Cómo volar un dron sobre el polo norte: un desafío científico continuo



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Roberta Pirazzini se embarcó en una expedición a Ártico haz algo que nadie haya probado antes: volar un dron cerca Polo Norte.

Los sensores de los drones evaluaría los luz del sol reflejado desde el hielo. Esta medida, conocida como albedo superficial, es la clave para comprender Cuánto cuesta radiación solar es absorbido de Tierra y cuánto se refleja en la atmósfera. Es uno de los acertijos científicos que podría ayudar a predecir qué tan rápido se derretirá el hielo marino.

Pero volar un dron sobre el extremo norte del planeta no es una tarea fácil. Pirazzini y una colega, Henna-Reetta Hannula, pasaron meses aprendiendo a volar en el Instituto Meteorológico de Finlandia, donde ambos trabajan como científicos. Los ingenieros diseñaron y construyeron un sofisticado sistema de navegación adaptado a climas extremos.




Barco polar con experiencia

Los científicos y sus drones se han unido a la expedición ártica más grande de la historia a bordo del Polarstern, un rompehielos que transporta a decenas de investigadores en una misión de un año. También llevaban un dron de perforación más pequeño que podían volar dentro de su pequeña cabina, la única oportunidad que tenían de mantener sus habilidades durante las semanas de navegación antes de finalmente tocar el suelo, bueno, el hielo.

Inmediatamente Pirazzini se encontró con los mismos problemas que los exploradores árticos han tenido durante dos siglos: condiciones de navegación traicioneras y tecnología que falla en el frío profundo.

Los drones y helicópteros tienen problemas cerca del Polo Norte porque los satélites de posicionamiento global reflejan pequeñas incertidumbres en las latitudes más al norte. Esto crea una creciente confusión para la navegación cuanto más se acerca un piloto al Polo Norte, y los drones Pirazzini operarían más cerca que antes.

Nave de ciencia polar 'Polarstem'

Jarrón científico polar ‘Polarstem’ (Alfred-Wegener-Institut)




La molesta navegación mató a un dron al comienzo de la expedición. El dron despegó del barco, tomó una dirección completamente descontrolada y se estrelló. Pirazzini temía que su dron de medición de albedo fuera la próxima víctima, y ​​su terror se confirmó tan pronto como pisó el hielo. El sistema de navegación del dron principal estaba desactivado, lo que significaba que ella y Hannula tendrían que calcular manualmente las distancias, la dirección, la altitud y la velocidad del viento.

«Frost era nuestro principal enemigo, no solo por el hielo en las palas» de los rotores del dron «, sino también en nuestros dedos», dice Pirazzini con voz entrecortada a través del teléfono satelital durante el viaje de regreso del dron. Polarstern a principios de este mes. «Se necesitan pequeños movimientos muy delicados para que el dron funcione», dice. «Cuando una mano se congela, la sensibilidad se pierde, los dedos ya no pueden controlar las características».

La niebla se convertiría en hielo alrededor de las aspas del dron. Las ráfagas de viento inmovilizarían el zumbido. Sin embargo, los dos científicos lograron realizar 18 vuelos en tres semanas. Las mediciones de albedo capturadas por Pirazzini, de 49 años, y Hannula, de 33, ahora se analizarán como parte de un esfuerzo multinacional para comprender cómo el calentamiento de las temperaturas está afectando al Ártico, una carrera científica contra el cambio climático en sí.



La capa de hielo del norte de la Tierra se está calentando aproximadamente tres veces más rápido que el resto del planeta, lo que afecta a un ecosistema frágil. El hielo marino del Ártico, que se derrite durante el verano y se congela en los meses de invierno, cayó al segundo nivel más bajo jamás registrado en septiembre, el mes en que la capa de hielo suele estar en su nivel más bajo. Solo en 2012, la cobertura de hielo marino del Ártico fue menor.

Las condiciones anormalmente calientes en el Ártico siberiano, que experimentó una ola de calor sin precedentes durante la primera mitad del año, ahora dificultan el movimiento del hielo. El hielo marino del Ártico se encuentra actualmente en su nivel más bajo para esta época del año desde el inicio del monitoreo satelital en 1979, que está un 37% por debajo del promedio histórico.

