211service.com
Robotvliegtuigen jagen op klimaatgegevens
Voor het eerst is NASA begonnen met het besturen van een onbemand vliegtuig uitgerust met wetenschappelijke instrumenten om de atmosfeer van de aarde in meer detail te observeren. Het bureau werkt samen met Northrop Grumman om drie vliegtuigen uit te rusten, genaamd Wereldwijde haviken , die door de Amerikaanse luchtmacht aan NASA zijn gegeven. In tegenstelling tot bemande vliegtuigen die zijn uitgerust met instrumenten voor aardobservatie, kunnen de Global Hawks tot 30 uur vliegen en grotere afstanden en op grote hoogte afleggen; ze kunnen ook nauwkeurigere gegevens verzamelen dan satellieten en kunnen worden gestationeerd om een gebied voor langere tijd in de gaten te houden.
Robo-vliegtuig: NASA en Northrop Grumman hebben dit onbemande vliegtuig ontwikkeld dat is uitgerust met wetenschappelijke instrumenten voor aardwetenschappelijke missies. NASA, Global Hawk genaamd, verwierf het vliegtuig van de Amerikaanse luchtmacht en wijzigde het om instrumenten te dragen om de atmosfeer nauwkeuriger te volgen dan satellieten kunnen.
Er zijn bepaalde soorten atmosferische en aardwetenschappelijke gegevens die we missen, ook al hebben we dingen als satellieten, bemande vliegtuigen en oppervlaktenetwerken, zegt Robbie Hood , directeur van de National Oceanic and Atmospheric Administration ( NOAA ) Programma voor onbemande vliegtuigen. NOAA heeft een overeenkomst gesloten met NASA om de wetenschappelijke instrumenten te helpen bouwen en de wetenschappelijke missies voor de Global Hawks te begeleiden. Hood zal de vliegtuigen evalueren om te bepalen hoe ze het best kunnen worden gebruikt. Ze zegt bijvoorbeeld dat ze over een orkaan kunnen vliegen om de intensiteitsveranderingen te volgen of over het noordpoolgebied vliegen om veranderingen in het zee-ijs gedetailleerder te volgen.
De eerste missie van de Global Hawks werd vorige week gelanceerd - een vliegtuig vloog vanaf NASA's Dryden Flight Research Center op Edwards Air Force Base in Californië over de Stille Oceaan. De projectwetenschappers zullen tot eind april ongeveer één vlucht per week lanceren. De drone is uitgerust met 11 verschillende instrumenten om metingen te doen en aërosolen en gassen in de atmosfeer in kaart te brengen, wolken te profileren en meteorologische gegevens zoals temperaturen, wind en druk te verzamelen. Het heeft ook high-definition camera's om de kleuren van de oceaan in beeld te brengen.
De eerste missie is meestal een demonstratiemissie om de mogelijkheden van het systeem te bewijzen, zegt Paul Newman , co-projectwetenschapper en atmosferisch fysicus bij NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, MD. Het vliegtuig zal ook onder de Aura Satelliet , een NASA-satelliet die momenteel de ozonlaag, de luchtkwaliteit en het klimaat van de aarde bestudeert om de metingen te valideren en een vergelijking te maken tussen de meetwaarden en wat het nieuwe vliegtuig kan doen. Satellieten geven je elke dag wereldwijde dekking, maar ze kunnen een regio niet heel precies zien. Het vliegtuig kan je regelmatige waarnemingen en een zeer fijne resolutie geven, zegt Newman.
De robotvliegtuigen opereren volledig autonoom - wetenschappers programmeren het vliegtuig voor vertrek met de beoogde bestemmingen en het vliegtuig navigeert zichzelf. Wetenschappers kunnen echter de vliegroute van het vliegtuig veranderen zodra het onderweg is of het op afstand besturen in een noodgeval. Omdat een Global Hawk-vlucht 30 uur kan duren (vergeleken met 12 uur voor een bemande vlucht), kan het vliegtuig naar regio's reizen, zoals het noordpoolgebied, die doorgaans te gevaarlijk zijn voor bemande missies.
Autonoom vlieger: De eerste missie van het vliegtuig is het bewaken van de atmosfeer boven de Stille Oceaan. Het kan tot 30 uur vliegen, een hoogte van 19,8 kilometer bereiken en een bereik van 22.800 kilometer afleggen.
NASA verwierf het vliegtuig in 2007 van de Amerikaanse luchtmacht. Ze waren oorspronkelijk ontwikkeld voor bewakings- en verkenningsmissies. Nu passen onderzoekers ze aan voor hun eerste uitgebreide aardwetenschappelijke missies. We kunnen in-situ metingen met een hoge resolutie krijgen, en dat is echt de gouden standaard, en iets dat we nooit eerder hebben kunnen doen, zegt Randy Albertson, directeur van NASA's Airborne Science Program in de aardwetenschappendivisie in Dryden.
De instrumenten aan boord voor de eerste missie omvatten: een LIDAR-instrument dat een laserpuls gebruikt om de vorm, grootte en dichtheid van wolken en aerosolen te meten; een spectrograaf die verontreinigende stoffen zoals stikstofdioxide, ozon en aerosolen meet en in kaart brengt; een ultraviolette fotometer voor ozonmetingen; een gaschromatograaf om broeikasgassen te berekenen; een handvol andere instrumenten die atmosferische waterdamp en ozonafbrekende chloorfluorkoolwaterstoffen nauwkeurig kunnen meten; en high-definition camera's om de kleuren van de oceaan in beeld te brengen en meer te weten te komen over hun biologische processen. (Bekijk hier een volledige lijst met laadvermogen.)
De onderzoekers zullen ook delen van de atmosfeer kunnen bemonsteren die ze niet gedurende lange tijd hebben kunnen bereiken of monitoren: de bovenste troposfeer en de onderste stratosfeer. Het vliegtuig kan op een hoogte van 19.812 kilometer vliegen en bijna 22.800 kilometer afleggen. Dat deel van de atmosfeer is een cruciale regio die reageert op en bijdraagt aan klimaatverandering aan de oppervlakte, en we zijn ons gaan realiseren dat het sterk onderbemonsterd is, zegt David Fahey , co-projectwetenschapper en onderzoeksfysicus bij NOAA's Earth Science Research Lab in Boulder, CO. Als je niet weet wat er in bepaalde delen van de atmosfeer gebeurt, zul je verkeerd interpreteren wat er aan de oppervlakte gebeurt.
NASA en Northrop Grumman hebben het vliegtuig aangepast tot een plug-in-play-systeem, zodat instrumenten gemakkelijk kunnen worden verwijderd en nieuwe kunnen worden geïnstalleerd, afhankelijk van de missie. Het vliegtuig kan indien nodig ook opnieuw worden ontworpen voor een specifieke missie.
De vliegtuigen zijn in feite hybride satelliet-vliegtuigen die een revolutie teweeg zullen brengen in de manier waarop we wetenschap bedrijven, zegt Newman. De volgende missie is om orkanen in het Caribisch gebied te bestuderen en zal een nieuwe reeks instrumenten voor de vliegtuigen bevatten.