“游隼”無人機(jī)順利獲得機(jī)載雷達(dá)探尋未來氣候變化
無人機(jī)載雷達(dá)探尋未來氣候變化。
我站在百米厚的冰面上，看著一架無人機(jī)在挪威斯瓦爾巴群島的斯拉克布林冰川上穿梭，這里距離大陸北部600多公里。我是“游隼”（Peregrine）測試團(tuán)隊(duì)的一員，“游隼”是一款固定翼無人駕駛飛行器，它配備了小型探冰雷達(dá)，可對冰川冰進(jìn)行成像，不斷探入冰川下的基巖。
當(dāng)前氣溫為零下27℃，刺骨的風(fēng)寒令溫度降至零下40℃，遠(yuǎn)低于 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 此次考察所帶的大多數(shù)商用設(shè)備的工作溫度。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的手機(jī)、筆記本電腦和相機(jī)很快便將停止工作。最后一臺(tái)尚在工作的電腦安放在小帳篷里的一個(gè)小加熱墊上。
這里的天氣已經(jīng)很惡劣了，而 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 要讓“游隼”在更惡劣的條件下工作，定期測繪南極和格陵蘭島的冰蓋。如果這些巨大的冰川完全融化，它們儲(chǔ)存的大量水足以使全球海平面上升65米。雖然這兩大冰蓋不會(huì)很快完全融化，但它們的超大規(guī)模會(huì)對 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 星球的未來產(chǎn)生重大影響。“游隼”采集的數(shù)據(jù)將幫助科學(xué)家分析這些重點(diǎn)地區(qū)將如何應(yīng)對氣候變化。
長期以來，科學(xué)家們不斷利用衛(wèi)星激光測高儀收集數(shù)據(jù)，觀察冰蓋表面高度的變化。這些數(shù)據(jù)大部分來自2003年發(fā)射的ICESat衛(wèi)星，及后來2018年發(fā)射的ICESat-2衛(wèi)星。科學(xué)家們根據(jù)這些美國國家航空航天局衛(wèi)星給予的信息測量海拔的變化，并由此推斷出降雪、融化等對冰面變化過程的凈影響，以及冰蓋向海洋釋放冰山的速度。
這些測量當(dāng)然很重要，但激光測高不能直接給予冰面下所發(fā)生的狀況，包括冰如何變形以及冰如何在基巖上滑動(dòng)。
當(dāng) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 試圖分析冰蓋對新的極端氣候的反應(yīng)時(shí)，這些過程是關(guān)鍵。溫度的變化如何影響冰在自身重量下的變形速度？冰川底部的液態(tài)水會(huì)在多大程度上潤滑冰床，使冰更快地滑入海洋？
要想找到這些問題的答案， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 需要分析冰面下層的情況。探冰雷達(dá)（IPR）是一種利用無線電波對冰川內(nèi)層及其下面基巖進(jìn)行成像的技術(shù)。與其他勞動(dòng)密集型的方法（如鉆孔或設(shè)置檢波器陣列收集地震數(shù)據(jù)）不同，探冰雷達(dá)系統(tǒng)從誕生起便搭載在飛機(jī)上。
20世紀(jì)60年代，作為國際合作的一部分，美國海軍洛克希德C-130大力神運(yùn)輸機(jī)被改裝成探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)采集飛機(jī)。該項(xiàng)目（我稍后會(huì)詳細(xì)討論）表明，即使是在南極洲最偏遠(yuǎn)的地方，也可以快速采集到這些類型的數(shù)據(jù)。自此以后，探冰雷達(dá)儀器變得越來越好，分析數(shù)據(jù)方法也越來越好，并開始用于預(yù)測未來海平面的上升。
與此同時(shí)，用于采集數(shù)據(jù)的飛機(jī)變化相對較小?，F(xiàn)代儀器經(jīng)常搭載在加拿大德哈維蘭公司的DHC-6“雙水獺”雙引擎渦輪螺旋槳飛機(jī)或是由道格拉斯DC -3改進(jìn)的巴斯勒BT-67上。（今天在南極洲執(zhí)行任務(wù)的部分巴斯勒飛機(jī)過去曾在第二次世界大戰(zhàn)期間執(zhí)行任務(wù)。）雖然各國對此類行動(dòng)的支持力度各不相同，但對新數(shù)據(jù)的需求已經(jīng)超過了載人飛機(jī)采集數(shù)據(jù)的能力，至少就價(jià)格成本而言，只有那些資金最充足的行動(dòng)才能負(fù)擔(dān)得起。
