Ученые предлагают революционный подход к предотвращению катастроф: использовать спутники для мониторинга мостов по всему миру и выявления признаков потенциального обрушения еще до того, как произойдет беда. Развитие таких технологий дистанционного мониторинга во многом было ускорено трагическими примерами последних десятилетий, такими как обрушение моста I-35W в Миннеаполисе в 2007 году и катастрофа моста Моранди в Генуе в 2018 году. Эти события стали катализатором для поиска более надежных методов раннего обнаружения рисков. Глобальное исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, проанализировало состояние 744 крупных мостов и показало, что добавление спутниковых данных к традиционным проверкам может снизить количество конструкций, признанных высокорисковыми, примерно на треть. Это особенно актуально, поскольку многие мосты, особенно в Северной Америке и Африке, приближаются к пределу своего проектного срока службы.
Исследование выявило, что мосты в Северной Америке находятся в наихудшем состоянии, за ними следуют африканские. Строительный бум 1960-х годов означает, что многие из этих сооружений сейчас требуют пристального внимания. При этом примерно половина мостов, которые все еще считаются высокорисковыми, могли бы получить огромную пользу от постоянных наблюдений из космоса. Наибольший прогресс от внедрения такой технологии ожидается в регионах вроде Африки и Океании, где традиционный мониторинг мостов сегодня сильно ограничен или почти отсутствует.
Традиционные методы инспекции, такие как визуальный осмотр, проводятся редко (обычно дважды в год), могут быть субъективными и дорогостоящими. Датчики для мониторинга структурного здоровья (SHM) обеспечивают более непрерывный контроль, но установлены менее чем на 20% крупных мостов мира, в основном на новых или уже проблемных. В качестве решения ученые предлагают технологию спутниковой радарной интерферометрии (MT-InSAR). Её принцип работы основан на сравнении фаз радиоволн, отражённых от поверхности моста в разное время. Анализируя изменения в этих фазах с течением месяцев или лет, система способна фиксировать даже миллиметровые смещения конструкций, вызванные медленными геологическими процессами или начинающимися повреждениями, обеспечивая непрерывный мониторинг без физического контакта с объектом.
«Наше исследование показывает, что космический радарный мониторинг может обеспечить регулярный надзор более чем для 60% длиннопролетных мостов мира», — пояснил соавтор исследования Пьетро Миллило из Университета Хьюстона. Он отметил, что интеграция спутниковых данных особенно ценна там, где установка традиционных датчиков непомерно дорога или доступ к сооружению затруднен. Другой исследователь, Доминика Малиновска, добавила, что, хотя метод MT-InSAR хорошо изучен в академической среде, ответственные власти и инженеры еще не применяют его повсеместно, и их работа как раз предоставляет глобальные доказательства его эффективности.
Таким образом, объединение данных от спутников (например, миссий Sentinel-1 Европейского космического агентства и будущей NISAR от NASA) с показаниями наземных датчиков SHM создает более полную и частую картину состояния моста. Это снижает неопределенность в оценках, помогает точнее расставлять приоритеты в обслуживании и дает властям мощный инструмент для принятия обоснованных решений по управлению рисками и поддержанию критически важной транспортной инфраструктуры в безопасности.
Источник: Satellites are exposing weak bridges in America and around the world