نخستین پهپاد جهان که به استراتوسفر رسید| پرواز ۱۰ کیلومتری برای پیش‌بینی دقیق‌تر آب‌وهوا
پهپاد استراتو با هدف گسترش دامنه اندازه‌گیری‌های جوی و دسترسی به اطلاعات دقیق‌تر از وضعیت جو توسعه یافته است. این سامانه هنگام صعود، اطلاعاتی از جمله دما، رطوبت، فشار هوا و سرعت باد را ثبت می‌کند و به گفته سازنده، نخستین مولتی‌کوپتری است که می‌تواند پروفایل‌های جوی را از نزدیکی سطح زمین تا لایه استراتوسفر اندازه‌گیری کند.
به گزارش اینتیتر به نقل از فرارو، شرکت سوئیسی فناوری هواشناسی «متئوماتیکس» (Meteomatics) از پهپاد جدیدی به نام «استراتو» (Strato) رونمایی کرده است که به گفته این شرکت، توانسته تا ارتفاع ۳۴ هزار و ۲۴۵ پایی، معادل حدود ۱۰ هزار و ۴۳۸ متری، از سطح زمین صعود کند. این پهپاد مولتی‌کوپتر برای اندازه‌گیری شرایط جوی در ارتفاعات بالا طراحی شده و می‌تواند داده‌هایی را جمع‌آوری کند که معمولاً بالن‌های هواشناسی وظیفه ثبت آن‌ها را بر عهده دارند.
به نقل از interesting engineering، پهپاد استراتو با هدف گسترش دامنه اندازه‌گیری‌های جوی و دسترسی به اطلاعات دقیق‌تر از وضعیت جو توسعه یافته است. این سامانه هنگام صعود، اطلاعاتی از جمله دما، رطوبت، فشار هوا و سرعت باد را ثبت می‌کند و به گفته سازنده، نخستین مولتی‌کوپتری است که می‌تواند پروفایل‌های جوی را از نزدیکی سطح زمین تا لایه استراتوسفر اندازه‌گیری کند.
یکی از ویژگی‌های اصلی این پهپاد، قابلیت فعالیت در شرایط سخت جوی است. استراتو به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند در برابر بادهای پایدار با سرعت حداکثر ۸۰ مایل در ساعت مقاومت کند. همچنین، سامانه یخ‌زدایی فعال آن با گرم کردن پروانه‌ها، از تشکیل یخ روی آن‌ها در دماهای پایین جلوگیری می‌کند؛ مسئله‌ای که در پروازهای ارتفاع بالا اهمیت زیادی دارد.
متئوماتیکس می‌گوید ترکیب این قابلیت‌ها، امکان جمع‌آوری داده‌های جوی را در ارتفاعاتی فراهم می‌کند که دستیابی به آن‌ها با روش‌های متداول مشاهده هوا دشوارتر است. با این حال، شرکت هنوز تأیید مستقلی برای رکورد ارتفاع اعلام‌شده استراتو منتشر نکرده است.
استراتو چگونه در ارتفاع بیش از ۱۰ کیلومتری پرواز می‌کند؟
پرواز در ارتفاعات بالا با چالش‌هایی مانند کاهش دما، یخ‌زدگی و بادهای شدید همراه است. استراتو برای مقابله با این شرایط، از بدنه‌ای با طراحی آیرودینامیکی و سامانه کنترل فعال در برابر باد استفاده می‌کند تا بتواند جهت و پایداری خود را در جریان‌های هوایی مخالف حفظ کند.
سامانه یخ‌زدایی این پهپاد نیز به‌صورت یکپارچه طراحی شده است. هنگامی که شرایط مستعد یخ‌زدگی تشخیص داده شود، پروانه‌ها گرم می‌شوند تا از تشکیل یخ و اختلال در عملکرد آن‌ها جلوگیری شود. علاوه بر این، بدنه استراتو در برابر آب مقاوم است تا امکان فعالیت در باران و سایر شرایط مرطوب را نیز فراهم کند.
این پهپاد در طول پرواز، اطلاعات تله‌متری را به‌صورت بلادرنگ برای اپراتور ارسال می‌کند. این اطلاعات شامل ارتفاع پرواز، شرایط باد، دما و هشدارهای مربوط به یخ‌زدگی است و به اپراتور اجازه می‌دهد وضعیت هواپیما و شرایط جوی را در جریان صعود و فرود زیر نظر داشته باشد.
با وجود اعلام ارتفاع پروازی استراتو، متئوماتیکس هنوز اطلاعاتی درباره ظرفیت باتری، مدت‌زمان پرواز، وزن محموله قابل حمل یا شرایط دقیق دستیابی به حداکثر ارتفاع منتشر نکرده است. بنابراین، جزئیات فنی لازم برای ارزیابی کامل عملکرد این پهپاد همچنان در دسترس نیست.
مارتین فنگلر، مدیرعامل شرکت متئوماتیکس، در توضیح اهمیت این دستاورد گفت: «ده سال پیش، یک پهپاد که به طور مؤثر به استراتوسفر پرواز می‌کرد تا داده‌های آب و هوایی را جمع‌آوری کند، یک رویای دست نیافتنی بود. امروز، ما آن را به واقعیت تبدیل کرده‌ایم.»
تفاوت استراتو با بالن‌های هواشناسی چیست؟
بالن‌های هواشناسی از جمله ابزارهای اصلی برای بررسی وضعیت جو در ارتفاعات بالا هستند. این بالن‌ها معمولاً تجهیزاتی به نام رادیوسوند را حمل می‌کنند که در جریان صعود، اطلاعاتی درباره شرایط جوی ثبت می‌کنند.
با این حال، بالن‌های معمولی عمدتاً همراه با جریان باد حرکت می‌کنند و مسیر آن‌ها به شکل محدودی قابل کنترل است. همچنین، بسیاری از این بالن‌ها پس از پرتاب برای استفاده مجدد بازیابی نمی‌شوند. در مقابل، استراتو می‌تواند به سمت یک موقعیت مشخص پرواز کند، داده‌های مورد نیاز را جمع‌آوری کند و به محل پرتاب خود بازگردد.
به گفته متئوماتیکس، این قابلیت به اپراتورها اجازه می‌دهد اندازه‌گیری‌های جوی را در زمان و مکانی که به آن نیاز دارند انجام دهند؛ امکانی که می‌تواند انعطاف‌پذیری بیشتری در مقایسه با برنامه‌های از پیش تعیین‌شده پرتاب بالن‌های هواشناسی ایجاد کند.
یکی از مشکلات روش‌های متداول اندازه‌گیری جو، فاصله زمانی میان پرتاب‌ها و محدودیت در دسترسی به اطلاعات لحظه‌ای از برخی مناطق است. این مسئله به‌ویژه در تروپوسفر بالایی اهمیت دارد؛ منطقه‌ای از جو که جریان‌های هوایی پرسرعت در آن می‌توانند بر سامانه‌های آب‌وهوایی و عملیات هوانوردی تأثیر بگذارند.
استراتو برای کاهش این شکاف اطلاعاتی طراحی شده است. با استفاده از این پهپاد می‌توان اندازه‌گیری‌های جوی را در مکان‌ها و زمان‌های انتخاب‌شده انجام داد و اطلاعات تازه‌تری از شرایط موجود در ارتفاعات مختلف به دست آورد.
کاربرد پهپاد استراتو در هوانوردی و پیش‌بینی آب‌وهوا
جمع‌آوری اطلاعات دقیق از وضعیت جو در ارتفاعات بالا می‌تواند در حوزه‌های مختلف کاربرد داشته باشد. یکی از این حوزه‌ها صنعت هوانوردی است؛ جایی که شناخت شرایط باد و سایر متغیرهای جوی می‌تواند به خطوط هوایی در ارزیابی وضعیت پرواز کمک کند.
اپراتورهای صنعت هوافضا نیز می‌توانند از چنین اطلاعاتی برای بررسی شرایط آب‌وهوایی در جریان آماده‌سازی پرتاب‌ها استفاده کنند. دسترسی به داده‌های دقیق‌تر از وضعیت جو، به‌ویژه در ارتفاعات بالا، می‌تواند به ارزیابی شرایط محیطی و تصمیم‌گیری بهتر در این حوزه کمک کند.
متئوماتیکس همچنین اعلام کرده است که داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط استراتو می‌توانند در پشتیبانی از مدل‌های پیش‌بینی آب‌وهوای با وضوح بالای این شرکت، با نام‌های US1k و Euro1k، مورد استفاده قرار گیرند. این مدل‌ها با هدف ارائه پیش‌بینی‌های محلی طراحی شده‌اند و از اندازه‌گیری‌های جوی و سایر اطلاعات هواشناسی بهره می‌برند.
با این حال، شرکت تاکنون داده‌های مقایسه‌ای منتشر نکرده است که نشان دهد استفاده از استراتو تا چه اندازه می‌تواند دقت پیش‌بینی‌های آب‌وهوا را در مقایسه با روش‌های موجود افزایش دهد. در نتیجه، میزان تأثیر عملی این پهپاد بر کیفیت پیش‌بینی‌ها همچنان نیازمند بررسی و ارزیابی بیشتر است.
استراتو در کنار دیگر پهپادهای هواشناسی متئوماتیکس
استراتو جدیدترین عضو خانواده پهپادهای هواشناسی متئوماتیکس است و در کنار سامانه‌های موجود این شرکت، یعنی Meteodrone و Meteodrone Tropo، قرار می‌گیرد. توسعه این پهپاد، دامنه ارتفاعی مورد پوشش سامانه‌های مشاهده جوی مبتنی بر پهپاد این شرکت را گسترش می‌دهد.
هدف از توسعه چنین سامانه‌هایی، فراهم کردن امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر و انعطاف‌پذیرتر شرایط جو و افزایش دسترسی به داده‌های مورد نیاز برای مدل‌سازی و پیش‌بینی آب‌وهواست.
پرواز گزارش‌شده استراتو تا ارتفاع ۳۴ هزار و ۲۴۵ پا، معادل حدود ۱۰ هزار و ۴۳۸ متر، قابلیت پرواز در ارتفاع بالا را نشان می‌دهد؛ ارتفاعی که آن را در محدوده مورد توجه برای اندازه‌گیری‌های جوی نزدیک به استراتوسفر قرار می‌دهد.
با این حال، برای ارزیابی کامل اهمیت این دستاورد باید منتظر انتشار اطلاعات بیشتری درباره عملکرد پروازی، میزان پایداری در شرایط جوی مختلف، دقت حسگرها و نتایج مقایسه‌ای آن با بالن‌های هواشناسی و سایر روش‌های اندازه‌گیری ماند. در حال حاضر، آنچه متئوماتیکس اعلام کرده، گامی در جهت توسعه سامانه‌های قابل استفاده مجدد برای جمع‌آوری داده‌های جوی در ارتفاعات بالاست؛ سامانه‌هایی که می‌توانند در آینده نقش مکملی برای روش‌های متداول پایش جو داشته باشند.