如今采集此類數(shù)據(jù)不應(yīng)該那么困難了。
正因如此，我和達(dá)斯汀·施羅德斯坦福無線電冰河學(xué)實(shí)驗(yàn)室的其他學(xué)生開始開發(fā)幾種新型的探冰雷達(dá)系統(tǒng)，“游隼”便是其中之一。
斯坦福大學(xué)電氣工程博士生托馬斯·泰斯伯格與斯坦福的同學(xué)丹尼·梅(DannyMay)在筆記本電腦控制器前放飛“游集”，而一群來自斯瓦爾巴大學(xué)中心的學(xué)生則在一旁觀看。當(dāng)游集”爬升到斯拉克布林冰川上空時(shí)，系統(tǒng)的紅色天線在機(jī)翼下清晰可見。
“游隼”作為經(jīng)過改造的無人機(jī)，攜帶 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 基于軟件定義無線電設(shè)計(jì)的小型探冰雷達(dá)。該雷達(dá)系統(tǒng)的重量不到1千克，與傳統(tǒng)探冰雷達(dá)系統(tǒng)相比重量很輕，傳統(tǒng)探冰雷達(dá)往往會(huì)占據(jù)載人飛機(jī)的整個(gè)設(shè)備架。整個(gè)裝置（無人機(jī)加上雷達(dá)系統(tǒng)）只需幾千美元，裝在堅(jiān)固耐用的箱子里，大約是一個(gè)大托運(yùn)行李箱的大小。
但要真正理解為什么 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 覺得現(xiàn)在需要把“游隼”帶到這個(gè)世界上，你需要分析探冰雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的歷史。
托馬斯·泰斯伯格蜷縮在一臺(tái)筆記本電腦前(左)，一個(gè)小帳篷為這臺(tái)電腦遮擋嚴(yán)寒。三腳架支撐著與無人機(jī)通信的無線電設(shè)備。隨后，泰斯伯格在試飛后將“游集”帶回團(tuán)隊(duì)。
第一次大規(guī)模的南極洲傳統(tǒng)探冰雷達(dá)測繪始于20世紀(jì)60年代末，當(dāng)時(shí)一群美國、英國和丹麥的地球科學(xué)家在一架C-130的機(jī)翼下安裝了一套雷達(dá)天線。那時(shí)GPS還未出現(xiàn)，該項(xiàng)目使用內(nèi)部導(dǎo)航系統(tǒng)和已知的地面航路點(diǎn)記錄飛行路徑。該系統(tǒng)使用改造陰極射線管記錄雷達(dá)回波，掃描一卷光學(xué)膠片，研究人員用手寫筆記對光學(xué)膠片加以補(bǔ)充。此次測繪產(chǎn)生了數(shù)百卷膠卷和成堆的筆記本。
該項(xiàng)目于1979年結(jié)束，此后，各個(gè)國家和地區(qū)紛紛召開項(xiàng)目，對南極洲和格陵蘭島進(jìn)行區(qū)域調(diào)查。雖然最初的調(diào)查范圍有限，但這些項(xiàng)目不斷開展，最重要的是，它們開始采集帶有GPS坐標(biāo)的數(shù)字化數(shù)據(jù)。
21世紀(jì)的第一個(gè)十年末，探冰雷達(dá)測繪得到了意想不到的提升。2003年，經(jīng)過僅僅36天的數(shù)據(jù)采集，ICESat就丟失了一個(gè)激光高度計(jì)，到2009年底，該衛(wèi)星的所有激光設(shè)備均停止了工作。激光測高的問題似乎與機(jī)載探冰雷達(dá)測繪無關(guān)。但由于距離ICESat-2發(fā)射還有幾年時(shí)間，以及對公共地球科學(xué)基金有利的美國政治環(huán)境，美國國家航空航天局組織了“冰橋行動(dòng)”（Operation IceBridge），這是一項(xiàng)大規(guī)模的機(jī)載調(diào)查測繪工作，旨在填補(bǔ)格陵蘭島和南極洲的激光測高數(shù)據(jù)缺口。
雖然主要目的在于采集激光測高數(shù)據(jù)，但使用飛機(jī)而非衛(wèi)星意味著可以很容易地添加其他儀器。當(dāng)時(shí)，得克薩斯大學(xué)地球物理研究所和堪薩斯大學(xué)遙感與集成系統(tǒng)中心（CReSIS）這兩家美國組織不斷在開發(fā)改進(jìn)版的探冰雷達(dá)儀器，探冰雷達(dá)已經(jīng)具備裝機(jī)條件。
2009至2019年，“冰橋行動(dòng)”的飛機(jī)在南極上空飛行逾35萬千米，采集探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)。同一時(shí)期，美國國家科學(xué)基金會(huì)的“南極洲中央板塊冰凍圈演化調(diào)查”（ICECAP）項(xiàng)目為超過25萬千米的其他南極探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目給予了資金。
