太阳能无人机能给世界带来什么？

       无论是辅助农业、检查、监视，还是搜救，无人机都有一个明确的任务。在没有飞行路径或活动的情况下，让无人机采用太阳能，保持在空中盘旋似乎是愚蠢的。

      太阳能无人机还没有证明他们在有针对性的演示之外的实际应用能力。监测极地地区的冰川将成为一个主要的应用，因为午夜太阳为永久飞行提供了理想的条件，还有什么比北极更适合测试新一代太阳能飞机呢?

      斯坦福大学自主系统实验室 ASL 开发了一种开创性的太阳能动力无人机，AtlantikSolar，能够飞行好几天。来自苏黎世联邦理工学院(ETH)的冰川学家们需要无人机来监测格陵兰岛的冰川，需要更多的耐力来应对巨大的冰川景观。北极夏季持续的白昼条件为太阳能飞机提供了潜在的理想条件，这将极大地延长测量无人机的飞行时间。

      理论上说这样没问题，但在实践中行得通吗?虽然设计这架名为 AtlantikSolar 的无人机的最初目的，是确定它是否能无限期地停留在飞行中，但项目背后的人最终想知道的是：这种永久飞行能力究竟能给世界带来什么?这种能力的具体用例是什么，这项技术有什么功能应用吗?

      为了回答这个问题，自主系统科学家和冰川学家设计了一个名为「Sun2Ice」的合作项目：在午夜太阳下，无人机在冰川之上飞行。

      在恶劣的环境中驾驶脆弱的无人机

      Qaanaaq 位于格陵兰岛西北部，北纬 77°，有 600 多位永久居民，周围全是冰川，飞机可以直达，有商店，可以租房子，还有网络，是测试这个项目的理想场所。

      在 6 月初到达后不久，团队不得不面对第一个重大问题：去年发现的着陆点的沙子被冬天的强风吹走了。如果没有光滑的、无岩石的着陆地点，AtlantikSolar 在触地时可能会断裂，至少会损坏面向下的摄像机。

      经过近一个星期的手工工作，在卡亚纳克的岩石地形上临时搭起了一个安全的着陆跑道。然而另一个意想不到的障碍出现了：雾开始以一种持续的方式覆盖着 Qaanaaq 的天空，其结果是在几天内只能现将 AtlantikSolar 搁浅。

      第一次在北极进行太阳能飞行

       6 月 20 日早晨，天空终于没有雾了。中午时分，AtlantikSolar 已经盘旋在空中，计划在极地地区进行第一次 24 小时的太阳能无人机飞行。巧合的是，这次着陆应该发生在 6 月 21 日中午左右，这不仅仅是夏至日，也是格陵兰的国庆日，这是用太阳能无人机所能期待的最好的结果。意味着 AtlantikSolar 将在 Qaanaaq 全部的人眼前创造一个记录，他们已经被这架奇怪的飞机所吸引。

       所有的行星都被最佳地对准了一个独特的事件，每小时过去兴奋都在上升，咖啡机正努力保持团队的温暖和清醒，持续 24 小时。直到凌晨 1 点左右，大雾再次出现，团队不得不在飞行 13 小时后中断任务。

      不过没关系，尽管在整个飞行中有 6 小时的多云和多风的情况，导致超过典型的功耗，但电池记录显示它们仍然保持在其容量的 60% 以上，这表明即使在持续的恶劣条件下，飞行时间也可能达到 20 小时，并且在不太恶劣的条件下确保超过 24 小时。

       AtlantikSolar 已经准备好飞向冰川。

      下一个非雾天有晴空，以及风最小的日子是 7 月 3 日。在起飞后 1 小时 15 分钟内，AtlantikSolar 到达了冰川，并开始了对冰块分离前方的摄影测量。在卫星的追踪下，一切看起来都很好，直到没有预料到的山谷风开始进入峡湾。速度高达 6 米/秒的垂直阵风和持续的尾风 15 米/秒，而它的巡航速度只有大约 10 米/秒，尽管有最强的风，AtlantikSolar 仍然保持住飞行。

      5 小时飞行 230km 之后，它成功地返回了 Qaanaaq，仍然是几乎电量全满的状态。这最后一次飞行展示了这个平台的潜力，用来监视冰冻圈，这是一个需要长期性能和有效载荷能力相结合的任务。

            如何转化为实用场景?

       ETH的数据为我们提供了该地区的丰富信息。极地地区的冰川监测是一个重要的应用，由于太阳的夜间可用性允许永久飞行，而这反过来又能监测生态系统的持续变化。

      这已经不再是理论了，因为 AtlantikSolar 能够在北极 Bowdoin 冰川上定位到一个大裂缝，然后监测它直到完全崩溃，从而为科学家提供数据和信息，否则将被忽视或收集。

      通过不断的监测，数据有了极大的增长。如果这些无人机所需的能量是免费从太阳收集的，那么似乎没有任何理由反对这种新型的永续飞行的方法。

      根据 ETH 的说法，研究人员在 Bowdoin 冰川有一个小小的观察，一个独特的数据集描述了所有的压裂阶段，改善了海平面上升的数值模拟，这是一个复杂而不完全理解的机制，它在海平面上升中起着重要作用。