Un aereo robot mapperà i misteri dell’Antartide

Pronto al collaudo un drone progettato per ambienti estremi. BAS: ci aiuterà a pianificare il futuro

[5 Febbraio 2024]

Siamo ormai abituati ai droni che portano morte e distruzione e che sono diventati un elemento insostituibile delle guerra moderne. Ma fortunatamente i droni possono essere anche utilizzati per studiare la vita e il clima del nostro pianeta e per prepararci meglio a un futuro problematico.

Un team è arrivato alla stazione di ricerca di Rothera, in Antartide, per iniziare a testare il nuovo drone autonomo Windracers ULTRA de al British Antarctic Survey (BAS) spiegano che «In caso di successo, la nuova piattaforma di droni potrebbe rappresentare un’importante aggiunta alla capacità scientifica del British Antarctic Survey nel continente ghiacciato, offrendo il potenziale per fare più ricerca scientifica un costo inferiore, con un’impronta di carbonio inferiore rispetto all’aviazione tradizionale con equipaggio».

Progettato per ambienti estremi come l’Antartide, il Windracers ULTRA UAV (veicolo aereo senza equipaggio) è un velivolo bimotore completamente autonomo, ad ala fissa da 10 metri, in grado di trasportare, fino a 1.000 chilomrtri,  100 kg di carico o sensori. L’ULTRA può continuare a volare anche se uno dei motori o dei componenti è danneggiato o guasto ed è stato progettato per essere riparato sul campo con un numero minimo di parti.

Può decollare, volare e atterrare in sicurezza con una supervisione minima da parte dell’operatore di terra grazie al suo sofisticato sistema di pilota automatico Masterless, sviluppato e brevettato da Distributed Avionics.

Al Bas dicono che «Offrendo un impatto di carbonio inferiore rispetto all’aviazione tradizionale con equipaggio, l’UAV ULTRA svolgerà un ruolo chiave nei piani di BAS per raggiungere il net zero entro il 2040. Se implementati, i droni verranno utilizzati come strumento primario per i rilievi scientifici aviotrasportati, sfruttando al massimo la configurazione flessibile disponibile nella piattaforma per una gamma di strumenti scientifici».

Attualmente, il BAS volge gran parte del suo lavoro di rilevamento con aerei Twin Otter che operano sotto un intenso regime logistico e scientifico durante la stagione sul campo, i droni potrebbero consentire notevoli aumenti del tempo di volo e della copertura geografica, ottenendo allo stesso tempo una riduzione di circa il 90%.delle emissioni di CO2 per ora di volo  Il costo inferiore e la maggiore sicurezza del volo dei droni UAV per lunghi periodi rendono inoltre possibile la raccolta di dati scientifici nuovi e più affidabili. Inoltre, più droni autonomi potrebbero essere implementati come un unico sistema unificato utilizzando la tecnologia SWARM basata sull’intelligenza artificiale.

Tom Jordan, un geofisico del BA specializzato nella raccolta di dati aerei, sottolinea che «Dimostrare che gli UAV possono raccogliere in modo affidabile e sistematico una serie di dati diversi è davvero entusiasmante per il futuro della scienza antartica. La scienza polare ha urgentemente bisogno di nuovi e estesi dataset ad alta risoluzione per comprendere i modi in cui sta cambiando la calotta glaciale antartica e come questo avrà un impatto sulle comunità di tutto il mondo. Questo è il nostro primo passo verso l’eliminazione di queste barriere logistiche».

Le indagini aeree vengono utilizzate per una serie di discipline scientifiche rilevanti per la scienza climatica polare e l’ecologia, tra le quali la geologia atmosferica, la glaciologia e lo studio degli ecosistemi oceanici. Durante la fase di test di questa stagione, i Windracers ULTRA verranno utilizzati per: ispezionare le aree protette dal punto di vista ambientale e valutare la catena alimentare marina (krill) utilizzando telecamere; studiare le strutture tettoniche con sensori magnetici e di gravità; valutare le strutture glaciologiche utilizzando il radar aereo; testare una sonda della turbolenza atmosferica per studi sui processi dello strato limite che accoppiano oceano e atmosfera

Tom Reed, autopilot technology lead di Windracers Group, che fa parte del team di test in Antartide, ha  ricordato che «Dopo aver trascorso le ultime otto settimane completando test e allenamenti rigorosi, siamo enormemente entusiasti di essere arrivati ​​in Antartide. Ci auguriamo vivamente di dimostrare che i droni autonomi ad alta resistenza e carico utile elevato hanno un ruolo prezioso da svolgere nel futuro della ricerca ambientale.Come ingegnere del software, non avrei previsto che la mia carriera mi avrebbe portato alla stazione di ricerca Rothera in Antartide. E’ un vero privilegio e mi sento onorato di avere l’opportunità di trascorrere le prossime settimane qui lavorando insieme a un team incredibile su alcuni progetti scientifici davvero significativi».

Il progetto innovativo è finanziato da Future Flight 3 Challenge di Innovate UK e fa parte del suo programma pilota “Protecting environments with uncrewed aerial vehicle swarms” che punta a dimostrare come la tecnologia avanzata dei droni può essere utilizzata per raccogliere dati ambientali in Antartide.

L’aereo autonomo mapperà le aree del continente che sono rimaste inaccessibili ai ricercatori. Il suo primo esperimento esaminerà le montagne sotto una calotta glaciale per prevedere quanto velocemente il ghiaccio potrebbe sciogliersi e alimentare l’innalzamento globale del livello del mare.

I dati raccolti  verranno trattati nella sede del BAS Cambridge e integreranno il modello BEDMAP2 che mostra la forma complessa della terra sotto il ghiaccio antartico che copre enormi catene montuose – alcune delle dimensioni delle Alpi europee – e fosse e valli. Alcune zone sono sotto il livello del mare. È fondamentale che gli scienziati comprendano questa topografia perché determina la velocità con cui il ghiaccio si scioglierà sotto gli effetti del riscaldamento globale.

Jordan fa notare su BBC News che «Una calotta glaciale esposta ad acque sempre più calde probabilmente si scioglierà più rapidamente. Ma se montagne complesse bloccano il suo percorso, il declino sarà più lento».

Nel suo primo esperimento, il radar del drone invierà onde radio sulla calotta glaciale ta Fuchs Piedmont e il drone ascolterà i loro riflessi e li utilizzerà per disegnare la forma del terreno.

Jordan conclude: «Costruisce questa immagine, riga per riga. Questa è un’altra cosa per cui i droni sono ottimi: fare cose che sono davvero noiose. Gli attuali modelli dell’innalzamento globale del livello del mare dovuto allo scioglimento delle calotte glaciali hanno ampi margini, ma con una migliore comprensione della topografia dell’Antartide, gli scienziati possono fare previsioni più accurate. Questo ci aiuterà a pianificare il futuro».