“冰橋行動(dòng)”使全球探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集量大幅增加。雖然世界各地的其他組織，特別是英國南極調(diào)查局和阿爾弗雷德·韋格納研究所也在采集和繼續(xù)采集探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)，但在“冰橋行動(dòng)”期間，由美國牽頭的數(shù)據(jù)采集工作從多年來幾乎可以忽略不計(jì)的狀態(tài)搖身一變成為主要數(shù)據(jù)來源。
2018年，IceSat-2發(fā)射，標(biāo)志著“冰橋行動(dòng)”的結(jié)束。雖然有些探冰雷達(dá)測量仍在繼續(xù)，但自2018年以來，數(shù)據(jù)的采集速度明顯落后于觀測的科學(xué)需求。
最近，科學(xué)家們認(rèn)為重要的探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)類型發(fā)生改變，增加了對更好的冰監(jiān)測工具的需求。從歷史上看，這種雷達(dá)測量已被用于確定巖石或沉積層上的冰川的厚度。
除了一些例外情況，冰下基巖在與人相關(guān)的時(shí)間尺度內(nèi)不會(huì)發(fā)生變化。因此，這類探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集通常是一次性，或者至少不是經(jīng)常采集的。一旦采集到足夠的數(shù)據(jù)，就可以建立足夠詳細(xì)的冰川或冰蓋下面基巖的地圖。
但冰川到基巖的深度并非隱藏在冰面下的唯一重要信息。例如，探冰雷達(dá)數(shù)據(jù)揭示了由降雪變化引起的冰川內(nèi)部分層。這些內(nèi)層的形狀為現(xiàn)在和過去的冰層流動(dòng)給予了線索。
科學(xué)家還可以觀察基巖的反射率，這可以解釋液態(tài)水存在的可能性。水的存在可以表明周圍冰的溫度。水的存在對冰川的流動(dòng)速度起著非常重要的作用，因?yàn)樗梢詽櫥ǖ牡撞?，導(dǎo)致更快的滑動(dòng)和更快的質(zhì)量損失。
斯拉克布林冰川位于挪威斯瓦爾巴群島，是該國最寒冷的地區(qū)，選擇它來測試“游集”，是因?yàn)樗惶赡芎幸簯B(tài)水，液態(tài)水會(huì)干擾對基巖成像。
“游集”以一定軌跡飛行(左圖，紅線)飛越了大約0.6平方千米的特爾布林冰川，該冰川也位于斯瓦爾巴群島上。無人機(jī)的探冰雷達(dá)繪制了冰川下面以及內(nèi)部的分層。在根據(jù)數(shù)據(jù)繪制的3D可視化圖(右圖)中，冰層顯示為暗線，基巖顯示為亮線。
所有這些都可能會(huì)以年甚至季節(jié)為基礎(chǔ)發(fā)生變化，需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測。每隔幾年進(jìn)行一次雷達(dá)探測是不夠的。
僅使用載人飛行更加頻繁地采集數(shù)據(jù)是很困難的——這樣做成本高，后勤保障也困難，而且環(huán)境惡劣，會(huì)使人處于危險(xiǎn)之中。取代載人飛機(jī)的主要問題在于該往哪個(gè)方向開展：向上（衛(wèi)星星座）還是向下（無人機(jī)編隊(duì)）？
少數(shù)幾顆衛(wèi)星可以給予多年的全球覆蓋和經(jīng)常性的重復(fù)測量，但這并非探冰雷達(dá)的理想平臺(tái)。要在冰面上取得與百米高空中無人機(jī)上的1瓦發(fā)射器相同的單位面積功率，400千米軌道上的衛(wèi)星的發(fā)射器需要大約15兆瓦功率，這超過美國聯(lián)邦通信委員允許的SpaceX星鏈衛(wèi)星最大功率的3倍。
雜波是另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。假設(shè)你有一個(gè)天線，發(fā)射功率主要在10度錐形范圍內(nèi)。你想觀測冰面下1.5千米處的冰蓋底部，但35千米外有一座山脈。從400千米以上的地方，你的天線也會(huì)照到那座山脈，山脈反射回來的能量比從冰蓋底部反射回來的能量強(qiáng)得多，冰蓋底部的回波由于經(jīng)過1.5千米的冰層而衰減。
