Quando i droni a energia solare esplorano i ghiacciai dell'Artico

Quale posto migliore dell'Artico per testare una nuova generazione di velivoli autonomi a energia solare? L'Autonomous Systems Laboratory (ASL) dell'ETH di Zurigo ha sviluppato una nuova generazione di aerei autonomi a energia solare. AtlanticoSolare Un drone ad energia solare (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) che può volare ininterrottamente per diversi giorni. I glaciologi dell'ETH di Zurigo, invece, che utilizzano gli UAV per monitorare i ghiacciai della Groenlandia, si affidano a capacità di volo di lunga durata per catturare la vasta estensione del paesaggio glaciale artico. Dopo tutto, l'estate artica, con la sua costante luce diurna, è ideale per i droni solari. Questo allunga enormemente i tempi di volo.

Questo per quanto riguarda la teoria. Ma funziona nella pratica? Per scoprirlo, noi - un gruppo di ricercatori che si occupano di sistemi autonomi e di glaciologi - abbiamo lanciato insieme il progetto "Robotics".Sun2Ice" è stato lanciato. L'obiettivo: il AtlanticoSolare in alto nel nord, sotto il sole di mezzanotte.

Velivoli fragili in una regione difficile

Qaanaaq, Groenlandia nordoccidentale, 77LaureaNord, circa 600 residenti permanenti. Il luogo è la base ideale per il nostro progetto: è circondato da dieci ghiacciai che si staccano, è facilmente raggiungibile in aereo e offre tutto ciò di cui abbiamo bisogno (negozio, alloggio, internet).

Poco dopo il nostro arrivo, all'inizio di giugno, ci siamo trovati di fronte alla prima grande sfida: la sabbia del sito di atterraggio che avevamo scelto l'anno precedente era stata spazzata via dai forti venti invernali. Senza un punto di atterraggio pianeggiante AtlanticoSolare si rompe quando tocca terra o si rompe la telecamera rivolta verso il basso. Non appena abbiamo finito di costruire la pista di atterraggio improvvisata sul terreno accidentato in quasi una settimana di lavoro manuale, ci imbattiamo nuovamente in problemi: Su Chi siamo cala una fitta nebbia su Qaanaaq. Essa trattiene AtlanticoSolare a terra per diversi giorni.

Premiere nella regione polare

Finalmente. Il cielo si schiarisce la mattina del 20 giugno. Già a mezzogiorno AtlanticoSolare spento. Il piano è di lasciarlo girare e completare così il primo volo di 24 ore di un drone a energia solare nella regione polare. Per fortuna, la data dell'atterraggio, il 21 giugno, non solo coincide con il solstizio - il meglio che si possa desiderare per un volo di un drone solare - ma anche con i giorni festivi della Groenlandia. Questo significa che: AtlanticoSolare vola durante i festeggiamenti e davanti agli abitanti di Qaanaaq, già affascinati dal nostro strano oggetto volante.

Le stelle sono allineate per un evento speciale: la tensione sale di ora in ora e la macchina del caffè funziona a pieno ritmo per tenere il team caldo e sveglio per 24 ore... - finché la nebbia non torna a calare all'una di notte. A malincuore, il team deve interrompere la missione dopo tredici ore di volo.

Ma non così male! Chi siamo ha volato per sei ore in condizioni difficili con nuvole e vento, che aumentano il consumo di energia, ma la capacità della batteria è ancora superiore al 60%. Ciò indica che, anche in condizioni persistenti di scarsa qualità, sono possibili circa 20 ore di volo - e certamente più di 24 in condizioni migliori! AtlanticoSolare è pronto per il lavoro sul campo.

Volo di ricerca sul ghiacciaio Bowdoin

Il giorno successivo con cielo sereno, assenza di nebbia e vento minimo è il 3 luglio. AtlanticoSolare raggiunge il ghiacciaio Bowdoin in 1 ora e 15 minuti e inizia la scansione fotogrammetrica del fronte di distacco, monitorato in permanenza da un satellite. Tutto fila liscio, ma all'improvviso nel fiordo si alzano venti di valle imprevisti. Si tratta dei venti più forti che AtlanticoSolare mai esposto: raffiche verticali fino a 6 m/s e un vento di coda sostenuto di 15 m/s a una velocità di volo di poco inferiore a 10 m/s. Ma il drone è tornato a Qaanaaq indenne dopo cinque ore e 230 chilometri, con le batterie quasi completamente cariche. Ciò dimostra il potenziale di questa piattaforma per un uso ininterrotto nella criosfera.

Scoperta sul fronte del ghiacciaio in movimento

Molto interessante: AtlanticoSolare Abbiamo individuato un ampio crepaccio nella parte anteriore del ghiacciaio. Alcuni giorni dopo, alcuni glaciologi sono partiti alla volta del ghiacciaio Bowdoin per continuare a osservare il crepaccio fino alla sua rottura. Il risultato: abbiamo un set di dati unico che copre l'intero evento di rottura. Questo ci permetterà di modellare meglio questi processi in futuro. Il calving è un processo complesso che gioca un ruolo importante anche nell'innalzamento del livello del mare, ma non è ancora del tutto compreso.

Guillaume Jouvet ha scritto questo articolo del blog con Thomas Stastny.