Применение квантовой криптографии и стеганографии для управления космическими транспортными системами экологического назначения с функцией орбитального геотехнического мониторинга для минимизации рисков развития техногенных и природных катастроф

Язык труда и переводы:
УДК:
62
Дата публикации:
20 января 2022, 23:24
Категория:
Секция 11. Наукоемкие технологии в ракетно-космической технике
Авторы
Раткин Леонид Сергеевич
Совет ветеранов РАН
Аннотация:
Рассмотрено применение квантовой криптографии и стеганографии для управления космическим транспортными системами экологического назначения. Особое внимание уделено функциям орбитального геотехнического мониторинга, позволяющего минимизировать риски развития техногенных и природных катастроф. Исследовано построение космических транспортных систем экологического назначения с функцией орбитального геотехнического мониторинга для минимизации рисков развития техногенных и природных катастроф с применением квантовой криптографии и стеганографии.
Ключевые слова:
криптография, стеганография, космос, экология, геотехника
Основной текст труда

Одним из перспективных направлений развития космических комплексов является разработка космоэкологических транспортных систем для обеспечения орбитального геотехнического мониторинга, позволяющих учитывать влияние антропогенного фактора на изменение климата Земли. Глобальные климатические изменения, вызванные накоплением парниковых газов антропогенного происхождения в атмосфере, являются одной и наиболее актуальных научных проблем первой половины XXI в.: согласно оценкам экспертов. объем ежегодных антропогенных выбросов уже превышает 50 млрд т СО2!

Согласно данным о влиянии повышения глобальной температуры на окружающую среду и жизнедеятельность человека [1], полученным Межправительственной группой экспертов по изменению климата (World Resource Institute, adapted from the IPCC and others), повышение температуры всего на 1,5 °С приведет к снижению средней урожайности, разрушению кораллов рифов на 70...90 %, дефициту воды у 270 миллионов человек, потерям от наводнения при повышении уровня моря на 10,2 трлн долл. США! При повышении всего на 2 °С потери поголовья скота по всему миру составят от 7 до 10 %, частота экстремальных осадков увеличится на 36 %, а ежегодные потери от наводнения при повышения уровня моря превысят 11,7 трлн долл.США. Численность насекомых в этом случае сократится на 18 %, животных — на 8 %, растений — на 16 %! При увеличении температуры уже на 3 °С более 400 млн человек подвергнутся риску потери урожая, в мире начнется необратимая массовая гибель тропических лесов, средняя продолжительности засухи составит 10 месяцев в году, и будет нанесен непоправимый урон мировой транспортной системе (в т.ч., транспортной инфраструктуре, промышленным транспортным предприятиям и производителям компонентов для транспортных систем), ТЭК и ЖКХ, что приведет к прогрессирующему увеличению ущерба! Наконец, при увеличении на 3,5 °С начнутся постоянные проблемы [2] с глобальным распределением продовольствия, деградацией вечной мерзлоты, а смертельной жаре более 20 дней в году будут подвергаться 74 % населения! Кроме того, к 2080 г. в прибрежных городах вследствие таяния ледников уровень мирового океана повысится на 20 м, что приведет к разрушению речной и морской портовой инфраструктуры и необходимости создания транспортных систем нового поколения амфибийного типа для речных и морских экосистем [3].

В период с 2000 по 2019 гг. Бюро ООН зарегистрировало во всем мире 7348 крупных природных катастроф — почти вдвое больше, чем за предыдущее двадцатилетие с 1980 по 1999 гг. Количество природных катастроф на территории России за 40 лет (с 1980 по 2020 гг.) выросло почти в 4 раза. По данным Росгидромета, среднегодовая температура на территории РФ растет более, чем в 2,5 раза быстрее глобальной, со средней скоростью 0,45 °С за 10 лет, и особенно быстро рост наблюдается в полярных областях, где скорость роста достигает 0,8 °С за 10 лет (например, Таймыр). Также на территории России наблюдается ежегодный прирост объемов осадков: средняя скорость в среднем составляет порядка 2,1 % за 10 лет!