托馬斯·泰斯伯格檢查“游集”在挪威試飛時(shí)記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)。他桌子上帶有電線的小盒子是“游集”載荷的一部分，包括一個(gè)軟件定義無線電、一個(gè)樹莓派和用銅屏蔽包裹的其他電子設(shè)備。冰的表面和基巖的形狀在這張二維數(shù)據(jù)追蹤圖中清晰可見。
還有一種選擇是無人機(jī)，它能比載人飛機(jī)飛得離冰更近。研究人員對無人機(jī)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)的冰成像潛力產(chǎn)生興趣至少已有十年。2014年，CReSIS裝備了一架翼展5米的無線電控制飛機(jī)，配備了小型化的探冰雷達(dá)系統(tǒng)版本。該設(shè)計(jì)巧妙地利用了機(jī)翼的幾何形狀作為低頻天線，但帶寬較小，限制了數(shù)據(jù)質(zhì)量。
這次演示可謂投石問路，自此之后的大部分研究已將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至高頻系統(tǒng)，有時(shí)也被稱為雪雷達(dá)，用于近地表成像，可以更好地分析山區(qū)積雪、海冰上的積雪以及冰蓋頂部幾米的分層結(jié)構(gòu)。CReSIS已經(jīng)在一架小型無人直升機(jī)上測試了其雪雷達(dá)；最近，它與美國國家航空航天局和維尼拉無人機(jī)公司合作，在一架翼展11米的大型無人機(jī)上搭載雪雷達(dá)，該無人機(jī)一次可在空中停留數(shù)天。
盡管如此， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 仍然需要可穿透冰蓋的探冰雷達(dá)成像，并且要具有足夠高的帶寬來區(qū)分內(nèi)層，以及可廣泛使用的成本價(jià)格。
這正是“游隼”的用武之地。該項(xiàng)目于2020年啟動(dòng)，旨在建造比以往更小、更經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，隨著固定翼無人機(jī)和小型化電子設(shè)備的進(jìn)步，該目標(biāo)現(xiàn)在已成為可能。
■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 知道自己不能用現(xiàn)成的系統(tǒng)來做探冰雷達(dá)。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 必須從零開始，開發(fā)一個(gè)適合廉價(jià)無人機(jī)的小而輕的系統(tǒng)。
■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 決定在雷達(dá)中使用軟件定義無線電技術(shù)，因?yàn)樯漕l發(fā)射器和接收器的高度可定制，大部分系統(tǒng)復(fù)雜性也從硬件轉(zhuǎn)移到了軟件。使用軟件定義無線電，整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)可以制作在幾塊小電路板上。
軟件定義無線電和其他電子設(shè)備組成的探冰雷達(dá)安裝在機(jī)頭作為屏蔽保護(hù)，使其不會(huì)干擾GPS信號(hào)。
■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 從一開始就將目光鎖定在超越第一個(gè)項(xiàng)目的位置，開發(fā)基于Ettus的USRP硬件驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序接口的軟件，該軟件可以與各種軟件定義無線電共同使用，成本從1000美元到3萬美元不等，質(zhì)量從數(shù)十克到數(shù)千克不等。
■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 添加了一個(gè)樹莓派單板計(jì)算機(jī)來控制軟件定義無線電。樹莓派還連接著一系列溫度傳感器，這樣便可以確保系統(tǒng)不會(huì)太熱或太冷。
軟件定義無線電本身是雙向的，一面用于發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，一面用于接收回波，每一面都順利獲得放大器和濾波器連接到 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的定制天線上。整個(gè)系統(tǒng)的重量略低于1千克。
