Voos de drones de observação de vulcões abrem portas para o monitoramento rotineiro de perigos

Caros Leitores;

A capacidade de fornecer uma “previsão do vulcão” pode ajudar a reduzir os impactos significativos na saúde, segurança e até mesmo econômicos das erupções; eles interrompem regularmente a aviação e a cadeia de suprimentos global da qual dependemos. No outono passado, circulando o cume de um vulcão ativo, uma pequena aeronave nos levou a um futuro onde vulcões remotos, mas perigosos, são constantemente monitorados em busca de sinais de que uma erupção possa estar se formando.

Este sistema de aeronaves não tripuladas, ou UAS, comumente conhecido como drone, foi especialmente projetado para usos científicos em ambientes desafiadores – e depois atualizado para se tornar uma plataforma aérea de observação de vulcões. Com voos para o Vulcão Makushin nas Ilhas Aleutas do Alasca em setembro de 2021, um grupo de cientistas federais e engenheiros da indústria demonstrou que o UAS poderia voar com sucesso sem os olhos de seus pilotos na aeronave. E isso abre novas possibilidades para monitorar vulcões e outros perigos em todo o mundo.

Voos fora de vista, anos em construção

Enviar pesquisadores a pé ou em aeronaves pilotadas para pesquisar vulcões de perto pode ser perigoso e caro. Também não é realista fazer regularmente para um grande número de vulcões. Mas um UAS sofisticado poderia fazer o trabalho, se pudesse voar além da linha de visão visual de seus operadores. A capacidade, conhecida pela sigla BVLOS, marca uma espécie de limite que, uma vez ultrapassado, possibilitará muitas outras aplicações.

Na NASA, o uso de UASs para monitoramento de perto de vulcões foi demonstrado pela primeira vez por pesquisadores do Ames Research Center da agência, no Vale do Silício, na Califórnia. Em 2013, eles coletaram dados científicos voando pequenos drones de asa fixa sobre o vulcão Turrialba, na Costa Rica.

Mais tarde, uma colaboração de longo prazo entre a NASA e a Black Swift Technologies de Boulder, Colorado, resultou no S2 UAS, que fez os recentes voos inovadores no Alasca.

“Precisávamos que fosse realmente robusto, para suportar voar em condições turbulentas e gases corrosivos em torno de vulcões”, disse Florian Schwandner, diretor da divisão de Ciências da Terra da Ames e um dos primeiros membros do projeto. “Também desenvolvemos uma carga útil de detecção de gás que o UAS poderia transportar para procurar sinais de agitação vulcânica”.

Quando o US Geological Survey se juntou à parceria alguns anos depois, eles trouxeram uma carga útil ainda mais capaz para detectar gases adicionais e coletar imagens visuais e térmicas.

O caminho de desenvolvimento que levou à demonstração de voo do S2 foi apoiado em parte pelo programa Small Business Innovation Research e Small Business Technology Transfer da NASA, cujo escritório de gerenciamento está localizado em Ames. O programa financia pequenas empresas e instituições de pesquisa para pesquisa, desenvolvimento e demonstração de tecnologias inovadoras com potencial significativo para comercialização bem-sucedida. Para todos os drones, científicos ou não, alcançar um voo seguro do BVLOS é o próximo grande passo para o uso comercial generalizado.

Para o cume e para trás

Para demonstrar que o S2 poderia voar dessa maneira – sem olhos na aeronave, apenas em monitores exibindo sua trajetória de voo – um dos principais requisitos era um plano para integrar o UAS com segurança no espaço aéreo. A divisão de Operações de Voo da Ames trabalhou com a Administração Federal de Aviação e a Black Swift para desenvolver as operações necessárias para voar com segurança fora de vista.

Durante a implantação, a equipe voou quatro missões BVLOS para o Vulcão Makushin, a 15 milhas de distância. O S2 contou com seus sistemas autônomos e um plano de voo programado para chegar ao cume, onde a aeronave capturou imagens térmicas e de luz visível de alta resolução. Os cientistas da equipe confirmaram que poderiam usá-los para detectar mudanças nas características físicas que indicam que a atividade vulcânica está mudando no subsolo. Os voos também demonstraram a capacidade dos sensores a bordo da aeronave para detectar gases que podem sinalizar mudanças na atividade nas profundezas do vulcão.

“Nosso objetivo é continuar a impulsionar os recursos dos UASs para fornecer informações valiosas sobre fenômenos naturais”, disse Jack Elston, CEO da Black Swift Technologies. “Esta implantação demonstrou algumas tecnologias de automação de última geração que acreditamos que ajudarão a simplificar muito o que agora são operações de UAS muito difíceis. Um dos resultados mais empolgantes foi ver nosso sistema de piloto automático personalizado determinar quando as condições se tornaram muito perigosas e voltar atrás”.

Um futuro de voos de rotina

A capacidade comprovada de voar com segurança além do alcance da visão de um piloto com esta plataforma científica abre caminho para operações mais rotineiras.

“Trabalhando com a NASA e a Black Swift, nossos cientistas acreditam que podemos usar UASs para ajudar as autoridades a alertar as comunidades sobre o início de erupções vulcânicas perigosas e muitos outros perigos que agora nos pegam de surpresa”, disse Jonathan Stock, diretor do USGS National Innovation. Center, que ajudou a financiar e coordenar os voos de setembro de 2021. “Com essa ferramenta, poderíamos monitorar rotineiramente até vulcões remotos quanto à atividade e responder a eventos de erupção – um divisor de águas para a segurança de nossos cientistas e das comunidades em torno desses riscos geológicos”.

Essa parceria entre o governo e as pequenas empresas pode possibilitar os voos de drones da BVLOS para rastrear e responder a um conjunto diversificado de perigos em todo o mundo, incluindo secas, inundações, incêndios florestais e muito mais. 

Este trabalho é o produto de uma parceria de longo prazo entre a NASA, Black Swift Technologies LLC e USGS. O financiamento para o projeto do Vulcão Makushin foi fornecido pelo USGS National Land Imaging Program e pelo USGS National Innovation Center, trabalhando com o programa SBIR/STTR da NASA para alavancar o investimento original da NASA no protótipo da aeronave. O USGS também financiou a divisão Ames Flight Operations da NASA por meio de um acordo entre agências para fornecer revisões de aeronavegabilidade e coordenação de integração do espaço aéreo com a FAA.

Imagem do banner: O UAS S2 pronto para implantação em seu lançador pneumático no aeroporto Dutch Harbor, no Alasca. Créditos: Aleutian Aerial/Andy Dietrick

Para mídia de notícias:

Membros da mídia de notícias interessados ​​em cobrir este tópico devem entrar em contato com a redação da NASA Ames .

Autor: Abby Tabor, Centro de Pesquisa Ames da NASA

Fonte: NASA / Editor: Abigail Tabor  / 28-01-2022 

https://www.nasa.gov/feature/ames/volcano-observing-drone-flights-open-door-to-routine-hazard-monitoring 

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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