Среди множества угроз устойчивого социально-экономического развития страны следует особо отметить антропогенные, техногенные и природные угрозы [4]. Глобальное изменение климата уже является не только исключительно научной проблемой, но и задачей, требующей решения с участием отечественных и зарубежных предприятий и организаций, международных финансово-экономических институтов и транснациональных корпораций, в частности, в транспортной сфере [5].

Среди основных направлений развития научных исследований в сфере создания перспективных космоэкологических транспортных систем для обеспечения орбитального геотехнического мониторинга с защитой каналов управления методами квантовой криптографии и компьютерной стеганографии [6], прежде всего, следует отметить анализ нормативно-правовой базы, например, по ужесточению установленных нормативов выбросов, росту производства альтернативного топлива, прекращению субсидирования ископаемого топлива и создания систем орбитального космоэкологического геотехнического мониторинга с применением инновационных технологий. После разработки первой редакции Климатической политики в 1990 г. и Киотского протокола (11.12.1997) были разработаны не только план субсидирования производства экологически чистого транспорта (в т.ч., авиационного, сухопутного, наводного и подводного), но и программа комплексного развития зарядной инфраструктуры для воздушного, сухопутного, наводного и подводного транспорта. При активном участии российских и зарубежных ученых были подготовлены Стратегия снижения выбросов метана и Климатический пакт Глазго. Для достижения полной (100 %) климатической нейтральности во всех странах ЕС предлагается введение запрета на регистрацию новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), повышение уровня экологичности при производстве топлив, а также «углеродную нейтральность» переработки нефти в ЕС.

Среди основных итогов проведенной 13 ноября 2021 г. в Глазго (Великобритания) XXVI Конференции ООН по климату следует особо отметить в качестве одной из основных целей сдерживание роста глобальной температуры на уровне 1,5 °С по сравнению с доиндустриальным уровнем. Приоритетными задачами провозглашены: к 2030 году – остановить исчезновение лесов и сократить выбросы метана на 30 %, к 2040 г. — существенно снизить применением угля в энергетике, производство автотранспортных средств только с «нулевым уровнем» выбросов, и полное прекращение продаж всех видов грузового транспорта, работающего на ископаемых видов топлива. Решения XXVI Конференции ООН, в частности, означают, что производства с 2040 г. автомобилей «с ненулевым выбросом» будут приостановлены, проекты по их разработке станут невыгодными (а в ряде регионов — убыточными) и инвестиции в разработку новых транспортных средств и систем будут направлены, прежде всего, на приоритетные капиталоемкие и законодательно стимулируемые отраслевые инвестпроекты. Таким образом, к 2050 г. планируется достижение углеродной нейтральности и сохранения достигнутого экобаланса (например, в транспорте) с помощью системы экономических, технологических, промышленных и иных методов.

При исследовании проблематики российскими и зарубежными учеными был разработан ряд экономических механизмов по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу. Например, Система торговли квотами на выбросы парниковых газов (Emission Trading System, ETS) действует по принципу «ограничения и торговля» (cap & trade): Правительство ограничивает общий объем выбросов СО2, а предприятиям и организациям необходимо получить разрешения на выбросы каждой тонны СО2, получаемой в результате их хозяйственной деятельности. Возможны различные варианты, например, получение разрешения на выбросы бесплатно или покупка их у государства и торговля (в т.ч., перепродажа) ими с другими субъектами хозяйственной деятельности. Стоимость разрешений и определяется как цена углерода. Налоговая ставка для компаний, на которых распространяется налог («налог на углерод»), обязаны платить за каждую тонну применяемого углеводородного топлива. Механизм трансграничного углеродного регулирования (Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM) предполагает, что уже через год(!), с 2023 г. импортеры товаров в ЕС должны покупать сертификат, который соответствует цене за выбросы парниковых газов, как если бы товары производились в соответствии с законодательным регулированием Евросоюза о плате за выбросы парниковых газов в атмосферу. Поскольку общий оборот мирового рынка регулирования углерода составляет 47,8 млрд долл. США, согласно экспертным оценкам, российским экспортерам применение CBAM к 2030 г. будет стоить до 22 млрд долл. США налогов! В мире уже ввели «карбоновое регулирование» 64 страны и 35 субнациональных юрисдикции, производящие 50 % мирового ВВП! Данная ситуация окажет влияние, в частности, на мировой рынок транспортных средств!

