2015 augusztusában óceánkutatók egy csoportja gyűlt össze Costa Rica partján, hogy megvizsgálja a ritka Olive Ridley tengeri teknős fészkelő viselkedését. A tudósok a tengeri teknősök titokzatos viselkedését akarták megtudni - ez még a hüllők éves vándorlása szakértőinek ismeretlen volt, az úgynevezett arrbadada. Ehhez valószínűtlen kutatási eszközhöz fordultak: a drónokhoz. Messze fölött egy senseFly eBee rögzített szárnyú vitorlázó tette fel a jelenetet.
A vitorlázógép segítségével a kutatók megfigyelhetik a tengeri csoportokban halmozódó teknősöket, mielőtt fészkelnek a tengerpartra - ez egy felfedezés, amely új viselkedési kérdéseket vet fel. Öt repülés után azonban Rett Newton, a Duke Egyetem drónszakértője valami furcsát észlelt. A tengerparttól származó homok ragaszkodott a repülőgép fémdarabjaihoz. Még aggasztóbb, hogy a motor furcsa zajt bocsát ki.
"Ahogy a motort elindítottuk, ropogós hangot hallottunk" - mondja Newton. Úgy volt, ha homok lenne a fogaskerekekben.
Volt. A homok, amely vulkanikus jellegű volt, mágneses vonzerővé vált a motor motorjai számára. Ez olyan kihívás volt, amelyet a kutatók nem számítottak előre. Attól tartva, hogy a homok megzavarja a drón elektronikus érzékelőit, a közeli focipályára és a mezőgazdasági területre költöztek. "Egyébként teljesen megsemmisítette a repülőgépeinket" - mondja Newton.
A drogok nem csak a katonai és technológiai szempontból hajlamosak. Most azok a kutatók, akik általában búvárkodásra vagy gátratra gondolnak, az ég felé fordulnak, hogy segítsenek megválaszolni a többi kérdést. A drogok, vagy pilóta nélküli autonóm rendszerek (UAS) kulcsfontosságú szerepet játszhatnak a tengeri oroszlánpopulációk számlálásában, a korallzátonyok nyomon követésében, a fitoplankton virágzásának feltérképezésében és a bálnák lélegzetmérőjének tesztelésében is.
A drónok szárazföldi műveletektől a nyílt óceánon történő működéshez való áttérés azonban komoly kihívásokkal jár - ahogyan azt az Olive Ridley tengeri teknős expedíció szemlélteti. A tengeri teknős projekt esetében a mágneses homok újabb kihívás lett a missziótervezési megfontolások listáján, amely már tartalmazta a sós vizet, a fényvisszaverődést, a rövid akkumulátor-élettartamot, a szaggatott vizet és a szeles körülményeket.
Szóval miért érzik egyes kutatók, hogy megéri-e a drónok használata az óceánban?
Egy ritka olajfestmény tengeri teknős érkezik a Costa Rica-i Ostional strandjára. A drogok segíthetik a kutatókat, hogy kitalálják titokzatos viselkedésüket tengeren. (Solvin Zankl / Alamy) Az egyik ok, amiért a kutatóintézetek szívesen használják a dróntechnikát, az, hogy a fogyasztói drónok ára végül a lehetőségeik közé esik. A tanítási célokra használt alacsony szintű drónok elérhetik a 500 dollárt, a kifinomult érzékelőkkel és kamerákkal rendelkező magasabb kategóriájú modellek pedig 20 000 és 50 000 dollár közötti matrica áron kerülnek forgalomba. Egy másik az, hogy a nyílt óceánon végzett terepi műveletek - mint a repülőgépek is - természetüknél fogva veszélyesek a legénység tagjaira. A vadon élő állatok biológiájának veszélyeiről szóló 2003. évi tanulmány a könnyű repülőgépek összeomlását sorolta a terepi tudósok első számú gyilkosának.
A Védelmi Minisztérium 1994-ben kezdte meg a drónok szárazföldi használatát a Predator feltalálásával. Azóta a drónok mindenütt jelenlévő - és néha ellentmondásos - katonai eszközökké váltak. John C. Coffey, a Nemzeti Óceáni és Atmoszféra Közigazgatás (NOAA) vezető rendszermérnöke szerint azonban a drónok csak öt évvel ezelőtt váltak az óceáni kutatások középpontjába. Miközben nyomon követhetők az alig több mint egy évtizeddel ezelőtti NOAA projekteknél, számos akadályt meg kell oldani, mielőtt a technológia elég megbízható lenne a terepen történő felhasználáshoz.
A hajó környezete meglehetősen zavaró lehet a drónok számára. „A hajó fedélzetén végzett műveletek 10–100-szor nehezebbek, mint a szárazföldi műveletek” - mondja Coffey. Az egyensúly és az irány fenntartása érdekében a drone számos érzékelőre támaszkodik, amelyek mérik a gravitációs erőt, a légköri nyomást, a Föld mágneses mezőjét és a szögforgást. Ezeket az érzékelőket a környezeti feltételek előtti repüléshez kell kalibrálni. De egy hajófedélzet sziklás indítást tesz lehetővé. A ringatás rossz kalibrálást okozhat, mivel a dront váratlan középrepüléshez továbbítja, és a csalódott tudósok mentőakciót kezdeményeznek. Vízálló drónok léteznek, de gyakran nem támogatják az adatgyűjtéshez a megfelelő érzékelőket.
"A felszállás és a leszállás egy mozgó céltól valóban nehéz" - mondja Coffey. Ezenkívül maga a hajó egy sorozatot küld, például radar és rádió, amelyek problémákat okozhatnak a drónos középrepülésnél. Ezeket a jeleket, amelyeket együttesen elektromágneses interferenciaként ismertünk, figyelembe kell venni a tervezett küldetés előtt. Az instabil tenger okozta akadályok egyes tudósok kreatívabb megközelítését követték el.
Michael Moore (a Woods Hole Oceanographic Institute) a tengeri emlősöket, különösen a nagy bálnákat, például a púpos és a jobb bálnákat kutatja. Az óriásokkal együtt az elmúlt 37 évben dolgozott, és 20 évvel ezelőtt érdeklődött a bálnák egészségének felmérésén keresztül, kis repülőgépek felhasználásával végzett légifotó-felmérések segítségével. Az Antarktiszon lévő pingvinpopulációk felmérésére egy kolléga drónokkal végzett munkájának ihlette, Moore 2013-ban úgy döntött, hogy megpróbálja drónákat használni.
A bálnák jelentős távolságra élnek a parttól, és mivel az FAA megköveteli a látótávolságot a pilóta és a drón között, a part menti felszállás nem volt szó. Ehelyett Moore-nak és kollégáinak kellett drogot repülni egy kis hajóról. Amikor Moore elmondta, hogy amikor a Haditengerészetnél kapcsolattartókat kérdezett a repülõ logisztikáról, elõzetes figyelmeztetõ észrevételeket kapott kétségeirõl.
A tudósok először a szárazföldön történő kalibrálással becsapották a drogot, és azonnal leállították, mielőtt a hajóra vitték és a víz felé indultak. De a Moore csapatának mérnöke, Don LeRoi később kifejlesztett egy kijavítást a használt Mikrokopter drónhoz, és 2014-re a Mikrokopter átültette a „hajómód” kódot operációs rendszerükbe. A 3D Robotics, az Egyesült Államok legnagyobb fogyasztói dróngyártója, áprilisban bejelentette, hogy hasonló szoftvert fognak támogatni új Solo drónjukban.
"Találd ki, mi kitaláltuk, " mondja Moore.
Ez a fénykép egy hexakopter által készített kép is mutatja a gyilkos bálnák összehasonlító testviszonyát. A tetején levő nő sovány és rossz állapotban van. Az alsó bálna terhes, teste kihúzódik a bordák ketrecéből. (NOAA, Vancouveri Akvárium) A Moore most rendszeresen használ drónokat, és tökéletesíti a bálnafúvás-gyűjtési módszert, amelynek során a hexakopter drón hat-tíz méter magasra süllyed az alámerült bálna fölé, és vár az állat felszínére és kilégzésére. A drón tetején egy sterilizált lemez ül, amely összegyűjti a kondenzált gőzt. Moore reméli, hogy elegendő kémiai adatot gyűjt, beleértve a DNS-t, a mikrobiális jelenlétet és a hormonszintet a bálna lélegzetéből, hogy kidolgozza a bálna egészségének értékelésére szolgáló módszert. A sikeres gyűjtés megköveteli, hogy a pilóta pilóta azonnal üljön a drónra a fúrólyuk lövési tartományában.
A hajóból a tudósok vizuális útmutatásokra támaszkodnak. "A (drón) hajlamos egy kicsit megvillogni" - mondja Moore.
Talán félelmetesbb, mint az óceáni kutatási drónok technikai kihívásai, az FAA bürokratikus kihívásai. A NOAA-n keresztül, egy kormányzati ügynökség által végzett műveletek szabványos protokollal rendelkeznek, mint az összes többi, az égben repülõ nyilvános légi jármû, de az állami szervezeteknek, mint például az egyetemeknek és a kutatóintézeteknek mentességet kell kérniük. A mentesség szerint a pilóta engedéllyel rendelkező pilóta, napi alatt 400 láb alatt repülhet a drogon, és szem elől kell lennie.
Egy új fejlesztés azonban megkönnyítheti a kutatók számára a drónok elérését és használatát az ilyen típusú kutatásokhoz. Augusztus 29-től kezdődően az FAA szabályzata egy új szakaszának (107. szakasz) célja a drónokhoz hozzáférő nem-hobbi sportolók számának növelése egy speciális teszt hozzáadásával, amelynek során egy intézmény vagy vállalat egyének tanúsított drónpilóttá válhat. .
A Duke University még egy új központot nyitott meg, a Tengeri Megőrzési Ökológia Pilóta nélküli Rendszereket 2015 őszén, hogy segítse az érdekelt kutatókat és hallgatókat a drón alapú óceánkutatási projektekkel kapcsolatos bonyolult technológiák és előírások navigálásában. A központ ezen a nyáron felajánlotta első osztályait, és azt tervezi, hogy október végéig befejezi központját egy felújított csónakházban. 2015 nyarán Duke-ben a Duke-ben a tengeri alkalmazásokhoz használt drónhasználatról szóló workshop, amelyen több mint 50 autonóm járműtechnológia szakértő vett részt, hangsúlyozta a regionális és a globális projektek koordinálására szolgáló központ szükségességét.
David Johnston, a létesítmény igazgatója azt mondja, hogy reméli, hogy az egyetem az együttmûködés és az információk megosztása központja lehet a jövõbeni óceáni drónkutatásokhoz. Olyan visszaeséseket, mint a Costa Rica-i homok mágneses zavara, szükségesnek tartja a technológia továbbfejlesztése szempontjából. "A drogok egy másik példa arra, ahol felhasználhatjuk a környezet új mintáit, és megválaszolhatjuk azokat a kérdéseket, amelyekre nem feltétlenül vagyunk volna képes, vagy akár egyáltalán sem.
Tudjon meg többet a tengerekről a Smithsonian Ocean Portal segítségével.
