалася велика війна, став волонтерити у БФ «Поступ». Спочатку допомагав з розробкою нових бронежилетів, які на той час хлопці виробляли у Польщі. А згодом переорієнтувався на розмінування. Адже ще у перші місяці стало зрозуміло, що мінна загроза стане одним із найсерйозніших викликів для України.
- Спочатку інформацію про те, які існують способи розмінування, шукали в ютубі. Потім спілкувалися з фахівцями і зупинилися на використанні технології з застосуванням магнітометра. Перший такий прилад виробництва компанії SENSYS взяли в оренду у Німеччині, а тести проводили на Київщині. На початках використовували наземний варіант, тобто переносили його по полю пішки. Потім спробували встановити його на дрон, – пригадує мій співрозмовник.
Технологія використання магнітометра на БПЛА відома. Але особливістю нової розробки є підвищення точності отриманих результатів завдяки усуненню перешкод. Річ у тім, що двигуни безпілотника створюють сильний електромагнітний фон, який впливає на показники приладу і може “маскувати” міну. Тому виникла ідея відвести магнітометр від дрона хоча б на два метри – але зробити це таким чином, щоб уникнути розгойдування приладу, бо це також створює перешкоди.
- Я наполегливо працював над цим завданням кілька днів поспіль. Але все ж сконструював прототип установки, яка б відповідала поставленим вимогам, – каже Руслан.
І додає, що зараз магнітометр знаходиться на відстані 2,5 м від двигунів БПЛА. Це забезпечує отримання якісних показників, у тому числі й по мінах, які знаходяться під поверхнею землі. Крім того, ця система дозволяє занурюватися у рослинність без ризику втратити дрон. Тобто він не впаде, зачепившись за високу траву чи кущі.
- Уже після перших тестів ми зрозуміли, що це працює. І почали збирати команду для удосконалення прототипу. Наразі вже проведено понад 100 тестових польотів як на полігонах, так і в реальних умовах, а наша команда налічує 15 чоловік, – каже волонтер.
БЕЗПІЛОТНА СИСТЕМА СКЛАДАЄ КАРТУ МІННОГО ПОЛЯ
Дорога до сільгоспугідь компанії ПАЕК, де мало відбутися тестування винаходу, пролягає через територію Первомайської селищної громади – однієї з найбільш постраждалих на Миколаївщині. Тут у перші місяці великої війни тривали інтенсивні бойові дії, росіяни намагалися прорватися углиб області. Наслідки цього видно скрізь: навколо глибокі вирви від снарядів та бомб, руїни будинків, спалені дерева, порожні вулиці. Доріг тут практично немає – суцільні ями та тріщини.
Далі їдемо польовою ґрунтівкою, обабіч якої милують око зелені сходи озимини. На одному з полів працює трактор – попри небезпеку, місцеві жителі на свій страх і ризик обробляють землю. За інформацією Миколаївської ОВА, в області потребують розмінування 750 тис. га земель, з яких понад 280 тис. га – сільськогосподарського призначення. Тому важливість нової розробки важко переоцінити.
- У нас зараз поки що є лише одна система, яка може просканувати за день до 20 гектарів. Її вартість – приблизно 40-50 тис. доларів. Але у перспективі ми можемо застосувати більш потужний магнітометр, який матиме вже не два, а п'ять сенсорів. Тоді продуктивність збільшиться до 40 га, – каже інженер проєкту.
Його колега, теж волонтер фонду Богдан Герасимчук, який спеціалізується на роботі з БПЛА сільськогосподарського призначення, додає, що вже зараз деякі фермери мають власні дрони, схожі за типом до їхнього. Тож у майбутньому їх можна буде дообладнати і використовувати при розмінуванні.
Система «MinesEye» обробляє дані з магнітометра і видає карту поля з чіткими координатами аномалій. Це не обов'язково можуть бути ВНП. Але такі карти суттєво полегшать роботу саперів і значно її пришвидшать.
