Las plataformas voladoras alimentadas por energía solar aún tienen que demostrar su aplicabilidad en el mundo real fuera de las demostraciones específicas. El monitoreo de los glaciares en las regiones polares está en posición de convertirse en una aplicación principal, ya que el sol de medianoche ofrece las condiciones ideales para vuelos perpetuos.

¿Qué mejor lugar que el Ártico para probar la nueva generación de aviones que funcionan con energía solar? El Laboratorio de Sistemas Autónomos ASL ha desarrollado un vehículo aéreo no tripulado (UAV) pionero con energía solar, AtlantikSolar, capaz de volar durante varios días. Los glaciólogos de ETH Zurich, que usan UAV para monitorear los glaciares en Groenlandia, necesitan más resistencia para lidiar con la inmensidad del paisaje glaciar. Las condiciones de luz diurna continua en el verano ártico proporcionan condiciones potencialmente ideales para un avión impulsado por energía solar, lo que ampliaría drásticamente el tiempo de vuelo de los UAV de inspección.

Teóricamente si pero, ¿funciona en la práctica? Para responder a esta pregunta, Nosotros, científicos de sistemas autónomos y glaciólogos, diseñamos un proyecto colaborativo llamado "Sun2Ice" para volar AtlantikSolar muy al norte bajo el sol de medianoche.

Volar un dron frágil en un entorno difícil

Qaanaaq, noroeste de Groenlandia (77◦N, unos 600 habitantes permanentes), está rodeado por decenas de glaciares que se parten, accesible en avión, y tiene todas las facilidades (tienda, alquilar casa, Internet, ...). Por lo tanto, es un lugar ideal para albergar este proyecto.

Poco después de llegar a principios de junio, tuvimos que enfrentar nuestro primer problema importante:la arena del lugar de aterrizaje identificado el año pasado fue arrastrada por los fuertes vientos en invierno. Sin ningún tipo de suavidad, lugar de aterrizaje no rocoso, AtlantikSolar podría romperse potencialmente al tocar el suelo, o, como mínimo, dañe la carga útil de la cámara orientada hacia abajo. Después de casi una semana de trabajo manual para improvisar una pista de aterrizaje segura sobre el terreno rocoso de Qaanaaq, se presentó otro obstáculo inesperado:la niebla comenzó a cubrir el cielo de Qaanaaq de manera sostenida, con la consecuencia de poner a tierra AtlantikSolar durante varios días más.

Primer vuelo con energía solar en el Ártico

El cielo finalmente se aclaró el 20 de junio por la mañana. Al mediodía AtlantikSolar estaba en el aire, programado para dar vueltas y realizar el primer vuelo de 24 horas de un avión con energía solar en las regiones polares. Coincidentemente, por lo tanto, el aterrizaje debe ocurrir el 21 de junio alrededor del mediodía, que no es solo el solsticio, ¡lo mejor que podríamos esperar con un avión propulsado por energía solar! - pero también el día nacional de Groenlandia. Esto significa que AtlantikSolar establecería un récord durante y después de las celebraciones frente al pueblo Qaanaaq, que ya están intrigados por nosotros y nuestro extraño avión.

Todos los planetas estaban mejor alineados para un evento único, la emoción aumentaba después de cada hora, y la máquina de café estaba trabajando duro para mantener al equipo abrigado y despierto durante 24 horas ... hasta que la niebla regresó alrededor de la 1 am, obligando al equipo a interrumpir la misión después de 13 horas de vuelo.

¡No importa! A pesar de 6 horas de condiciones nubladas y ventosas durante todo el vuelo, causando un consumo de energía mayor que el típico, el registro de la batería muestra que permanecieron por encima del 60% de su capacidad, lo que indica que incluso con malas condiciones sostenidas, ~ 20 horas de vuelo habrían sido posibles, y en condiciones menos severas seguro más de 24! Ahora, AtlantikSolar está listo para volar hacia un glaciar.

De camino al glaciar Bowdoin

El próximo sin niebla, cielo limpio, y un día de viento mínimo ocurrió el 3 de julio. AltantikSolar llegó al glaciar dentro de 1 hora y 15 minutos después del despegue e inició una exploración fotogramétrica del frente de parto. Constantemente rastreado por satélite, todo se veía bien hasta que los vientos impredecibles del valle comenzaron a entrar en el fiordo. A pesar de los vientos más fuertes que jamás haya tenido AtlantikSolar:hasta 6 m / s con rachas verticales y un viento de cola sostenido de 15 m / s, ¡teniendo en cuenta que su velocidad de crucero es de solo 10 m / s! - AltantikSolar regresó con éxito a Qaanaaq, después de 5 horas y 230 km, todavía casi completamente cargado. Este último vuelo demostró el potencial de esta plataforma para monitorear la criosfera, una misión que requiere la combinación de rendimiento de larga duración y capacidad de carga útil.

Lo más interesante es El mapeo de AltantikSolar reveló una gran grieta corriente arriba en el frente. Unos días más tarde, algunos colegas glaciólogos fueron a Bowdoin y siguieron monitoreando la propagación de la grieta, hasta que de repente se derrumbó. Todos juntos, ahora tenemos un conjunto único de datos, que describe todas las fases de fracturamiento, para mejorar el modelado numérico del parto, un mecanismo complejo y aún no completamente entendido, que juegan un papel importante en el aumento del nivel del mar.