Магнітна зйомка з БПЛА спрощує розмінування українських вод та змогла виявити 100% мін у прибережній зоні

Україна, яка зіткнулася з масштабним забрудненням своєї території вибухонебезпечними об’єктами через російську агресію, отримала перспективний інструмент для боротьби з цією загрозою.

Вчені з Інституту геофізики імені С.І. Субботіна Національної академії наук України спільно з благодійним фондом «Postup Foundation» з Польщі розробили та випробували систему магнітної зйомки на базі безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Їхня робота, опублікована в журналі «Geofizychnyi Zhurnal» під назвою «Exploratory study of potential applications of UAV magnetic surveys for unexploded ordnance detection in coastline zone», продемонструвала разючі результати: 100% виявлення тестових металевих мін та нерозірваних боєприпасів у прибережних водах на глибині до кількох метрів.

Дослідження, проведене авторами — І.Б. Поляченком, В. Козаком, В.Г. Бахмутовим, С.І. Черкесом та Т.А. Білим, — стало відповіддю на критичну проблему: за оцінками, до 30% території України, включно з 14 000 км² внутрішніх і морських акваторій, забруднені вибухівкою.

Традиційні методи розмінування, такі як використання металошукачів на суходолі чи гідроакустичних пристроїв на морі, є повільними та неефективними в умовах мілководдя з каламутною водою.

За прогнозами Державної служби з надзвичайних ситуацій, без сучасних технологій очищення цих територій може тривати від десятків до сотень років. Саме тому команда вчених звернулася до інноваційних рішень, інтегруючи БПЛА з магнітометричними системами для дистанційного зондування.

Експерименти проводилися на трьох різних водних ділянках у різних регіонах України, де заздалегідь розмістили контрольовані об’єкти — моделі мін і боєприпасів із вмістом заліза. Серед них були морські міни PDM-1M і YaRM, протитанкова міна TM-62M, ракета «Ураган» та 120-мм мінометна міна.

Використовуючи систему «MinesEye», яка складається з магнітометра Mag Drone R3 німецького виробництва та важкого сільськогосподарського дрона DJI Agras T30, дослідники досягли швидкого й точного виявлення всіх цілей. Магнітометр, розташований на висоті 2,5 метра під дроном, фіксував магнітні аномалії, викликані присутністю феромагнітних матеріалів у воді, навіть на відстані 0,5–0,8 метра від поверхні.

Технологія базується на принципі магнітної сприйнятливості: залізо в боєприпасах під впливом земного магнітного поля створює локальні аномалії, які можна зафіксувати й проаналізувати. Для обробки даних застосовували програмне забезпечення MagDrone DataTool та Oasis Montaj, що дозволяло створювати карти аномалій із точністю геопозиціонування до 0,05–0,1 метра завдяки системі RTK (Real Time Kinematic). Результати показали, що об’єкти з високим вмістом заліза, такі як PDM-1M і ракета «Ураган», генерують потужні біполярні аномалії з амплітудою до 85 нТ, тоді як менш масивні цілі, наприклад TM-62M, створюють слабші сигнали до 10 нТ.

Попри успіх, вчені зіткнулися з низкою викликів. Наприклад, хитання сенсорів під час зупинок дрона створювало хибні аномалії, що потребує вдосконалення стабільності платформи. Також магнітний метод виявився менш ефективним у зонах із великою кількістю феромагнітного сміття, де сигнали від різних об’єктів можуть накладатися, ускладнюючи ідентифікацію. Ще одна проблема — відсутність методики для визначення глибини залягання цілей, що є важливим для подальшого розмінування. Автори зазначають, що ці недоліки можна подолати, створивши базу даних магнітних сигнатур різних типів боєприпасів і застосувавши алгоритми машинного навчання для їхньої класифікації.

Ця розробка має потенціал значно прискорити процес розмінування в прибережних зонах України, де міни становлять особливу загрозу для цивільного населення та військових. Традиційні підходи, які передбачають залучення водолазів чи суднових систем, є трудомісткими й небезпечними. Натомість БПЛА дозволяють дистанційно сканувати території, зменшуючи ризик для персоналу й надаючи точні геопросторові дані для планування операцій. Дослідження підтримане проєктом NATO SPS G6261, а також місцевою владою, яка надала доступ до деокупованих територій і полігонів для тестування.

Вчені наголошують, що наступним кроком стане вдосконалення системи для роботи в умовах сильного магнітного забруднення та аналізу глибини об’єктів. Планується також інтеграція технології з методами глибинного навчання, що підвищить точність розпізнавання аномалій. Такі інновації можуть не лише допомогти Україні, а й стати прикладом для інших країн, які стикаються з подібними викликами. За словами авторів, їхня мета — створити надійний інструмент, який зробить розмінування швидшим, безпечнішим і доступнішим, скоротивши час на очищення територій від вибухових залишків війни.