پهپاد خورشیدی اپوس نئو و آینده پایش آتش سوزی

یک هواپیمای باریک با دهانه بال ۱۸ متری به سوی استراتوسفر اوج گرفت و پایین آمدن را نپذیرفت. این هواپیما تا ارتفاع ۱۴۵۰۰ متری بالا رفت، بیش از ۸۰ ساعت در آسمان ماند و پیوسته تصاویر زنده را به ساحل مخابره کرد. این هواپیما اپوس نئو است، یک پهپاد خورشیدی بدون سرنشین که پروازهای تازه آن بر فراز جزایر قناری، بحث نظارت هوایی بلندمدت را از حوزه نظریه به میدان عمل منتقل کرده است.

نقاط عطف پرواز و معنای آن ها

در ۱۶ اکتبر، اپوس نئو از پایگاه استراتوپوئرت در داخل پارک فناوری فوئرته ونتورا برخاست و در یک پرواز واحد که با هماهنگی مقام های ناوبری هوایی اسپانیا انجام شد، ۲۹ ساعت در هوا باقی ماند. آزمایش های قبلی در سپتامبر، ۲۹ و ۵۲ ساعت پرواز پیوسته را ثبت کرده بودند و ماموریتی در اوایل نوامبر از ۸۰ ساعت فراتر رفت. شرکت سازنده، یواوس، اکنون دستیابی به پرواز پیوسته ۱۰۰ ساعته را هدف گرفته است.

این اعداد اهمیت دارند، زیرا ماندگاری پرواز، کارایی را چند برابر می کند. پروازهای کوتاه فقط نماهایی لحظه ای ارائه می دهند. اما پرسه زنی طولانی در آسمان، آگاهی پایدار از وضعیت ایجاد می کند؛ موضوعی حیاتی وقتی تهدیدی برای جان انسان ها و محیط طبیعی، مانند آتش سوزی جنگلی در حال گسترش در جزایر یا زمین های ناهموار، مطرح باشد. اپوس نئو به طور ویژه برای شناسایی و پایش آتش سوزی های تابستانی در سراسر مجمع الجزایر قناری توسعه می یابد، جایی که آتش سوزی های مکرر یک خطر مهم فصلی به شمار می آیند.

پهپاد خورشیدی چگونه در شب هم پرواز می کند

پشت این ماندگاری، هیچ سازوکار اسرارآمیزی وجود ندارد. پنل های خورشیدی نصب شده در امتداد بال، در طول روز برق تولید می کنند تا موتورهای الکتریکی را به کار بیندازند و باتری های نصب شده روی هواپیما را شارژ کنند. پس از غروب آفتاب، هواپیما به انرژی ذخیره شده متکی می شود و شب را پشت سر می گذارد تا طلوع بعدی فرا برسد و چرخه دوباره آغاز شود. در شرایط ایده آل نور خورشید و دما، این چرخه می تواند پروازهایی در مقیاس چند روز، نه فقط چند ساعت، ممکن کند.

انتخاب های طراحی نیز بخشی از داستان ماندگاری پرواز هستند. اپوس نئو نسل تکامل یافته نمونه اولیه ای به نام اپوس دوئو است که در سال ۲۰۱۸ معرفی شد. در آرایش جدید، بال پایدارکننده عقب حذف شده و بال اصلی بلندتر شده است تا نیروی برآ و بهره وری بهبود یابد. حداکثر وزن برخاست به حدود ۴۷ کیلوگرم می رسد و یک نسخه تقویت شده می تواند نزدیک به ۳.۴ کیلوگرم محموله حمل کند؛ میزانی کافی برای یک دوربین وضوح بالا و حسگرهای فروسرخ که در آزمایش های اخیر به کار رفته اند.

در پرواز ماه اکتبر، این هواپیما محموله ای برای مشاهده زمین حمل می کرد: یک دوربین با وضوح بالا در کنار حسگرهای فروسرخ که تصاویر زنده را به ایستگاه زمینی ارسال می کردند. اهمیت فروسرخ در اینجاست که به جای اتکا صرف به ستون های دود، نشانه های گرمایی را شناسایی می کند؛ بنابراین آتش سوزی ها زودتر تشخیص داده می شوند و حتی در شرایط پوشیده یا کم دید نیز می توان مسیر گسترش آن ها را دنبال کرد.

