Uma estação de pesquisa remota e desocupada na Antártica tem, pela primeira vez, coletou importantes medições científicas do clima, ozônio e clima espacial graças à tecnologia inovadora desenvolvida pelos engenheiros da British Antarctic Survey (BAS).

A tecnologia foi desenvolvida para garantir a continuação das medições durante os meses de inverno na Halley Research Station. A estação opera atualmente apenas durante o verão e está desocupada desde fevereiro deste ano. Operando em temperaturas abaixo de -40⁰C, um sistema de energia inovador baseado em uma microturbina coletou dados por 123 dias.

Rachaduras na plataforma de gelo Brunt, em que a Halley Research Station fica, levaram a preocupações sobre a estabilidade da plataforma de gelo e a decisão de não comprometer a equipe para o inverno na estação até que a estabilidade da plataforma de gelo possa ser garantida. A equipe de verão que deixou a estação em 25 de fevereiro instalou um sistema de energia autônomo inovador que pode gerar até 30 kW de energia e operar um conjunto de instrumentos científicos.

O coração do sistema de energia é uma microturbina Capstone C30, semelhante a um motor a jato, que está alojado em um contêiner de temperatura controlada especialmente projetado, com um combustível contínuo e alimentação de dados. Isso pode ser controlado da sede da BAS em Cambridge, e forneceu energia contínua em cerca de 9 kW desde que foi ligado pela primeira vez em janeiro.

Thomas Barningham, Gerente de Projeto do Projeto de Automação Halley no British Antarctic Survey (BAS), diz:

"Esta é a primeira vez que uma microturbina é usada na Antártica para alimentar a instrumentação de forma autônoma. Estamos muito satisfeitos que nosso projeto esteja funcionando e podemos coletar dados durante os meses frios e escuros de inverno. Estávamos confiantes de que tínhamos um bom projeto, mas as condições de inverno da Antártica são brutais, então você nunca sabe exatamente o que pode acontecer. Até agora, os sistemas operaram em temperaturas tão baixas quanto -43 ° C e resistiram a velocidades de vento de até 43 nós. "

David Vaughan, Diretor de Ciência da BAS diz:

"Este é um projeto verdadeiramente inovador e o fato de ter continuado sem falhas até meados do inverno é uma grande conquista para nossos engenheiros e cientistas. Estou muito feliz que o programa crucial de medição do clima a longo prazo, O ozônio e o clima espacial continuam até hoje por causa da habilidade e engenhosidade de nossos engenheiros. A perspectiva de fornecer ciência tão complexa de locais remotos, sem a necessidade de ter pessoas no local durante todo o ano, abre muitas oportunidades. Embora demore um pouco antes de termos um sistema totalmente resiliente, meus dedos estão cruzados para que o sistema continue girando até o final do inverno, para que possamos registrar a formação e recuperação do Buraco de Ozônio Antártico anual em setembro a outubro - isso seria um grande triunfo! "

Mike Rose, Chefe de Engenharia da BAS, diz:

"Embora esteja no gelo, abordamos isso de forma semelhante ao projeto de um satélite no espaço, com vários componentes redundantes, com grandes quantidades de coleta e controle de dados - tem sido muito interessante para todos os envolvidos.

"Os maiores desafios para nós eram manter um fornecimento contínuo de combustível para a microturbina e garantir uma temperatura estável dentro de sua carcaça. Assim que alcançamos a prova de conceito, ficamos emocionados ao ver os dados chegando, e temos esperança de que continue até o final do inverno. "

As equipes retornarão à Estação de Pesquisa Halley em novembro para o início da temporada de campo na Antártica.

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Resumo dos fatos da Halley Automation:

• 81 não tripulado, automático, eventos de reabastecimento até o momento (desde a última inicialização, 09Fev19 a 24Jun19)
• Tempo de execução de 136 dias (desde a última inicialização, 09Fev19 a 24Jun19)
• ~ 30 MWhrs de eletricidade (desde a última inicialização, 09Fev19 a 24Jun19)
• Resistiu a temperaturas ambientes de até -43 ° C
• O vento resistiu a velocidades de até 43 nós
• Gira a 70, 000 rpm dia e noite
• Consome cerca de 10% do combustível normalmente queimado durante o mesmo período de presença de pessoas
• O consumo de combustível é de aproximadamente 6 litros por hora durante os 280 dias do inverno antártico

A lista completa de equipamentos científicos sendo automatizados inclui:

Sistemas de campo de baixa potência

• 3 x estações meteorológicas automáticas (meteorologia e clima)
• 1 x Monitor Autônomo de Ozônio Troposférico (Química Troposférica)
• 1 x receptor VLF autônomo (observações do clima espacial e da atmosfera superior)
• 1x Auto MOSAIC (química mesosférica)
• 1x LPM (clima espacial)
• Toda a rede GPS em toda a plataforma de gelo de Brunt

Equipamento alimentado pela microturbina

• AutoDobson - uma versão totalmente automatizada do instrumento responsável por descobrir o buraco na camada de ozônio. Este ano representa o primeiro ano de medições não tripuladas (Monitoramento do Ozônio Estratosférico)
• Uma gama de instrumentos na área de silêncio eletromagnético da Halley que são usados ​​de forma colaborativa global para entender o clima espacial e, por exemplo, alimentar em recursos globais de detecção de iluminação em tempo real. 7x experimentos, incluindo receptor VLF, magnetômetros e um Riômetro (observações do clima espacial e da atmosfera superior)
• Instrumentação meteorológica monitorando o clima local (por exemplo, cobertura de nuvens) e clima de longo prazo (meteorologia e clima)
• 1 monitor de ozônio troposférico (química troposférica)
• 1x monitor de óxidos de halogênio (química troposférica)
• Link de dados transferindo 1 GB de dados científicos e de monitoramento de volta para Cambridge por dia