Целевые задачи в РФ по сокращению и предотвращению выбросов парниковых газов сформулированы в Указе Президента Российской Федерации от 4 ноября 2020 г. № 666 «О сокращении выбросов парниковых газов», Указе Президента Российской Федерации от 2 июля 2021 г. № 400 «О Стратегии национальной безопасности Российской Федерации» и Распоряжении Правительства Российской Федерации от 29 октября 2021 г. № 3052р об утверждении Стратегии социально-экономического развития РФ с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 г. В соответствии с перечисленными нормативно-правовыми документами (НПД), планируется не только развитие Системы государственного экологического мониторинга и контроля за соблюдением экологических нормативов и природоохранных требований хозяйствующими субъектами с повышением эффективности прогнозирования опасных природных явлений и процессов и последствий влияния изменений климата на условия хозяйствования и жизнедеятельности человека, но и обеспечение к 2030 г. сокращения выбросов парниковых газов до 70 % относительно уровня 1990 г. с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов и иных экосистем. В НПД еще предусмотрено формирование системы государственного регулирования выбросов парниковых газов с обеспечением реализации комплекса инновационных и инвестиционных проектов по сокращению выбросов парниковых газов и увеличению их поглощения, и создание условий для реализации мер по сокращению и предотвращению выбросов парниковых газов, а также по увеличению поглощения таких газов, включая предприятия транспортной отрасли.

В докладе рассматривается построение космических транспортных систем экологического назначения с функцией орбитального геотехнического мониторинга для минимизации рисков развития техногенных и природных катастроф с применением квантовой криптографии и стеганографии [6].

Литература
  1. Mutalimov V., Volkovitckaia G., Buymov A., Syzdykov S., Stepanova D. Entrepreneurship education: Start-up as a tool for actualizing student's professional competencies // Journal of Entrepreneurship Education. 2020. Vol. 23. Iss. I. URL: https://www.abacademies.org/articles/entrepreneurship-education-startup-as-a-tool-for-actualizing-students-professional-competencies-8956.html (дата обращения 12.12.2021).
  2. Stepanova D.I., Garnov A.P., Brykin A.V., Jancikova E. Irrational behavior of youth when taking financial decisions // International Journal of Economics and Business Administration. 2019. Vol. 7. Pp. 378–387.
  3. Yegina N.A., Zemskova E.S., Gorin V.A., Stepanova D.I. Applying consumer behavior theory integrated with supply chain strategy in the context of the digital transformation of the economy // International Journal of Supply Chain Management. 2019. Vol. 8. Iss. 3. Pp. 341–347.
  4. Andreev O., Grebenkina S., Lipatov A., Aleksandrova A., Stepanova D. Modern information technology development trends in the global economy and the economies of developing countries // Espacios. 2019. Vol. 40. No. 42. Pp. 8–16.
  5. Dudin M.N., Shakhov O.F., Vysotskaya N.V., Stepanova D.I. Public and private partnership: Innovation-driven growth of agriculture at the regional level // Journal of Environmental Management and Tourism. 2019. Vol. 10 (7). Pp. 1435–1444.
  6. Раткин Л.С. Способ сокрытия компьютерной информации путем многократного вложения сообщения в частные стеганографические контейнеры. Патент № 2322693 Российская Федерация, 2008, бюл. 11. 5 с.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.