Publicado: 
04 de marzo de 2022

La NASA ayuda a volar drones en el Ártico

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Vanilla vuela sobre el hielo marino frente a la ladera norte de Alaska en noviembre de 2021. Las campañas aéreas a las regiones polares a menudo vuelan en línea recta, limitadas por la necesidad de recargar combustible entre los vuelos. Los drones como Vanilla tienen diferentes necesidades y pueden ofrecer un nicho en las observaciones de la Tierra que los científicos tradicionalmente han luchado por explorar con los pies sobre el terreno o con instrumentos que ya están en el aire y el espacio. Créditos: Platform Aerospace.

Han entregado comestibles y realizado espectáculos de luz en los Juegos Olímpicos. Pero en el implacable clima del Ártico, los drones han tenido dificultades para volar durante largos períodos de tiempo; el tipo que permitiría a los investigadores poner en el aire instrumentos científicos de forma segura para monitorear la región.

Ahora, un equipo liderado por científicos de la NASA está mostrando cómo un dron de alas fijas llamado Vanilla (Vainilla en español) podría volar durante varios días sobre el océano Ártico llevando un instrumento que emplea un radar para medir la profundidad de la nieve que se acumula sobre el hielo marino.

Al poner a prueba el dron y el instrumento de radar para nieve juntos, el equipo quiere proporcionar datos clave para rastrear y proyectar con mayor precisión cómo las regiones polares de la Tierra están cambiando e influyendo en el nivel del mar.

Debido a que las nevadas ponen una capa adicional de nieve sobre el hielo marino, incluso a algunos de los sistemas de altímetros más poderosos de la NASA en el espacio les cuesta medir el espesor del hielo. Los datos de los drones que vuelan a baja altitud pueden ayudar a los científicos a medir este espesor cambiante con mayor precisión a medida que el hielo marino del Ártico fluctúa con las estaciones.

“La misma técnica podría usarse eventualmente para evaluar cómo el derretimiento del agua dulce de Groenlandia y la Antártida contribuye al aumento del nivel del mar”, dice Brooke Medley, científica investigadora del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien dirige el proyecto.

En otras palabras, Medley ve en los drones un camino hacia proyecciones cada vez más precisas de cómo el aumento del nivel del mar podría remodelar las costas en todo el mundo y, para climas más templados, una nueva herramienta prometedora para monitorear incendios forestales, proliferaciones de algas y otras señales vitales de cambios en la Tierra.

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​​Vanilla, un dron de ala fija, preparándose para el despegue en el aeropuerto de Deadhorse, Alaska. La aeronave fue diseñada y fabricada por Vanilla Unmanned, que es propiedad y está operada por Platform Aerospace. El dron lleva un instrumento de radar de nieve que proporciona la única manera de medir con precisión la profundidad de la nieve de forma remota. Fue desarrollado por científicos del Centro para la teledetección de las capas de hielo de la Universidad de Kansas para la Operación IceBridge de la NASA y luego ajustado para caber en Vanilla. Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA/Brooke Medley

En noviembre de 2021, Vanilla voló durante seis horas sobre el océano abierto y el hielo marino a más de 222 km (130 millas) desde un aeropuerto en Deadhorse, Alaska, donde un piloto controlaba la aeronave y un científico controlaba el instrumento de radar.

Al volar en un clima más templado durante ocho días seguidos en 2021, Vanilla obtuvo el récord mundial de vuelo continuo sin reaprovisionamiento de combustible por parte de una aeronave pilotada a distancia con motor de combustión interna. En Alaska, las precipitaciones inusuales impidieron realizar vuelos de varios días, pero las primeras evaluaciones muestran que Vanilla podría volar durante casi cinco días sobre el hielo marino del Ártico.

Para ganar sus “alas árticas”, Vanilla voló con sensores de detección de hielo, sistemas de calefacción y un recubrimiento especial anticongelante para protegerse contra la niebla y la humedad que podrían congelar rápidamente sus alas y su hélice. La aeronave también funciona con un motor diésel que ayuda a regular el calor, a diferencia de los drones que funcionan con baterías.

“Los drones han recorrido un largo camino, lo suficiente como para que puedan comenzar a ser más que cuatricópteros que vuelan localmente y miran su vecindario”, dice Medley. “Finalmente, volar drones es más ecológico y más seguro que volar aviones grandes, por lo que esto cumple con muchos requisitos”.

Medley, quien lidera el proyecto, desea estudiar el hielo marino en el Ártico y el océano Antártico con el dron. En última instancia, la idea es volar sobre Groenlandia y la Antártida, las dos capas de hielo de la Tierra. A diferencia de las costosas y laboriosas campañas aéreas que dependen de aviones y tripulación, múltiples drones podrían volar simultáneamente, de manera regular y en sondeos de varios días de toda una capa de hielo, dice Medley.

Los satélites de la NASA han desempeñado un papel clave en la detección de cómo las capas de hielo han perdido masa en las últimas décadas. Pero han tenido dificultades para medir detalles finos sobre cómo las variaciones en la profundidad de la nieve en la superficie del hielo afectan el espesor de estos glaciares continentales.

Los científicos generalmente determinan la salud de una capa de hielo midiendo los cambios en la altura de la superficie que ayudan a evaluar si el hielo se está adelgazando o engrosando. Pero la nieve sopla constantemente alrededor de las capas de hielo y se acumula en su superficie durante varios años, como un pastel de varias capas que los satélites se esfuerzan por rastrear.

“Tenemos que asegurarnos de que los cambios de espesor que estamos viendo no sean solamente un único evento de nevada o la falta de un único evento de nevada”, dice Medley. “Entonces, podremos interpretar mejor los cambios que estamos viendo desde el espacio si sabemos cuánta nieve está cayendo”.

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Una cámara en la cola de Vanilla muestra la vista sobre el hielo marino. La nieve aísla eficientemente la pérdida de calor del océano hacia la atmósfera mucho más fría, y se puede utilizar para monitorear las precipitaciones. Pero esta nieve acumulada también dificulta que los satélites puedan medir con precisión el espesor del hielo marino. Créditos: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA/Brooke Medley

Debido a que el hielo marino ya está flotando en el océano, el nivel del mar no aumenta significativamente cuando ese hielo se derrite. Pero las nevadas que se asientan en las capas de hielo eventualmente se derriten y depositan agua dulce en el océano. Almacenada como agua congelada en la superficie de una capa de hielo, esta nieve también puede detener la contribución de una capa de hielo al aumento del nivel del mar, dice Medley.

Cómo exactamente esa nieve acumulada influye en los niveles del mar es un proceso poco entendido en los estudios sobre el aumento del nivel del mar.

“Necesitamos monitorear esta acumulación de nieve”, dice Medley, “porque los cambios pequeños en realidad pueden terminar desempeñando un papel muy importante en el cambio del nivel del mar”.

Por Roberto Molar Candanosa

Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland

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