March 4, 2024

Βελτιώστε την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των πτήσεων με drone στις πολικές περιοχές

Βελτιώστε την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των πτήσεων με drone στις πολικές περιοχές

Ένας ενσωματωμένος μετρητής αερολυμάτων μπορεί να αναγνωρίσει τις συνθήκες παγοποίησης κατά τις πτήσεις με drone, επιτρέποντάς τους να προσαρμοστούν και να ανταποκριθούν σε αυτά τα ακραία περιβάλλοντα. Πίστωση: Jun Inoue του Εθνικού Ινστιτούτου Polar Research, Ιαπωνία

Η συλλογή ακριβών δεδομένων καιρού σε απομακρυσμένα και δύσκολα περιβάλλοντα, όπως πολικές περιοχές και βουνά, μπορεί να είναι εξαιρετικά δύσκολη. Αυτές οι περιοχές συχνά στερούνται την υποδομή και τους πόρους που απαιτούνται για τους παραδοσιακούς μετεωρολογικούς σταθμούς και οι δύσκολες καιρικές συνθήκες μπορεί να καταστήσουν επικίνδυνη για τον άνθρωπο την πρόσβαση και τη συντήρηση αυτών των σταθμών.

Τα drones μπορούν να πλοηγηθούν σε αυτά τα απαιτητικά εδάφη, να συλλέγουν δεδομένα και να τα μεταδίδουν σε ερευνητές, καθιστώντας τα ένα απαραίτητο εργαλείο για την αντιμετώπιση αυτών των κενών δεδομένων. Δυστυχώς, οι πτήσεις μέσα στα σύννεφα εξακολουθούν να αποτελούν πρόκληση, καθώς το πάγο από υπερψυγμένα σταγονίδια σύννεφων μπορεί να βλάψει ζωτικά στοιχεία του drone και να τα καταστήσει μη λειτουργικά.

Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, οι Δρ. Ο Jun Inoue και ο Kazutoshi Sato του Εθνικού Ινστιτούτου Πολικών Ερευνών της Ιαπωνίας συνεργάστηκαν για να βρουν μια δημιουργική λύση: Ενσωμάτωσαν μετρητές αεροζόλ σε μια ομάδα drones που χρησιμοποιήθηκαν κατά την ιαπωνική ερευνητική αποστολή στην Ανταρκτική 2022/2023.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο ατμοσφαιρικό περιβάλλονΟι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μετρητές αεροζόλ, οι οποίοι χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση της συγκέντρωσης των σωματιδίων στον αέρα, για να ανιχνεύσουν την παρουσία νεφών κατά τη διάρκεια πτήσεων με drone.

«Υπό τις συνήθεις συνθήκες της αποστολής μας, παρατηρούμε συνήθως συγκεντρώσεις μικρότερες από χίλια σωματίδια ανά λίτρο», εξήγησε ο Δρ Τζουν Ινούε. «Ωστόσο, όταν αντιμετωπίζουμε συνθήκες παγοποίησης, βλέπουμε συγκεντρώσεις 5.000 σωματιδίων ανά λίτρο ή και περισσότερες». Αυτή η αλλαγή επιτρέπει στα drones να εντοπίζουν γρήγορα και να ανταποκρίνονται σε επικίνδυνες συνθήκες σε πραγματικό χρόνο.

Κατά τη διάρκεια του κατακόρυφου προφίλ του καιρού, που περιλαμβάνει την αναφορά ατμοσφαιρικών συνθηκών σε διαφορετικά υψόμετρα, τα drones δεν χρειάζεται να ταξιδεύουν πολύ οριζόντια, καθιστώντας ευκολότερο να αποφασίσετε πότε θα κατεβείτε σε συνθήκες πάγου. Ο μετρητής αεροζόλ διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε αυτό το σενάριο, επιτρέποντας στους χειριστές drones να λαμβάνουν έγκαιρα τεκμηριωμένες αποφάσεις.

Για να επιβεβαιώσουν περαιτέρω την αξιοπιστία αυτής της μεθόδου, οι επιστήμονες συνέκριναν τις παρατηρήσεις των μετρητών με δεδομένα που συλλέχθηκαν από ένα κιλόμετρο lidar. Το κιλόμετρο παρέχει κρίσιμες πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες των νεφών, όπως το ύψος τους και εάν αποτελούνται από νερό ή πάγο.

Οι συγγραφείς εξέτασαν τον εξασθενημένο συντελεστή οπισθοσκέδασης, ο οποίος δείχνει πώς το φως αναπηδά από τα σύννεφα, και μπόρεσαν να δημιουργήσουν μια σαφή σύνδεση μεταξύ της αύξησης του αριθμού σωματιδίων που ανιχνεύθηκε από τον μετρητή αερολύματος με βάση 47 πτήσεις μέσα στα σύννεφα και της παρουσίας υπερψυκτών υγρών νεφών.

Οι μετρητές εντόπισαν επιτυχώς συνθήκες πάγου στις μισές πτήσεις μεταξύ νεφών, που έφτασαν σε ύψη περίπου 1.000 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Αυτές οι πληροφορίες βοήθησαν τα drones να αποφύγουν να πετούν σε επικίνδυνες συνθήκες πάγου.

Τα drones μπορούν να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τη μελέτη της ατμόσφαιρας, ειδικά σε μέρη όπως οι πολικές περιοχές, και αυτά τα ευρήματα μπορούν να βελτιώσουν την κατανόησή μας για τα σύννεφα και το κλίμα. «Με συνεχή καινοτομία και συνεργασία, τα drones μπορούν να φέρουν επανάσταση στην μετεωρολογική έρευνα και τελικά να ωφελήσουν την κατανόησή μας για τα σύννεφα, το κλίμα και τις ευρύτερες επιπτώσεις τους», καταλήγει ο Δρ Inoue.

Περισσότερες πληροφορίες:
Jun Inoue et al, Προκλήσεις στην ανίχνευση σύννεφων σε πολικές περιοχές χρησιμοποιώντας drone με μετρητή σωματιδίων χαμηλού κόστους επί του σκάφους, ατμοσφαιρικό περιβάλλον (2023). DOI: 10.1016/j.atmosenv.2023.120085

Παρέχεται από τον Οργανισμό Έρευνας Πληροφοριών και Συστημάτων

Παραπομπή: Improving the Safety and Effectiveness of Drone Flights in Polar Regions (2023, October 18) ανακτήθηκε στις 18 Οκτωβρίου 2023 από https://phys.org/news/2023-10-safety-efficacy-drone- flights-polar.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *