As plataformas voadoras movidas a energia solar ainda precisam provar sua aplicabilidade no mundo real, fora das demonstrações direcionadas. O monitoramento de geleiras em regiões polares está na pole position para se tornar uma aplicação primária, pois o sol da meia-noite oferece as condições ideais para voos perpétuos.

Que lugar melhor do que o Ártico para testar a nova geração de aeronaves movidas a energia solar? O Laboratório de Sistemas Autônomos ASL desenvolveu um veículo aéreo não tripulado (UAV) movido a energia solar pioneiro, AtlantikSolar, capaz de voar por vários dias. Os glaciologistas da ETH Zurich - que usam UAVs para monitorar geleiras na Groenlândia - precisam de mais resistência para lidar com a imensidão da paisagem glacial. As condições contínuas de luz do dia no verão ártico fornecem condições potencialmente ideais para um avião movido a energia solar, o que aumentaria drasticamente o tempo de vôo dos UAVs de levantamento.

Teoricamente sim, mas funciona na prática? Para responder a esta pergunta, nós - cientistas de sistemas autônomos e glaciologistas - projetamos um projeto colaborativo chamado "Sun2Ice" para voar o AtlantikSolar ao norte sob o sol da meia-noite.

Voando em um drone frágil em um ambiente difícil

Qaanaaq, noroeste da Groenlândia (77◦N, cerca de 600 habitantes permanentes), é cercada por dezenas de geleiras que se partem, acessível de avião, e tem todas as instalações (loja, alugar casa, Internet, ...). É, portanto, um local ideal para acolher este projeto!

Pouco depois de chegar no início de junho, tivemos que enfrentar nosso primeiro grande problema:a areia do local de pouso identificada no ano passado foi levada por fortes ventos no inverno. Sem qualquer suavidade, local de pouso não rochoso, AtlantikSolar pode quebrar potencialmente ao tocar o solo, ou, no mínimo, danificar a carga útil da câmera voltada para baixo. Depois de quase uma semana de trabalho manual para improvisar uma pista de pouso segura sobre o terreno rochoso de Qaanaaq, outro obstáculo inesperado se apresentou:a névoa começou a cobrir o céu de Qaanaaq de forma sustentada, com a consequência de aterrar o AtlantikSolar por mais alguns dias.

O primeiro voo movido a energia solar no Ártico

O céu finalmente clareou no dia 20 de junho pela manhã. Ao meio-dia, AtlantikSolar estava no ar, programado para circular e realizar o primeiro vôo de 24 horas de uma aeronave movida a energia solar nas regiões polares. Coincidentemente, o desembarque deve ocorrer, portanto, no dia 21 de junho por volta do meio-dia, que não é apenas o solstício - a melhor coisa que poderíamos esperar de uma aeronave movida a energia solar! - mas também o dia nacional da Groenlândia. Isso significa que AtlantikSolar estabeleceria um recorde durante e próximo às celebrações na frente do povo Qaanaaq, que já estão intrigados por nós e nosso plano estranho.

Todos os planetas foram mais bem alinhados para um evento único, a excitação aumentava a cada hora, e a máquina de café estava trabalhando muito para manter a equipe aquecida e acordada por 24 horas ... até que o nevoeiro voltou por volta da 1h, obrigando a equipe a interromper a missão após 13 horas de vôo.

Não importa! Apesar de 6 horas de condições nubladas e ventosas durante todo o vôo, causando um consumo de energia maior do que o normal, o registro da bateria mostra que eles permaneceram acima de 60% de sua capacidade, indicando que mesmo com condições ruins sustentadas, ~ 20 horas de vôo teriam sido possíveis, e em condições menos severas com certeza mais de 24! Agora, AtlantikSolar está pronto para voar em direção a uma geleira.

A caminho da geleira Bowdoin

O próximo não nebuloso, céu limpo, e um dia com vento mínimo ocorreu em 3 de julho. AltantikSolar atingiu a geleira em 1 hora e 15 minutos após a decolagem e iniciou uma varredura fotogramétrica da frente de parto. Constantemente rastreado por satélite, tudo parecia bem até que ventos imprevisíveis do vale começaram a entrar no fiorde. Apesar dos ventos mais fortes, AtlantikSolar já voou - rajadas verticais de até 6 m / s e vento de cauda sustentado de 15 m / s, considerando que sua velocidade de cruzeiro é de apenas cerca de 10 m / s! - AltantikSolar voltou com sucesso para Qaanaaq, após 5 horas e 230 km - ainda quase totalmente carregado. Este último voo demonstrou o potencial desta plataforma para monitorar a criosfera, uma missão que exige a combinação de desempenho de longa duração e capacidade de carga útil.

Mais curiosamente, O mapeamento de AltantikSolar revelou uma grande fenda rio acima na frente. Alguns dias depois, alguns colegas glaciologistas foram a Bowdoin e mantiveram o monitoramento da propagação do crack, até que de repente entrou em colapso. Todos juntos, agora temos um conjunto único de dados - descrevendo todas as fases de fraturamento - para melhorar a modelagem numérica de parto, um mecanismo complexo e ainda não totalmente compreendido, que desempenham um papel importante no aumento do nível do mar.