Los dos investigadores que lideran las pruebas de drones en áreas árticas

Los dos investigadores al frente de la experimentación con drones en las zonas árticas (Jan Rohde / Alfred-Wegener-Institut)

«Para entonces, en 2012, el hielo había comenzado a salir de nuevo», dice Samantha Burgess, subdirectora del Servicio de Cambio Climático de Copernicus en Europa. «Es demasiado pronto para decir qué implicaciones tendrá para el resto de la temporada, pero es probable que haya impactos en la red alimentaria marina».



En agosto, cuando comenzaron los vuelos con drones de Pirazzini, el hielo marino en el Ártico había caído al nivel más bajo registrado para ese mes. Estos niveles de hielo terriblemente bajos hicieron que el Polarstern llegará al Polo Norte desde el Estrecho de Fram en Noruega en solo seis días. «Había zonas de mar abierto por todas partes, era muy fácil llegar allí», dice Pirazzini. “No es nada bueno cuando se piensa en el futuro del Ártico. Es un entorno muy frágil que va a cambiar y sin volver atrás ”.

Medir el albedo se vuelve más importante a medida que el hielo se contrae. Las superficies blancas del hielo ártico reflejan la radiación solar hacia la atmósfera, mientras que las superficies azules del océano la absorben. Sin embargo, no todo el hielo es igualmente reflectante, y los científicos están tratando de averiguar cuánta radiación solar es absorbida por el hielo debajo del agua poco profunda que se ha extendido a medida que las temperaturas se mantienen más cálidas.



Si bien el área del hielo marino se puede monitorear usando satélites, otras mediciones que son cruciales para comprender la tasa de fusión solo se pueden obtener más cerca del suelo. Estos datos más granulares son esenciales para determinar otros determinantes del cambio climático, como la forma en que el calor se transfiere a través del hielo a la atmósfera y al agua.

El deshielo provocará un aumento de la navegación en el Ártico

El deshielo provocará una mayor navegación en el Ártico (Raúl Camañas)

Tradicionalmente, los científicos han tomado lecturas de albedo con aviones y helicópteros. Pero los drones son más baratos, pueden volar en peores condiciones climáticas e incluso en nubes bajas. Los vuelos Pirazzini volaron entre cinco y 30 metros sobre el hielo. «La tecnología de drones avanza todos los meses, todos los años», dice. «Recién estamos comenzando y creo que se expandirá mucho porque involucra medidas únicas y necesarias».

En el Ártico, operar drones lejos de otros científicos a veces implicaba riesgos. Pirazzini y Hannula tuvieron que atravesar una fractura en el hielo usando un pontón como balsa.



A veces, los drones han demostrado ser más resistentes al clima ártico extremo que algunos de los otros objetos voladores de la expedición.


Examen en progreso

El arsenal científico de Polarstern Incluía un helicóptero y muchos globos meteorológicos equipados con un sistema de radio que recopilaba y transmitía datos sobre temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento. Se lanzaron un total de 1.574 globos, ocho al día durante 12 meses. Los científicos a menudo los decoraban con nombres y mensajes de cumpleaños para sus familias.

Cientos de investigadores de 20 países se turnaron Polarstern para la misión MOSAiC, acrónimo de Observatorio para el Estudio del Clima Ártico. Dirigida por el Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina en Alemania, fue la primera expedición en la historia moderna que pasó un invierno completo cerca del Polo Norte. La misión, que contó con un presupuesto de más de 140 millones de euros, finalizó el 12 de octubre tras 389 días en el mar.

«El cambio climático probablemente obligará a la organización a realizar más expediciones como esta porque habrá voluntad de hacer algo, de entender las implicaciones», dice Pirazzini. “Esta expedición ha creado nuevas vías de investigación. Siento que tengo la responsabilidad de aprovechar esto al máximo «.

[Nota de estilo. De acuerdo con Fundéu. Fundación del español urgente, “Las expresiones polo norte y polo sur se escriben con minúsculas cuando se refieren a los extremos de rotación terrestre, y con mayúsculas cuando designan la región geográfica: Polo Norte y Polo Sur”. JEC ]


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