Ученые используют дроны для наблюдения за вулканом Макушин — Дроноагрегатор

Ученые используют дроны для наблюдения за вулканом Макушин

Дроны могут снизить риск и затраты, связанные с проведением вулканических измерений.
Дроны могут снизить риск и затраты, связанные с проведением вулканических измерений.

На Аляске больше вулканов, чем в любом другом штате, и Обсерватория вулканов Аляски следит за тем, какие из них проявляют признаки беспорядков.

Организация измеряет сейсмическую и инфразвуковую активность на более чем 20 вулканах и отслеживает визуальные признаки, такие как облака пепла, через спутник и веб-камеру.

Теперь группа ученых из Колорадо использует новую технологию для измерения вулканической активности: дроны. Прикрепив детекторы газа к беспилотным самолетам и пролетая ими над жерлами вулканов, ученые могут измерять выходную мощность, чтобы «понюхать», если активность вулкана меняется.

В августе Энди Ласк из KUCB встретился с Кристофом Керном из Обсерватории вулканов Аляски. Керн работал над дронами вместе с генеральным директором и соучредителем Black Swift Technologies Джеком Элстоном и техническим директором Мацеем Стачурой.

Кристоф Керн (слева) и Джек Элстон (справа)
Кристоф Керн и Джек Элстон.

Этот разговор был немного отредактирован для большей длины и ясности.

КУКБ: Почему ты здесь? Что привело вас на остров Уналаска?

Керн: Мы здесь, чтобы провести некоторые измерения вулканических газов и фотограмметрические измерения вершины вулкана Макушин. Новинка в том, что мы делаем на этот раз — мы сделали это однажды два года назад — заключается в том, что мы пытаемся сделать это без использования вертолета или самолета. Мы делаем это исключительно полагаясь на дрон.

KUCB: Проще говоря, какие технологии вы используете?

Стахура: Дроны, которые мы используем для этой миссии, изначально были разработаны в сотрудничестве с НАСА как новый самолет для их миссий по науке о Земле.

Изначально мы делали калибровку спутников, которые у них есть. Но со временем у нас появилось больше запросов на выполнение миссий.

Я бы не назвал это вершиной с точки зрения сложности, но здесь есть много хороших инженерных улучшений, потому что цель состоит в том, чтобы летать в таких условиях. Самолет этой конкретной конструкции летал в Гренландии, в очень жаркую погоду, над вулканами в джунглях Коста-Рики, на очень больших высотах.

КУКБ: Потому что вы запускаете прямо с взлетно-посадочной полосы в аэропорту, верно?

Керн: Да, мы запускаем прямо из аэропорта здесь, в Датч-Харборе. Идея состоит в том, чтобы разработать технологию, которую можно будет использовать на безопасном расстоянии в случае извержения вулкана. Это значит минимум 10 миль.

Элстон: Одна из причин, по которой мы выбрали Макушина, заключается в том, что нам не нужно было брать лодку, чтобы добраться до него.

Элстон несет дрон в аэропорту Тома Мэдсена.
Элстон несет дрон в аэропорту Тома Мэдсена.

КУКБ: Когда вы рисуете что-то вроде Макушина, сколько времени занимает весь этот процесс?

Керн: Что касается фотограмметрии, вы разбиваете ее на две части. Одна часть — это сбор данных, то есть просто фотографирование. Для этого вы должны убедиться, что ваши фотографии имеют достаточное перекрытие. Вы летаете взад и вперед — вроде как косите газон над каким-нибудь вулканом — делая сотни фотографий.

Компьютер выполняет большую тяжелую аналитическую работу. На самом деле, мы говорим, что фотограмметрический анализ является одним из самых дорогостоящих в вычислительном отношении. Вы передаете изображения в программное обеспечение, которое затем может занять от нескольких минут до нескольких часов, чтобы обработать их и преобразовать в то, что нам нужно, а именно в цифровую модель рельефа.

Эти модели, в зависимости от разрешения камер и высоты, на которой самолет летит над землей, имеют точность порядка сантиметров. Они очень, очень точны.

КУКБ: Как вы справляетесь с проблемой снега, учитывая, что мы находимся на Аляске? Это похоже на проблему.

Керн: Мы концентрируемся на районах, свободных от снега, а их на самом деле довольно много. Они существуют из-за выбросов горячего газа, поэтому в некоторых кратерах нет снега. Мы наблюдаем, меняют ли эти кратеры свою форму. На самом деле это может указывать на изменение активности самого вулкана.

Что касается измерений газа, которые мы также проводим, мы пытаемся измерить две вещи. Мы измеряем состав выбрасываемых газов и скорость выбросов — это количество газа в час или день. И то, и другое свидетельствует о процессах, происходящих внутри самого вулкана.

КУКБ: Самый последний вопрос. Когда будут опубликованы результаты вашего исследования и когда общественность сможет узнать, что вы здесь узнали? 

Керн: Пройдет еще пара недель, прежде чем эти результаты будут обнародованы, но, скорее всего, это будут данные Геологической службы США, и там также будет небольшая интерпретация. Они будут размещены на портале данных Геологической службы США ScienceBase.

Источник: https://www.kucb.org/science-environment/2023-09-21/drone-makushin