這些天線的設(shè)計(jì)很棘手。探冰雷達(dá)天線需要相對較低的頻率（因?yàn)轭l率越高，受冰影響的衰減越明顯）和相對較寬的帶寬（實(shí)現(xiàn)足夠的距離分辨率）。通常情況下，這意味著一個(gè)大天線，但 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的小型無人機(jī)無法搭載又大又重的天線。
我從標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)結(jié)天線著手，這是地面雷達(dá)系統(tǒng)中常用的天線。最初的設(shè)計(jì)太大， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的小型無人機(jī)連一個(gè)天線都裝不下，更不用說兩個(gè)天線了。因此，我使用天線的數(shù)字模型對幾何形狀進(jìn)行了調(diào)整，根據(jù)我使用的仿真軟件，在尺寸和性能之間找到一個(gè)可接受的折中方案。
我還搭建了幾個(gè)原型，分析真實(shí)的天線性能與仿真有何不同。第一個(gè)是我用銅帶剪下來粘貼在塑料片上的。后來的版本和最終版本被我制作成印刷電路板。經(jīng)過幾次迭代，我有了一個(gè)可以工作的天線，能夠安裝在小型飛機(jī)的每個(gè)機(jī)翼下。
對于無人機(jī)， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 開始使用X-UAV Talon無線電控制飛機(jī)套件，其中包括泡沫機(jī)身、尾翼組件和機(jī)翼。飛機(jī)上的每一塊導(dǎo)電材料都會(huì)影響天線的性能，可能會(huì)產(chǎn)生不良的效果。測試表明，碳纖維機(jī)翼梁和機(jī)翼上連接伺服電機(jī)的導(dǎo)線與天線之間產(chǎn)生了有問題的感應(yīng)通道，于是 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 用玻璃纖維梁代替了碳纖維梁，并在伺服線路上添加了鐵氧體磁珠，作為低通濾波器。
我以為至此已一切就緒。但是，當(dāng)把無人機(jī)帶到實(shí)驗(yàn)室附近的一個(gè)場地時(shí)， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)處于開機(jī)狀態(tài)時(shí)， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 無法對無人機(jī)進(jìn)行GPS定位。經(jīng)歷了最初的困惑后， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 發(fā)現(xiàn)了干擾的來源：系統(tǒng)的USB 3.0接口。為分析決這一問題，我設(shè)計(jì)了一個(gè)塑料盒子，把樹莓派和軟件定義無線電裝在盒子里，3D打印出來，用一層薄薄的銅帶包裹起來。這樣就屏蔽了惹麻煩的USB電路，使其不會(huì)干擾系統(tǒng)的其余部分。
最后， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 在斯坦福大學(xué)一個(gè)干涸的湖床上放飛了微型雷達(dá)無人機(jī)。雖然 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的系統(tǒng)不能順利獲得泥土成像，但 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 能夠從地面取得強(qiáng)烈的反射波，那時(shí) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 便知道自己有可工作的原型機(jī)了。
6個(gè)月后， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 在冰島瓦特納冰川的冰帽上進(jìn)行了第一次真實(shí)環(huán)境測試，這要感謝冰島大學(xué)當(dāng)?shù)睾献骰锇榈膸椭涂犊?，以及美國國家航空航天局的資助。這個(gè)地點(diǎn)很好，因?yàn)楦浇幕鹕讲粫r(shí)噴發(fā)的火山物質(zhì)（火山灰）覆蓋在冰蓋表面。這些火山灰又被埋在新雪下，并在冰面下形成火山灰層。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 認(rèn)為這些地質(zhì)層可以很好地替代在格陵蘭島和南極洲發(fā)現(xiàn)的冰內(nèi)部分層。雖然在相對溫暖的瓦特納冰川冰層中有大量的液態(tài)水， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的系統(tǒng)無法探測到冰面以下數(shù)十米，但在雷達(dá)探測中，火山灰層還是很明顯的。
