黑色雨燕技术公司和喷气推进实验室开展无人机火山探测研究

卡洛琳·里斯

2月5日，黑色雨燕技术公司（Black Swift Technologies）已宣布与美国宇航局喷气推进实验室成功合作，通过无人机系统飞越一座活火山附近的森林冠层，捕获空气中的二氧化碳含量测量。通过测量和监测从活火山通风口和裂缝喷出的二氧化碳等气体，喷气推进实验室可以更好地了解火山活动及其影响，提高火山喷发的应急规划和预警能力。

飞行试验在哥斯达黎加进行，由哥斯达黎加大学的乔治·安德烈斯·迪亚兹博士及其同事协助，使用黑色雨燕技术公司最先进的小型无人机系统“黑色雨燕”S2（Black Swift S2），配备用于测量火山喷出的二氧化碳、水蒸气的传感器。未来的飞行试验，“黑色雨燕”S2将利用传感器、浊度计能够测量甲烷、硫化氢、二氧化硫，评估火山颗粒的大小和分布，利用大气探针分析压力、温度、湿度和三维风场。

2月5日，黑色雨燕技术公司（Black Swift Technologies）已宣布与美国宇航局喷气推进实验室成功合作，通过无人机系统飞越一座活火山附近的森林冠层，捕获空气中的二氧化碳含量测量。通过测量和监测从活火山通风口和裂缝喷出的二氧化碳等气体，喷气推进实验室可以更好地了解火山活动及其影响，提高火山喷发的应急规划和预警能力。

飞行试验在哥斯达黎加进行，由哥斯达黎加大学的乔治·安德烈斯·迪亚兹博士及其同事协助，使用黑色雨燕技术公司最先进的小型无人机系统“黑色雨燕”S2（Black Swift S2），配备用于测量火山喷出的二氧化碳、水蒸气的传感器。未来的飞行试验，“黑色雨燕”S2将利用传感器、浊度计能够测量甲烷、硫化氫、二氧化硫，评估火山颗粒的大小和分布，利用大气探针分析压力、温度、湿度和三维风场。

而地面变形和被动二氧化碳由卫星测量继续进行监测。这些科学飞行试验已经证明，一架专用的无人机能够更精确地测量火山通风口和裂缝周围以及被树冠遮挡的通风口和裂缝的气体化合物，进行火山生命周期量化分析。

黑色雨燕技术公司首席执行官杰克埃尔斯顿博士说，“与地面人员或昂贵的载人飞机相比，无人机可以有效地到达所需要的位置。我们目标是在火山周围等具有挑战性的环境部署小型无人机，沿森林冠层的等高线采集气体样品的实时数据。而卫星观测只能测量气体样品的平均值。”

了解、分析火山气体是研究火山爆发的原因和如何爆发至关重要的途径。研究和证据表明，二氧化碳的排放量可以预测火山爆发的风险，因为它们是火山内部发生情况的评价指标。如果从火山口、裂缝、喷气孔等释放到大气中的气体浓度提高，则表明火车爆发的概率增大。通过研究气体混合物的组成和监测其组成的变化，科学家们就能更好地预测火山爆发的可能性。

世界各地不断发生火山爆发。据加州大学洛杉矶分校博士和喷气推进实验室研究团队成员弗洛里安· 施宛德纳说，“世界大约有1500座潜在的活火山，火山大爆发每年发生50～60次，造成近十亿人的重大健康和财产损失风险，以及包括气候变化和航空事故等造成的影响。在2018年1月下旬，菲律宾马荣火山开始喷发前，有超过70000人被安全疏散。发出撤离重要通知的及时性是火山灰咨询中心（VAAC）和地方当局对火山观测和前兆检测、监测诊断的结果。二氧化碳排放量的增加是火山正在复活、可能爆发的早期指标之一。但是，尤其是在热带地区，把仪器安放在在这么多火山上是一件非常困难的事。”

美国宇航局/喷气推进实验室使用小型无人机系统进行有针对性的现场观测，飞行到以前无法进入的地区，通过量化火山的生命周期，对火山进行科学监测，为火山活动提供新的见解。

利用黑色雨燕技术公司的专有的雨燕核飞行管理系统（SwiftCore Flight Management System），美国宇航局/喷气推进实验室的科学家可以在几分钟内规划“黑雨燕”S2区域飞行，然后开始收集数据进行即时分析和决策。雨燕核飞行管理系统的高性能自动驾驶功能使得科学家团队能够在自主高度可变地形跟随（AGL）和接近恒定高度（MSL）下使用黑雨燕”S2。此外，黑雨燕”S2任务载荷舱的模块化设计实现了飞行部署之间的快速周转，使科学家能够快速地调整或校准传感器载荷，或替换由二氧化硫气体浓度等导致性能退化的零部件。

凭借其直观的界面，飞行计划很容易完成。任务监控和成像都是在黑色雨燕技术公司装载有SwiftTab软件的手持式Android平板电脑中处理。采用基于手势的控制方式，用户能够放心地在没有经过多学时培训情况下部署这种小型无人机以收集数据。

杰克·埃尔斯顿博士说，“小型无人机已经使得我们以往经常认为不可能的观察世界的方式变成了可能，随着技术的发展，自主性的提高将使得小型无人机的操作更加简单、安全，便于小型无人机更广泛地用于各种科学研究。”

（编译：王晓丽）