Зачем современному судоводителю знания мореходной астрономии

Развитие морского флота и оснащение судов современным оборудованием возможно одновременно с подготовкой высокопрофессиональных специалистов, которые могут организовывать процесс и управлять оборудованием с минимизацией рисков возникновения аварийных ситуаций.

Мореходная астрономия относится к базовым дисциплинам и изучается во всех странах мира с момента развития судоходства. Временное затишье обновления методики обучения по этой дисциплине по причине активного внедрения на флот спутниковых систем отразилось на том, что акцент внимания усилился изучению электронной картографии, работе современных навигационных интегрированных систем. В результате этого качество базовой подготовки по мореходной астрономии у действующих судоводителей значительно снизилось как во всем мире, так и в России.

Одной из основных навигационных систем на судне является электронная картографическая навигационно-информационная система (ЭКНИС), которая имеет связь с основными навигационными датчиками, показания которых отображаются на экране ЭКНИС и информация от которой может распространяться в другое навигационное оборудование (Радар, авторулевой и т.д.).

Согласно требованиям Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (МК СОЛАС-74) на большинстве морских судов уже отсутствуют бумажные навигационные карты и судоводитель ориентируется только на положение судна, которое есть на экране электронной карты, преобразованной в системную электронную карту (СЭНК) — для конкретной ЭКНИС.

На рис.1 схематично желтым цветом отображено обязательное подключения навигационного оборудования в ЭКНИС — глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), курсоуказателя (компас), показателя скорости судна относительно воды (лаг). Вся информация через 15 секунд выводится с экрана ЭКНИС на регистратор данных рейса и сохраняется там, может быть дешифрирована при разборе аварийной ситуации. Другое навигационное оборудование, опционально подключенное в ЭКНИС на схеме рис.1 отражено кирпичным и голубым цветом.

Как видно из схемы, в случае потери (джамминг) или постепенного искажение сигналов (спуфинг) сигналов ГНСС, у судоводителя теряется контроль над действительным местом судна в открытом море. Это может быть, когда нет возможности наблюдать берег по радиолокационной станции (Радар). Если джамминг можно обнаружить мгновенно (сигналы пропадут), то спуфинг может быть более опасен, т.к. при отсутствии постоянного контроля места положения судна независимыми от ГНСС способами судоводитель это может не обнаружить.

Последствия могут быть не предсказуемыми, т.к. судно может выйти из нейтральных вод и зайти в территориальные воды другого государства без разрешения, под водой могут быть скалы, показаниям эхолота в отображаемом месте судна на электронной карте (СЭНК) доверять нельзя, окружающим судам передается недостоверная информация по автоматической идентификационной системе (АИС) и т.д.

При этом резко возрастает риск возникновения аварийной ситуации, на который должен мгновенно реагировать судоводитель. В такой ситуации предпринимаются все возможные методы, которые судоводители должны осваивать при базовой подготовке в учебных заведениях.

Единственным альтернативным способом ОМС по ГНСС в любой точке мирового океана пока является астрономический способ по небесным светилам. Многие пытаются утверждать, что есть другие возможные спутниковые системы — ГЛОНАСС (Россия), GPS (США), Beidou (Китай), Galileo (страны Европейского союза), QZSS (Япония), IRNSS (Индия). Это действительно так, но сами спутниковые сигналы слабые по мощности (она должна быть в 15-20 раз больше мощности шумов), поэтому в районе такие сигналы тоже могут быть подвергнуты спуфингу или джаммингу.

Недостаточный уровень киберзащищенности навигационного оборудования может являться причиной подключения хакеров с берега и управления судном, особенно в критических ситуациях. Для хакеров-профессионалов это уже начинает приобретать коммерческий характер, информация возможности проникновения в любое оборудование даже публикуется в Интернете. Практически невозможно вычислить такую персону, хакеры организуются в группы, каждый выполняет свою роль в цепочке взаимодействия, тем самым избегая юридической ответственности.

Для контроля работы курсоуказателя (компаса) астрономический способ остается единственным в открытом море, так как вторым способом может быть сравнение показания курса по компасу с показаниями створных знаков, которые находятся на берегу и указаны на навигационной карте. При нахождении судна в открытом море это можно делать только по небесным светилам.

Как не странно, но большинство судоводителей «расслабились» и забыли мореходную астрономию, хотя такая подготовка является обязательной в соответствии с требованиями Международной конвенции по дипломированию и несению навигационной вахты (МК ПДНВ).