但這些最初的試驗(yàn)并非一帆風(fēng)順。在一次試飛后，我發(fā)現(xiàn)所采集的數(shù)據(jù)幾乎完全是噪聲。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 測試了每個(gè)組件和線纜，直到我發(fā)現(xiàn)其中一根同軸電纜的屏蔽已經(jīng)破裂，只剩斷續(xù)的連接。用了一根備用電纜和大量熱熔膠后， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 完成剩下的測試。
在下一輪測試中， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的目標(biāo)是拍攝冰川下的基巖而不僅僅是冰川內(nèi)部。這就是為什么 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 在2023年3月來到了挪威最寒冷地區(qū)的冰川上，在那里，冰內(nèi)的液態(tài)水不太可能干擾測量。在那里， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 能夠拍攝位于冰面下150米處冰川基巖的圖像。至關(guān)重要的是， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 深信不疑，自己的系統(tǒng)在南極洲和格陵蘭島的惡劣環(huán)境中也能正常工作。
現(xiàn)在 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的系統(tǒng)相對較小。它被設(shè)計(jì)得經(jīng)濟(jì)且便攜，方便研究團(tuán)隊(duì)隨身攜帶到遙遠(yuǎn)的地方。但 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 也希望它作為一個(gè)更大的無人機(jī)機(jī)載探冰雷達(dá)系統(tǒng)的測試平臺(tái)，該系統(tǒng)的操作范圍約為800千米，成本足夠低廉，可以永久部署在南極科考站。以現(xiàn)有的11個(gè)科考站作為基地，至少有一個(gè)無人機(jī)艦隊(duì)的成員可以探測南極洲的每一處海邊。下一代無人機(jī)雖然比 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 最初的“游隼”更大、更貴，但仍將比載人機(jī)載系統(tǒng)便宜得多，且容易操作。
單靠幾個(gè)博士生是無法操作一架大型無人機(jī)的，更不用說一個(gè)無人機(jī)編隊(duì)了，所以 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 正在與斯坦福大學(xué)、斯克里普斯海洋學(xué)研究所和俄勒岡州尤金的萊恩社區(qū)學(xué)院召開合作，讓這個(gè)新平臺(tái)落地。如果一切順利， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 希望能在3年內(nèi)對南極和格陵蘭冰蓋召開探冰雷達(dá)-無人機(jī)調(diào)查。這樣做無疑將有助于科學(xué)家研究地球冰蓋對氣候變化的反應(yīng)。采用永久部署的無人機(jī)覆蓋大部分活躍研究區(qū)域，對新數(shù)據(jù)的請求可以在幾天內(nèi)完成。調(diào)查可以動(dòng)態(tài)地在不同地區(qū)定期、重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)快速和不可預(yù)測的事件發(fā)生時(shí)，比如冰架崩塌，可以部署無人機(jī)采集實(shí)時(shí)雷達(dá)數(shù)據(jù)。
今天，這樣的觀測依然是不可能的。但“游隼”及其后續(xù)產(chǎn)品可以使其成為可能。擁有采集此類雷達(dá)數(shù)據(jù)的能力，將有助于冰川學(xué)家解決冰原物理學(xué)中的根本不確定性，改進(jìn)海平面上升預(yù)測，并有助于更好地制定決策，減緩和適應(yīng)地球未來氣候的變化。
作者：Thomas Teisberg
關(guān)注微博
關(guān)注微信
關(guān)注公眾號(hào)
關(guān)注抖音號(hào)