Группа вулканологов и инженеров из университетов Бристоля и Кембриджа провела измерения непосредственно внутри вулканических облаков, а также визуальные и тепловые изображения недоступных пиков вулканов.
Во время десятидневной исследовательской поездки команда выполнила множество экспериментальных полетов на вершины вулканов Фуэго и Пакайя в Гватемале. Используя легкие современные датчики, они измерили температуру, влажность и температурные данные в вулканических облаках, а также сделали снимки многочисленных извержений в режиме реального времени.
Это один из первых случаев, когда сделанные на заказ беспилотные летательные аппараты (БПЛА) с неподвижным крылом использовались на таких вулканах, как Фуэго, где отсутствие близкого доступа к жерлу на вершине помешало надежным измерениям газа. Финансирование Института Кэбота помогло команде разработать технологии, обеспечивающие эту возможность. БПЛА успешно летали за пределами прямой видимости (BVLOS) на расстоянии до 8 километров и на высоте 10 000 футов над местом запуска.
Группа планирует вернуться в Гватемалу позже в этом году с более широким набором датчиков, включая газоанализатор multiGAS (CO2, SO2, H2S); четырехступенчатый фильтрующий элемент; угольные заглушки для отбора проб золы; тепловизионные и визуальные камеры, датчики атмосферы.
Доктор Эмма Лю, вулканолог из Департамента наук о Земле в Кембридже, сказала: «Вулканы являются огромными источниками летучих веществ и микроэлементов и играют ключевую роль в геохимическом круговороте этих элементов в земной системе. Дроны предлагают неоценимое решение проблем отбора проб на месте и регулярного мониторинга вулканических выбросов, особенно тех, где область вблизи жерла является чрезмерно опасной или недоступной. Эти датчики не только помогают понять выбросы вулканов, но и могут быть использованы в будущем для оповещения местных жителей о надвигающихся извержениях, особенно если полеты можно будет автоматизировать».
Доктор Том Ричардсон, старший преподаватель летной динамики на факультете аэрокосмической техники в Бристоле, объяснил: «Опираясь на нашу отмеченную наградами работу на острове Вознесения, команда провела несколько испытаний за пределами прямой видимости. (BVLOS) полеты из обсерватории на высоте до 10 000 футов над стартовой площадкой для достижения вершины Вулкан-де-Фуэго. Наш успех привел к прямым приглашениям от Генерального директората гражданской авиации и Национального института исследований, вулканологии, метеорологии e Hidrología вернуться и продолжить эту новаторскую работу."
Доктор Киран Вуд, старший научный сотрудник Департамента аэрокосмической техники в Бристоле, добавил: «Даже во время этой первоначальной кампании мы смогли выполнить важные научные и инженерные задачи. быстро меняющаяся топография вершины Фуэго. Они показали, что вулкан извергался не из одного, а из двух активных жерл на вершине».
Бен Шелленберг, аспирант первого года аэрокосмической инженерии в Бристоле, сказал: «Участие в такой поездке на столь раннем этапе моей докторской диссертации было невероятно захватывающим. Первоначальный анализ данных датчика и полетных данных говорит нам, что мы сможем автоматически идентифицировать, когда мы находимся в вулканических выбросах. Я не могу дождаться, чтобы вернуться, чтобы проверить эту гипотезу."
Выходя из пробных полетов, исследовательская группа также использовала свой самолет для картографирования топологии барранки и вулканических отложений в ней. Эти отложения были сформированы недавним пирокластическим потоком, быстро движущимся облаком перегретого пепла и газа, которое двигалось по барранке от Фуэго. Собранные данные помогут в моделировании путей течения и потенциального воздействия будущих извержений вулканов на близлежащие поселения.
Доктор Мэтт Уотсон, читатель отдела природных опасностей в Школе наук о Земле в Бристоле, сказал: «Это захватывающее начальное исследование для будущих исследований, и оно было бы невозможно без очень тесного сотрудничества между вулканологией и инженерией».
Командой инженеров и вулканологов, участвовавших в исследовательской поездке, были: доктор Колин Грейтвуд, доктор Том Ричардсон, Бен Шелленберг, доктор Хелен Томас, доктор Мэтт Уотсон, доктор Киран Вуд из Бристольского университета и доктор Эмма Лю из Кембриджский университет.