Bezzałogowe samoloty meteorologiczne

Bezzałogowe samoloty meteorologiczne

Prognozy pogody może i nie maja dziś najlepszej reputacji, jednakże dzięki dzisiejszym modelom komputerowym, możliwe jest stworzenie dość wiarygodnej prognozy z 48 godzinnym wyprzedzeniem. Naukowcy z MIT twierdzą, że autonomiczne jednostki powietrzne wykorzystujące algorytmy ‘ścigające burze’ pozwolą wydłużyć ten okres do czterech dni.

Lepsze prognozy pogody mogłyby pomóc rolnikom oraz służbom drogowym lepiej planować, a nawet ratować życia dzięki wczesnemu ostrzeganiu o burzach, czy wyjątkowo trudnych warunkach, stwierdził Jonathan How z Wydziału Aeronautyki i Astronautyki MIT, prowadzący projekt.

Prognozy długoterminowe zawodzą niekoniecznie z powodu źle opracowanego modelu, ale raczej z powodu niewłaściwie mierzonych warunków, stwierdził Martin Ralph, meteorolog z laboratorium National Oceanic and Atmospheric Administration.

Czujniki naziemne są dziś wykorzystywane do pomiaru temperatury, prędkości wiatru, wilgotności, ciśnienia, czy opadów, mierzą one jednak warunki tylko na poziomie ziemi. Na morzu, gdzie pogoda jest dużo bardziej niebezpieczna, informacji jest jeszcze mniej. Obserwacje z satelity pomagają tworzyć obraz całości, jednakże są one ślepe na wiele istotnych parametrów, jak wiatry na niewielkich wysokościach, czy warunki na granicy atmosfery.

By mieć jak najprecyzyjniejsze dane, czujniki powinny znajdować się w samym środku ‘pogody’. W teorii, rolę taką pełnią balony meteorologiczne, jednakże sprawdzają się one wyłącznie, gdy znajdują się we właściwym miejscu, we właściwym czasie. Służby meteorologiczne starają się zatem śledzić pogodę pilotowanymi samolotami, które pokonują określona trasę zbierając dane. Jednakże cała logistyka związana z takimi samolotami jest tak skomplikowana, że czyni je mało użytecznymi.

W końcu, w orbicie zainteresowań znalazł się samolot bezzałogowy (UAV). Koncepcja przewiduje, że będzie stała liczba UAV znajdujących się w powietrzu i wspólnie gromadzących dane z najistotniejszych miejsc.

Problem dotyczy, według How, obliczenia najlepszych lokalizacji. Zadanie to jest niezwykle skomplikowane. Obejmuje ono przeanalizowanie przeszło miliona wyników pomiarów z setek tysięcy czujników i pozwala określić pogodę na 6 do 8 godzin wprzód. Tu właśnie do prac włączyli się naukowcy z MIT.

Jak dotąd, algorytmy, które opracowali wykorzystywane były wyłącznie w symulacjach realizowanych w ramach projektu National Science Foundation. Jedną z kwestii poruszonych w projekcie jest zarządzanie paliwem, powiedział Dario Floreano, ekspert z zakresu robotyki i dyrektor Laboratory of Intelligent Systems na École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Algorytmy będą musiały szybko i efektywnie przeliczać trasę UAV tak, by pokrywały one optymalny obszar. Inną kwestią do rozwiązania jest rozmiar, przyznał Floreano. UAVy muszą być na tyle małe i bezpieczne, by nie szkodzić ludziom i przedmiotom na wet wtedy, gdy będzie ich wiele. Floreano wskazał, że dostępne są dziś UAV o wadze poniżej kilograma.

W rzeczywistości jednak, How wraz z kolegami bardziej zainteresowani są testowaniem swoich algorytmów na relatywnie dużych ScanEagle UAVs produkowanych przez Boeinga, które ważą około 18 kilogramów. Są one w stanie pokonać dystans przeszło 1,5 tysiąca kilometrów zaopatrzone w czujniki oraz sprzęt do komunikacji. Dzięki takiemu zasięgowi, już cztery jednostki mogłyby z niezłym skutkiem pokryć spory obszar, redukując przy tym ryzyko kolizji z innymi obiektami.

(lk)