У августу 2015. године, група океанских истраживача окупила се на обали Костарике да би проучавала гнеждно понашање ретке морске корњаче Оливе Ридлеи. Научници су желели да открију мистериозно понашање корњача на мору - што је непознато чак и стручњацима о годишњој миграцији гмизаваца, познатој као цамебада. Да би то учинили, окренули су се мало вероватном истраживачком алату: дроновима. Далеко изнад њих, сценски једрилица са фиксним крилом еБее прегледавала је сцену.
Користећи једрилицу, истраживачи су могли да примете корњаче које се у кластерима спајају на обали пре него што су кренуле ка плажи до гнезда, откриће које је покренуло нова питања у понашању. Али након пет летова, специјалиста за дронове Ретт Невтон са Универзитета Дуке приметио је нешто чудно. Песак са плаже легао је за металне комаде авиона. Још алармантније, из мотора се испуштао чудан шум.
„Како смо покренули мотор почели смо чути хрскаве звукове“, каже Невтон. Било је то ако је песка у зупчаницима.
Било је. Песак, који је био вулканске природе, постао је магнетски привлачан на моторима мотора. То је био изазов који истраживачи нису предвидјели. Забринути да ће песак ометати електронске сензоре беспилотних летелица, пребацили су се на оближње фудбалско игралиште и пољопривредне површине. "У супротном, то би у потпуности уништило нашу летјелицу", каже Невтон.
Дронови нису само за војску и технолошки склони. Сада, истраживачи који обично размишљају о роњењу или мазању, почињу да се окрећу небу како би им помогли да одговоре на питања која би у супротном била неизрецива. Дронови или беспилотни аутономни системи (УАС) могу пружити пресудну предност када се ради о бројању популација морских лавова, праћењу кораљних гребена, мапирању цвјетања фитопланктона, па чак и давању китова тесту за дисање.
Ипак, прелазак са копнених операција беспилотних летелица на рад на отвореном океану представља стрме изазове - као што то показује експедиција морских корњача Оливе Ридлеи. У случају пројекта морске корњаче, магнетни песак постао је још један изазов на листи размишљања о планирању мисије која су већ укључивала слану воду, рефлектирајући одсјај, кратак век батерије, суморне воде и ветровите услове.
Па зашто неки истраживачи сматрају да употреба беспилотних летелица у океану вреди?
Морска корњача маслиновог рижота стиже на плажу Остионал у Костарики. Дронови би могли помоћи истраживачима да открију њихово мистериозно понашање на мору. (Солвин Занкл / Алами) Један од разлога што истраживачке институције желе да користе дронове технологију је тај што је цена беспилотних беспилотних летелица коначно постала унутар њихових могућности. Дроно ниског типа који се користи у наставне сврхе може коштати чак 500 УСД, а модели са вишим моделом са софистицираним сензорима и камерама долазе по цени налепнице између 20.000 и 50.000 долара. Друго је да су теренске операције на отвореном океану суштински опасне за чланове посаде - као и авиони. Студија из 2003. о опасностима од биолога за дивљу природу навела је да се несреће лаких авиона убију као број убица теренских научника.
Министарство одбране започело је велику употребу беспилотних летелица копненим проналаском Предатора 1994. године. Од тада су беспилотне летелице постале свеприсутни - а понекад и контроверзни - војни алати. Ипак, према Јохну Ц. Цоффеиу, инжењеру водећих система за националну управу за океане и атмосферу (НОАА), беспилотне летелице постале су само фокус за океанска истраживања пре пет година. Иако их се може пратити до пројеката НОАА који сежу тек пре нешто више од деценије, низ препрека је требало решити пре него што је технологија довољно поуздана за употребу на терену.
Околина брода може бити прилично збуњујућа за дрона. "Операције на броду су између 10 и 100 пута теже од копнених операција", каже Цоффеи. Да би одржао равнотежу и правац, дроно се ослања на низ сензора који мере силу гравитације, атмосферски притисак, Земљино магнетно поље и угаону ротацију. Ови сензори су калибрисани за прелетне услове околине. Али бродска палуба чини стјеновит почетак. Љуљање може да изазове лошу калибрацију, слање беспилотних летелица за неочекивани пливајући полуфилм и подстицање мисије за спасавање фрустрираних научника. Водоотпорни дронови постоје, али често не подржавају одговарајуће сензоре за прикупљање података.
"Полијетање и слијетање с покретне мете заиста је тешко", каже Цоффеи. Поред тога, сам брод шаље низ сигнала, попут радара и радија, који могу проузроковати проблеме усред лета летјелице. Колективно познати као електромагнетне сметње, ови сигнали се морају узети у обзир пре планиране мисије. Препреке које представља нестабилно море натјерале су неке научнике на креативнији приступ.