Нарешті дістаємося кінцевої зупинки. Команда БФ «Фундація Поступ» вже підготувала великий дрон, щоб продемонструвати його можливості усім зацікавленим. Ще один учасник групи розробників, старший науковий співробітник Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, кандидат геологічних наук Євген Поляченко каже, що оскільки безпілотник оснащений магнітометром, то бачить будь-які аномалії магнітного поля. Також система додатково обладнана камерою високої роздільної здатності для фотофіксації. Тобто якщо там, скажімо, є пластикова міна, то магнітометр її не побачить, а ось камера може виявити. Щоправда, лише у тому випадку, якщо вона лежить на поверхні. Достатньо глибоко закопані міни у пластикових корпусах поки що ніхто не навчився виявляти.
- Батареї дрона вистачає на 15 хвилин льоту, потім ми його повертаємо, міняємо батарею, і він працює далі. У нас є три батареї, які заряджаються теж 15 хвилин, і цього вистачає, щоб дрон працював безперервно, – стверджує Євген.
За його словами, всі роботи проводяться за благодійні кошти, а ще команда виграла міжнародний грант «Наука заради миру» на придбання обладнання для їхньої розробки.
- Процес розмінування недешевий. Скажімо, на сьогодні він оцінюється в суму від 600 до кількох тисяч євро за гектар. Усе залежить від ступеня засміченості ВНП. Звичайному фермеру дуже складно знайти ці кошти. Зараз опрацьовується можливість виділення дотацій від держави на розмінування, але і вони не покриють усі затрати. Та все ж це треба робити, – впевнений науковець.
Він також зазначає, що розмінування сільгоспугідь – це лише одна з частин їхньої роботи. Наступна – дослідити забрудненість ґрунту, щоб зрозуміти, які культури на ньому можна вирощувати, або ухвалити рішення про рекреацію. Адже спалена техніка та вибухові речовини сильно шкодять землі. І йдеться не лише про механічні забруднення, а й високу концентрацію важких металів та інших небезпечних речовин.
Система «MinesEye» обробляє дані з магнітометра і створює карту поля з чіткими координатами аномалій. Це суттєво полегшує роботу саперів.
Крім того, розробники планують створити архівну базу магнітних полів кожного ВНП. Тому що на карті просканованого поля будуть відображатися місця розташування предметів з певним вмістом металу. Але якщо вони заховані під землею, не можна точно визначити, що це: лопата чи міна. А з такою базою буде можливість одразу вирізнити боєприпаси.
- Ми вже бачимо зацікавленість у нашій системі, у тому числі й з боку державних структур. Адже ми можемо першими зайти на заміновану ділянку, відсканувати її і вже через дві-три години передати карту саперам. Маючи такі дані, можна буде обирати поля, де менше мін, щоб очистити їх швидше і передати аграріям. Тож це ще й економічно доцільно, – впевнені розробники.
За словами офіцера головного управління протимінної діяльності Міноборони Володимира Манжоса, технологія дійсно ефективна хоча б тому, що глибоко «бачить» під землею. Таких систем досі в Україні не було, хоч і є схожі. Тому вони готові допомагати розробникам.
БОЙОВЕ ЗАВДАННЯ ДЛЯ МИРНОГО ТРАКТОРА
Як уже зазначалося, на полі неподалік села Киселівка Снігурівської громади відпрацьовували також взаємодію безпілотної системи «MinesEye» з іще одним ноу-хау – комплексом механічного розмінування на базі трактора з навісним боковим тралом. Це розробка команди ентузіастів з благодійного фонду «Розмінування України». Ян Артюхов у мирному житті був юристом, а нині є керівником напрямку з технічного розмінування цієї організації.
- Коли почалася велика війна, я подумав, що буду кориснішим тут, ніж коли сидітиму в кабінеті й перебиратиму папери. Разом з однодумцями, а нас у цій групі зараз семеро, розробили установку для розмінування сільгоспугідь з продуктивністю приблизно 5 га за день. На цьому полі у серпні минулого року провели її випробування. Розмінували 120 га. Система виготовлена на базі трактора ХТЗ-150, до якого з виносом на три метри лівіше чи правіше приєднується спеціальна установка. Працює все це наступним чином: трактор пересувається по вже очищеній території, а сама установка поряд – по замінованій, – розповідає Ян.