По результатам анкетирования 121 судоводителя РФ в 2021г. только 27% признались, что определить место судна (ОМС) могут самостоятельно по небесным светилам без дополнительной подготовки, а 44% могут самостоятельно определить поправку компаса – рисунок 2.

Причина такого результата понятна – приобретение практических навыков работы с секстаном (прибор для измерения высоты светила) и пеленгатором (прибор для измерения направления на светило) планируется на индивидуальных практиках, где курсант (студент) самостоятельно решает эти вопросы с соответствующим результатом.

Методика обучения всегда подразумевала освоение навыков при групповых практиках на учебно-производственных судах под руководством преподавателей, что в настоящее время отсутствует, а выпускники «новой школы», которые также самостоятельно осваивали этот материал на практике, уже занимают должности капитанов и старших помощников на судах.

Участившиеся проблемы киберугроз периодически поднимаются на уровне Международной морской организации (IMO), Международного комитета по радио (CIRM) и других организаций, решающих вопросы безопасности судовождения и требований к навигационному оборудованию.

За рубежом тоже по разному относятся к мореходной астрономии. Военно-морская академия США, например, возвратила базовый курс астрономической навигации в 2015 году, отмененный 17 лет назад в 1998 году. Как ни странно, но эти даты совпали со временем начала военных операций войск США в Сирии и есть подозрения, что это не случайно.

Джамминг в период военных операций или учений наблюдается все чаще, применяется специализированное военное оборудование, что является проблемой и для судов морского флота, находящихся в таких регионах или приближающихся к ним.

К сожалению, в мировой практике требований к тренажерной подготовке по мореходной астрономии не существует до настоящего времени, а рекомендуемые «виртуальные» тренажеры малоэффективны для приобретения практических навыков.

Предлагаемая новая методика обучения мореходной астрономии подразумевает в процессе базовой подготовки освоение навыков работы с секстаном (для ОМС) и пеленгатором (для определения поправки компаса) на тренажерном оборудовании. Такая подготовка рекомендована и соответствует требованиям МК ПДНВ, может выполняться как при базовом обучении, так и при повышении квалификации действующих судоводителей – рисунок 3.

Первый в России тренажерный комплекс мореходной астрономии, позволяющий отрабатывать навыки ОМС и определения поправки компаса в условиях, приближенных к несению навигационной вахты, создан компаниями ООО «НАВГЕОЭКСПЕРТ» и ООО «Научно-производственная компания «Системы и технологии».

На таком тренажере можно отрабатывать навыки решения астрономических задач в обычном компьютерном классе при групповом обучении студентов и курсантов по специальности «Судовождение». Это поможет подготовить обучаемого для предстоящей индивидуальной практики на судне в море и закрепления там приобретенных на тренажере навыков.

Процедурные мероприятия решения задач на тренажере позволяют осваивать материал в учебном классе, который не требует обязательного переоборудования. Необходимо только сетевое компьютерное оснащение класса для обмена информацией между обучаемым и инструктором. Такие условия размещения оборудования значительно сокращают работы по подготовке помещения для тренажера, что важно для учебного заведения.

Резерв времени на упражнения для ОМС и определения поправки компаса, с учетом реальных наблюдений, приближенных с судовым, появляется в результате замены трудоемких ручных расчетов решения астрономических задач по пособиям, автоматизацией расчетов по специализированным астрономическим программам. Освоение судоводителем традиционной работы с таблицами необходимо только на начальном уровне обучения.

Новая методика обучения дисциплины была представлена на 16-й Международной выставке «НЕВА 2021» в 2021г. на стенде ГУМРФ им.адм. С.О.Макарова, получила одобрение, а в дальнейшем одобрена на Федеральных УМО ГУМРФ для высших и средних учебных заведений.

Апробация тренажерного комплекса в Мурманске 10-14.08.2022 года при проверке уровня компетенции судоводителей в чемпионате «АрктикСкиллс 2022» (WorldSkills Russia) по компетенции «Эксплуатация судов водного транспорта» показала необходимость применения современных технических средств в практике подготовки судоводителей и проверке их уровня компетенции в соответствии с требованиями МК ПДНВ.

Новая методика позволяет сделать дисциплину мореходная астрономия современной и интересной, а судоводителю после такого обучения быть более уверенным при несении навигационной вахты, чувствовать свою независимость от кибератак на спутниковые навигационные системы.

Генеральный директор
ООО «НАВГЕОЭКСПЕРТ»
к.т.н, доцент Дмитрий Гагарский