Vista Desde El Dron: Los Vehículos Voladores Podrían Controlar El Hielo En Regiones Remotas

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Es posible que los drones todavía no estén entregando paquetes a la puerta de su casa, pero cuando se trata de ciencia, están despegando en lugares tan remotos como la antártida.

No hay duda de que la popularidad de los drones ha despegado, y sus usos van desde el simple disfrute recreativo hasta sofisticadas operaciones militares. Durante el año pasado, las potentes empresas como Amazon, Google y Facebook anunciaron grandes planes para integrar diferentes formas de tecnología de drones en sus negocios. Mientras tanto, los drones recreativos han demostrado ser tan populares que ya han evolucionado de novedad a molestia, lo que ha llevado a la Administración Federal de Aviación de los EE. UU. A exigir el registro de drones recreativos que pesen 55 lb. (25 kilogramos) o más.

Pero en el Ártico y la Antártida, los aviones no tripulados se enfrentan a una serie diferente de desafíos, ya que científicos especialmente capacitados y certificados prueban cómo estas máquinas voladoras autónomas podrían ayudar a crear mapas de hielo marino en algunos de los lugares más remotos de la Tierra.

Los investigadores publicaron un informe que describe su programa piloto el 19 de enero en Eos, una publicación de la American Geophysical Union, que describe una expedición de abril de 2015 a las plataformas de hielo de la Antártida Oriental a bordo del rompehielos estadounidense Nathaniel B. Palmer, para determinar qué tan bien los drones manejarían el duro ambiente polar. [Ver fotos de los vuelos de aviones no tripulados en la Antártida y el Ártico]

Guy Williams, un oceanógrafo polar en el Instituto de Estudios Marinos y Antárticos de la Universidad de Tasmania en Australia y el piloto designado de avión no tripulado para la expedición, había medido previamente el espesor del hielo marino en la Antártida utilizando un vehículo robótico submarino. Le dijo a WordsSideKick.com que estudiar el hielo marino es valioso para los científicos que controlan los cambios en el clima de la Tierra, "porque lo que sucede en el océano y la atmósfera impulsa el comportamiento del hielo marino".

Los cambios atmosféricos y oceánicos pueden afectar el espesor, el equilibrio y la deriva del hielo marino. Los efectos de una tendencia de calentamiento constante son especialmente visibles en el Ártico, donde los científicos han observado una pérdida de hielo marino sin precedentes y una recuperación lenta en los últimos años.

Foto aérea sobre el R / V Nathaniel B Palmer durante el viaje de investigación NBP1503, en la Antártida.

Foto aérea sobre el R / V Nathaniel B Palmer durante el viaje de investigación NBP1503, en la Antártida.

Crédito: Guy Williams / Alex Fraser / Eva Cougnon, cortesía del Programa Antártico de los EE. UU. Y la Fundación Nacional de Ciencia.

Pero incluso a medida que la Tierra se calienta, el área cubierta por el hielo marino sigue siendo inmensa: casi 5 millones de millas cuadradas (12.3 millones de kilómetros cuadrados) se midieron en el Ártico en diciembre de 2015, según el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo, mientras que el hielo marino de la Antártida cubrió más de 7 millones de millas cuadradas (19 millones de kilómetros cuadrados) en octubre de 2015, su máximo para el año.

Debido a que el hielo marino cubre un área tan extensa, los científicos requieren imágenes satelitales para evaluar cambios a gran escala, dijo Williams a WordsSideKick.com. "Pero para desarrollar herramientas satelitales, tenemos que realizar observaciones en el campo para probar los productos satelitales. Ahí es donde entra en juego esta nueva era de la robótica", agregó.

Los drones podrían permitir a los científicos en el campo realizar observaciones y mediciones de primera mano de la cobertura del hielo marino, y estos aviadores robóticos son significativamente más accesibles (y mucho menos costosos) que los aviones o helicópteros, que algunos grupos de investigación han utilizado previamente para medir el hielo marino de la Antártida.

"El programa australiano ni siquiera le permitirá volar helicópteros sobre esta región", dijo Williams. "Los drones son la única opción real".