جایگاه اپوس نئو در چشم انداز هپس

مهندسان و مدیران بحران اغلب پهپادهای خورشیدی با ماندگاری طولانی را با ایستگاه های سکوی ارتفاع بالا مقایسه می کنند که معمولا با عنوان هپس شناخته می شوند. اتحادیه بین المللی مخابرات، هپس را سامانه ای تعریف می کند که در ارتفاع ۲۰ تا ۵۰ کیلومتری فعالیت دارد. اپوس نئو به لایه های پایین استراتوسفر رسیده، اما هنوز به آستانه ۲۰ کیلومتری دست نیافته است؛ آستانه ای که آن را در محدوده رسمی هپس قرار می دهد.

برای مقایسه، پهپاد خورشیدی زفیر از ایرباس بالاتر از ۲۳۰۰۰ متر پرواز کرده و رکوردهایی از پروازهای پیوسته در مقیاس چند هفته ثبت کرده است. این دستاوردها نشان می دهند از نظر فنی چه چیزهایی ممکن است. در مقابل، اپوس نئو در حال ساختن جایگاهی کاربردی برای خود است: مشاهده پایدار در ارتفاع پایین تر با تمرکز بر پایش محیط زیست و شناسایی آتش سوزی جنگلی بر فراز زنجیره های جزیره ای پرجمعیت.

چالش های عملیاتی و مسئله فصلی بودن

ماندگاری پرواز به طول روز وابسته است. کوتاه بودن بازه روشنایی در زمستان، ورودی روزانه انرژی خورشیدی را کاهش می دهد و حاشیه ایمنی برای شارژ دوباره باتری را کمتر می کند. نوسان های دما در ارتفاع زیاد نیز بر عملکرد باتری اثر می گذارند. هر دو عامل، عملیات در تمام طول سال را دشوار می کنند و مهندسان را وادار می سازند میان مساحت بال، جرم باتری و توان حمل محموله تعادل برقرار کنند.

همچنین موانع مقرراتی و چالش های هماهنگی فضای هوایی وجود دارد. پرواز در حریم هوایی ملی در ارتفاعات استراتوسفری به هماهنگی دقیق با مقام های هوانوردی غیرنظامی نیاز دارد؛ همان طور که مشارکت مقام های اسپانیایی در ماموریت اکتبر نشان داد. با این حال، ماندن چندروزه بر فراز یک منطقه، به جای چند دقیقه دیدی که ماهواره فراهم می کند، به نیروهای امدادی آگاهی پیوسته از وضعیت می دهد و تصمیم گیری را سرعت می بخشد.

دیدگاه کارشناسی

دکتر ماریا آلوارز، متخصص سامانه های آتش سوزی جنگلی که با خدمات اضطراری اروپا همکاری داشته است، می گوید: «حسگری پایدار از روی سکوهای خورشیدی، شیوه مقابله ما با آتش سوزی جنگلی را تغییر می دهد. ماهواره ها پوشش دوره ای ارائه می کنند، بالگردها و نیروهای عملیاتی پاسخ محلی می دهند، اما پهپاد خورشیدی که بتواند چند روز در آسمان بماند، فاصله میان این ظرفیت ها را پر می کند. تشخیص زودهنگام، در کنار دریافت زنده تصاویر فروسرخ، می تواند ساعت های حیاتی را از زمان واکنش کم کند.»

دکتر آلوارز این نکته احتیاطی را نیز اضافه می کند: «عملکرد فنی باید با نیازهای عملیاتی همخوان باشد. این یعنی ماندگاری قابل اعتماد در شب، پیوندهای داده مقاوم و توان فعالیت در شرایط نور زمستانی. اگر این مسائل حل شوند، سکوهایی شبیه اپوس نئو برای مناطق جزیره ای و ساحلی تحول آفرین خواهند بود.»

جمع بندی

مجموعه پروازهای اخیر اپوس نئو، بیش از آنکه نشان دهنده کمال باشد، نشانه پیشرفت است. این هواپیما ماندگاری طولانی، محموله ای کاربردی برای تصویربرداری حرارتی و تمرکزی عملیاتی بر نظارت آتش سوزی جنگلی در جزایر قناری را اثبات کرده است. با این حال، هنوز به ارتفاع های معیار هپس نرسیده و محدودیت های فصلی را به طور کامل حل نکرده است. با وجود این، پروازهای پایدار فراتر از ۸۰ ساعت، ایده پایش هوایی پیوسته و کم هزینه را به کاربرد روزمره نزدیک تر می کند. برای جوامعی که در معرض خطر آتش سوزی جنگلی هستند، چنین قابلیتی می تواند به هشدارهای زودتر، آگاهی بهتر از وضعیت و واکنش های سریع تر و موثرتر منجر شود.