아이스 레이더 드론으로 기후 변화 연구

Jul 09, 2023

이 예산 시스템은 비밀을 발견하기 위해 얼음 밑을 조사합니다.

드론 기반의 얼음 관통 레이더 시스템인 Peregrine은 지난 3월 노르웨이의 Slakbreen 빙하에서 테스트되었습니다.

나'내가 위에 서 있어 본토에서 북쪽으로 600km 이상 떨어진 노르웨이 스발바르 군도의 Slakbreen 빙하를 가로지르는 드론을 지켜보세요. 저는 소형 얼음 관통 레이더가 장착된 고정익 무인 항공기(UAV)인 Peregrine을 테스트하는 팀의 일원입니다. 이 레이더는 아래 기반암까지 빙하 얼음을 이미지화할 수 있습니다.

온도는 -27°C이고 바람이 차가워지면 -40°C 아래로 내려갑니다. 이는 우리가 이번 탐험을 위해 가져온 대부분의 상업용 장비의 작동 온도보다 훨씬 낮은 수준입니다. 우리의 휴대폰, 노트북, 카메라는 빠르게 고장나고 있습니다. 아직 작동 중인 마지막 컴퓨터는 작은 텐트 안에 있는 작은 가열 패드 위에 놓여 있습니다.

날씨가 가혹하기 때문에 우리는 Peregrine이 남극과 그린란드 빙상을 정기적으로 조사하면서 훨씬 더 혹독한 조건에서 작동할 계획입니다. 이 거대한 덩어리는 완전히 녹을 경우 지구 해수면을 65미터까지 높일 수 있는 충분한 물을 저장합니다. 어느 빙상도 조만간 완전히 녹을 것으로 예상되지는 않지만, 그 엄청난 규모로 인해 작은 변화라도 지구의 미래에 영향을 미칠 수 있습니다. 그리고 Peregrine이 수집할 데이터는 과학자들이 이러한 중요한 지역이 기후 변화에 어떻게 반응하는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

Thomas Teisberg, 전기공학 박사 스탠포드 대학의 후보가 노르웨이 Slakbreen 빙하에서 Peregrine을 발사했습니다.

과학자들은 오랫동안 위성 레이저 고도계에서 수집한 데이터를 사용하여 빙상 표면 높이의 변화를 조사해 왔습니다. 이 데이터는 대부분 2003년에 발사된 ICESat과 2018년에 발사된 후속 ICESat-2에서 가져온 것입니다. 과학자들은 이러한 NASA 위성의 정보를 사용하여 고도의 변화를 측정하고 이를 사용하여 표면의 순 영향을 추론합니다. 눈이 내리고 녹는 것과 같은 과정과 빙상이 빙산을 바다로 방출하는 속도.

이러한 측정은 확실히 중요하지만 레이저 고도계는 얼음이 어떻게 변형되고 밑에 있는 암석 위로 어떻게 미끄러지는지를 포함하여 표면 아래에서 일어나는 일에 대한 직접적인 정보를 제공하지 않습니다.

그리고 우리가 빙상이 새로운 극한 기후에 어떻게 반응하는지 이해하려고 노력할 때 이러한 과정이 핵심입니다. 온도 변화는 자체 무게로 인해 얼음이 변형되는 속도에 어떤 영향을 미칠까요? 빙하 바닥에 도달하는 액체 물은 어느 정도까지 빙하 바닥을 윤활하게 하여 얼음이 바다로 더 빨리 미끄러지게 만들까요?

이러한 질문에 대한 답을 얻으려면 표면 아래를 살펴봐야 합니다. 전파를 사용하여 빙하의 내부 층과 그 아래 층을 이미지화하는 기술인 얼음 관통 레이더(IPR)를 입력하세요. 시추공을 뚫거나 지진 데이터를 수집하기 위해 지리단 배열을 설정하는 등 노동 집약적인 기타 방법과 달리 IPR 시스템은 초창기부터 항공기에 탑재되어 왔습니다.

페레그린은 노르웨이에서 시험비행을 마친 후 착륙합니다.

1960년대에 국제 협력의 일환으로 미 해군 록히드 C-130 허큘리스 수송기가 IPR 데이터 수집 항공기로 전환되었습니다. 이 프로젝트(내가 좀 더 자세히 논의할 프로젝트는 남극 대륙의 가장 먼 곳에서도 이러한 유형의 데이터를 신속하게 수집하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 그 이후로 IPR 도구는 점점 더 좋아졌습니다. 데이터를 분석하고 이를 사용하여 미래 해수면 상승을 예측하는 수단입니다.

하지만 데이터를 수집하는 데 사용된 항공기는 비교적 거의 변경되지 않았습니다. 최신 장비는 종종 2개의 엔진 터보프롭인 de Havilland Canada DHC-6 Twin Otters나 개조된 Douglas DC-3인 Basler BT-67을 통해 비행됩니다. (현재 남극 대륙에서 일부 Basler 비행 임무는 전생에 제2차 세계대전 임무를 수행했습니다.) 그리고 이러한 작전에 대한 지원은 국가마다 다르지만, 새로운 데이터에 대한 수요는 이를 수집하는 승무원 항공기의 능력을 능가하고 있습니다. 적어도 가격은 그렇습니다. 가장 자금이 풍부한 운영을 제외하고는 모든 사람이 접근할 수 없는 태그입니다.