Williams, que era el único piloto de drones certificado en un equipo de tres personas, recibió una capacitación rigurosa de pilotos de antemano, acumulando 15 meses de experiencia en el vuelo de drones y recibió la certificación de la Autoridad de Seguridad de la Aviación Civil en Australia. La National Science Foundation (NSF) requirió revisiones adicionales antes de firmar la expedición, y otro nivel de autorización provino del Programa Antártico de los Estados Unidos, que aún está formulando políticas y regulaciones para el uso de aviones no tripulados que protegen el medio ambiente de la Antártida.

Esta no fue la primera vez que se usaron drones en la Antártida, dijo Williams a WordsSideKick.com, pero los científicos que realizaron pruebas de campo anteriores construyeron máquinas personalizadas que requerían atención más especializada para mantenerlas y repararlas. "Tratamos de evitar la modificación", dijo Williams. "Tratamos de usar lo que viene del estante, por lo que podemos reemplazarlo fácilmente".

Seleccionó dos modelos de drones listos para usar: el quadcopter Phantom 2 Vision + de DJI Ltd. y el Spinging Wings S1000 de ocho rotores. Los investigadores los lanzaron en nueve vuelos de prueba durante tres días. Una vez que comenzaron las pruebas en la Antártida, Williams descubrió rápidamente que los vientos presentaban un obstáculo importante. Williams describió una velocidad máxima del viento de aproximadamente 12 mph (19 km / h) como ideal para los vuelos de drones, pero los vientos en la Antártida rara vez cayeron por debajo de las 23 mph (37 km / h), dijo.

"Estábamos constantemente esperando a que bajaran las velocidades del viento", dijo Williams. "Teníamos que estar listos para ir cuando el viento caía y aprovechar eso". [Fotos increíbles de aviones no tripulados: imágenes ganadoras del concurso desde arriba]

Como si las condiciones no fueran lo suficientemente difíciles, Williams descubrió que no podía volar los drones en el modo "piloto automático" del GPS, lo que permite un vuelo estable y autónomo. Williams dijo que sospechaba que la fuerte atracción magnética del Polo Sur era la culpable. Sin el modo GPS, Williams aún podría pilotear el avión no tripulado, pero necesitaba usar controles manuales casi exclusivamente, "y ahí es donde el nivel de habilidad del piloto se incrementó", dijo Williams.

Guy Williams lanzando un quadcopter Phantom 2 Vision + en el Ártico.

Guy Williams lanzando un quadcopter Phantom 2 Vision + en el Ártico.

Crédito: Toshi Maki y Guy Williams

Esta primera misión a la Antártida fue solo probar las capacidades de vuelo de los drones y no participar en el objetivo científico principal del viaje. Pero basándose en el éxito de los vuelos de prueba, los investigadores viajaron a fines del 2015 al Ártico con los drones que estaban operando, como parte del programa científico. "Recolectábamos las imágenes aéreas y los mapas topográficos de superficie junto con un vehículo submarino, además de otros estudios de hielo marino que se estaban realizando en la superficie", dijo Williams.

Durante los vuelos de aviones no tripulados del Ártico, Williams capturó miles de imágenes, utilizando un avión no tripulado de ala fija para producir un mosaico fotográfico de un campo de hielo marino, un proceso que usa de 500 a 1,000 imágenes para cubrir un área de casi 5,400 pies cuadrados (500 metros cuadrados), dijo Williams.

Según los investigadores, el cambio climático que está alterando a la Tierra a un ritmo rápido, es más crítico que nunca rastrear su impacto en el hielo marino cerca de los polos. Los científicos ya han vinculado la reducción del hielo en el Ártico con el aumento del nivel mundial del mar, y han expresado su preocupación por las consecuencias de la pérdida de hielo y el calentamiento de las aguas de los animales que viven en la región, desde los osos polares hasta el plancton. A medida que el planeta continúa calentándose, como lo indican los datos climáticos, será aún más crucial para los científicos monitorear los cambios en el hielo marino y aprovechar al máximo la vista de un dron.

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