Мицхаел Мооре из Оцеанографске установе Воодс Холе истражује морске сисаре, посебно велике китове кугле попут грбаша и десних китова. Он је сарађивао са тим гигантима последњих 37 година и заинтересовао се за процену здравља китова ваздухопловним фотографијама на малим авионима пре 20 година. Инспирисан радом колеге који користи беспилотне летелице за истраживање популације пингвина на Антарктику, Мооре је одлучио да проба дронове у 2013. години.
Китови живе на значајној удаљености од обале и пошто ФАА захтева видну линију између пилота и беспилотног летелице, обални узлет није долазило у обзир. Уместо тога, Мооре и његове колеге су требали да лете беспилотним летелицом из малог чамца. Али када је у морнарици питао контакте о летећој логистици, каже Мооре, добио је опрезне примедбе сумње.
У почетку су научници преварили дрон калибрирањем на копну и одмах га искључили пре него што су га пребацили у чамац и упутили се према води. Али инжењер из Моореовог тима, Дон ЛеРои, касније је развио закрпу за код дрона Микрокоптер који су користили, а до 2014. Микрокоптер је апсорбирао код „боат моде“ у њихов оперативни систем. 3Д Роботицс, највећи амерички произвођач беспилотних летелица, најавио је овог априла да ће подржати сличан софтвер у свом новом дрону Соло.
"Погоди шта, смислили смо", каже Мооре.
Такође снимљена хексакоптером, ова фотографија приказује упоредне телесне услове китова убица. Женка на врху изгледа мршава и у лошем стању. Кита на дну је трудна, а тијело јој је избочено у коријену. (НОАА, Ванкуверски акваријум) Мооре сада користи беспилотне летелице и усавршава методу прикупљања удара китовима при чему хексакоптерски дрол лебди шест до десет стопа изнад потопљеног кита и чека да животиња изађе на површину и издахне. На врху дрона налази се стерилизована плоча која скупља кондензовану пару. Мооре се нада да ће прикупити довољно хемијских података, укључујући ДНК, присуство микроба и нивоа хормона из даха кита како би развио методу за процену здравља китова. Успешна колекција захтева да пилот беспилотних летелица седе беспилотном летелицом одмах унутар домета пуцања.
Научници се са брода ослањају на визуелне знакове. "(Дроне) има тенденцију да се мало успаничи", каже Мооре.
Можда су страшнији од техничких изазова океанских истраживачких беспилотних летелица бирократски изазови ФАА-е. Операције преко НОАА, владине агенције, имају стандардни протокол сличан свим другим јавним авионима који лете небом, али јавна тијела попут универзитета и истраживачких институција морају поднијети захтјев за изузеће. Према изузећу, пилот беспилотних летелица мора бити пилот са лиценцом, летећи беспилотним летелицом испод 400 стопа током дана и бити уочљиви у беспилотне летелице.
Међутим, нови развој може помоћи истраживачима да лакше приступе дроновима и користе их за ову врсту истраживања. Од 29. августа, нови одељак ФАА прописа (члан 107) је имао за циљ да повећа број не-хобиста који имају приступ дроновима, додавањем посебног теста где појединац из институције или корпорације може постати сертификовани пилот беспилотних летелица .
Универзитет Дуке је чак отворио нови центар, Марине Цонсерватион Ецологи Унманнед Системс Фацилити, у јесен 2015. године како би помогао заинтересованим истраживачима и студентима да се снађу у компликованој технологији и прописима око истраживачких пројеката океана заснованих на беспилотним летовима. Центар је понудио своје прве часове овог љета и планира завршетак свог центра у обновљеној бродској кући до краја октобра. Радионица о кориштењу беспилотних летелица за морске апликације у Дукеу у лето 2015. године у којој је учествовало преко 50 стручњака за аутономну технологију возила нагласила је потребу центра да координира регионалне и глобалне пројекте.
Давид Јохнстон, директор објекта, каже да се нада да ће универзитет бити центар за сарадњу и размену информација за будућа истраживања океанских беспилотних летелица. Неуспјехе попут магнетне сметње из пијеска у Костарики види као неопходност за унапређење технологије. „Дронови су још један пример где можемо да користимо за узорковање животне средине на нове начине и решавамо питања која не бисмо нужно могли да решимо лако, или чак уопште.“
Сазнајте више о морима уз Смитхсониан Оцеан Портал.