Але, за його словами, перш ніж запустити цей агрегат, сапери обстежують поле вручну з міношукачем і збирають «сміття»: запчастини від розбитої техніки, шматки металу, осколки тощо. Якщо знаходять ВНП, то знешкоджують їх дистанційно за допомогою спеціального пристрою. При цьому також використовують маленький дрон, який допомагає обстежувати територію і робить ортофотокарти. І лише потім запускається машина для розмінування, яка, у свою чергу, виявляє те, чого не видно на поверхні. Таким чином тут було знешкоджено п’ять мінних поясів ТМ-62, більше 40 некерованих авіаційних снарядів, а ще РСЗВ, протипіхотні боєприпаси і таке інше. Більшу частину всього цього виявила саме нова установка.
- Ми жили на цьому полі у наметах 23 дні, щоправда, працювали лише 14. Довелося робити перерви через дощі та інші непередбачувані обставини. Але результат виявився хорошим – ми розміновували у середньому по 8-10 га на день. Після цього по полю спокійно пройшла сільгосптехніка і задискувала його. Зараз ми займаємося удосконаленням своєї системи для розмінування. Якщо раніше комусь із нас доводилося перебувати за кермом трактора і тим самим наражати себе на небезпеку, то наразі працюємо над тим, щоб керувати ним дистанційно, – каже волонтер.
Він також наголошує, що їхня команда працює безкоштовно, але прагне виконати роботу, образно кажучи, «під ключ». Тому після того, як ділянку було розміновано механічним способом, хочуть ще раз просканувати її, перевірити, наскільки якісно все було зроблено. Разом із партнерами з фонду «Поступ» вони приїхали на це поле, щоб зробити контрольну перевірку за допомогою системи «MinesEye».
- ВНП тут вже немає, але можуть бути осколки. Крім того, поряд залишилося ще 20 га неочищеного поля. Після того як ця система проведе його дослідження, обробить дані й видасть нам карту місць з аномаліями, ми повернемося сюди влітку, щоб завершити роботу, – зазначає мій співрозмовник.
Він також упевнений, що для більш якісного виконання робіт аеросканування ділянок варто проводити як до, так і після розмінування.
Поки ми спілкувалися з авторами ноу-хау у сфері гуманітарного розмінування, до нас доєдналася група піротехнічних робіт аварійно-рятувального загону спеціального призначення ГУ ДСНС у Закарпатській області на чолі з начальником Сергієм Шалаєнком.
Вони допомагають розміновувати Миколаївщину ще з минулого року.
- Місцеві мешканці чи представники влади виявляють ВНП, повідомляють, а ми виїздимо і знешкоджуємо. Працюємо вахтовим методом по 45 діб у громадах, де тривали інтенсивні бойові дії. Кожен з нас має спеціальну фахову підготовку, проте тут нерідко доводилося вчитися працювати з сучасними боєприпасами. Взяти хоча б протипіхотну міну ОЗМ-72, яку ще називають «чорною вдовою». Вона підстрибує і вибухає. Також багато мін-«метеликів», замаскованих під колір трави. Вони завдають дуже багато шкоди, – розповідає Сергій.
Він каже, що спецтехніки у них немає, працюють вручну. Наразі мають маленькі дрони, які можуть побачити загрозу лише візуально. Тож нові розробки їх зацікавили, тому приїхали познайомитися з принципом роботи.
- Дивлюся на тутешні розбиті церкви та будинки і згадую, як свого часу в школі нам розповідали про села, варварськи знищені й спалені німцями під час Другої світової. Сьогодні тут я бачу те ж саме: розбомблені, розтерзані населені пункти… Це не вкладається у голові, – ділиться враженнями рятувальник.
Наразі на обидва винаходи чекає процес сертифікації, а це, як відомо, процедура достатньо тривала. Та все ж хочеться сподіватися, що вона не затягнеться. Адже все, що продемонстрували волонтери на цьому полі, потрібно було ще на вчора. Поставити на потік виробництво таких систем в Україні буде нескладно. І вже зараз слід думати про підготовку фахівців для роботи з ними.
Алла Мірошниченко, Миколаїв–Снігурівка
Фото Ніни Ляшонок