Trangt luftrom for små værfly

Publisert

Små, lette modellfly kan revolusjonere observasjoner av vær og klima, mener bergensforsker. Men streng regulering av luftrommet hindrer forskningen.

Professor Joachim Reuder fly modellfly i arbeidstiden. Meteorologiforskeren er sentral i et internasjonalt nettverk som utvikler observasjonsmetoder ved bruk av små, ubemannede fly.

– Dette kan bli en revolusjon i observasjonsteknologien, på samme måte som satelittene var det på 70-tallet, sier Reuder.

Erstatter radiosonder
Små modellfly som går på autopilot kan erstatte en del observasjoner med værballong. Prisen per radiosonde ligger på 2500-3000 kroner. Flyene kan gå opp til 5000 meters høyde, mens værballongene når opp til 25 000 til 30 000 meter.

– Hvis du bruker et av våre fly ti ganger, så har du spart penger i forhold til radiosonder, sier Reuder.

Flyene blir særlig brukte til studier av grenselaget, som er den delen av atmosfæren som ligger nærmest bakken.  

Det hele begynte med drømmen om å bruke små, lette modellfly til å hente data om klima og vær. Et femårig EU-prosjekt ledet av forskere fra UiB blir avsluttet i år, og tatt over i mer varige samarbeidsformer. I tillegg til at flyene kan innhente flere og mer nøyaktige data enn satellitter, værballonger og observasjoner på bakken, kan de rimelige flyene flys i krevende og farlige luftrom, som i vulkansk aske, nær bakken eller like ved en tornado.

Bygd av hyllevarer
Utgangspunktet er en FunJet fra Multiplex, som er bygd av et isopor-lignende materiale, og med god plass til ekstra elektronikk i form av ulike følere. Reuder og kollegaene kaller konseptet SUMO (Small Unmanned Meteorological Observer).

– Grunnmodellen er en enkel isopormodell, men vi trenger sterkere bunn og modifiserer den litt. Skulle den gå i stykker finnes det hurtiglim med akselerator. Etter ti sekund er den som ny, forteller Reuder.

Modellen kan fly i inntil 25 minutt, og har en rekkevidde på 20 kilometer. Den tåler vindstyrker opp til 15 meter per sekund, eller stiv kuling.

Bruker «paparazzi»
I flykroppen er det et stort rom som kan stappes fullt av måleutstyr: Modem, gps, infrarød sensor som måler overflatetemperatur, målere for temperatur, fuktighet, trykk, tredimensjonal vind og kamera for vitenskapelig bruk. Og selv om flyet er fjernstyrt, velger forskerne å bruke «paparazzi» til å fly det. Det er navnet på et autopilotsystem som bruker åpen kildekode, utviklet av franske École Nationale de l'Aviation Civile (ENAC) i Toulouse. I tillegg til at dataene blir lagret i en minnebrikke om bord i flyet blir de fortløpende sendt til bakken. Dermed er dataene sikret, selv om det skulle skje noe med flyet.

– Vi startet utviklingen av dette flyet i 2006, og i 2007 hadde vi vår første målekampanje på Island. Opp gjennom årene har vi mistet tre eller fire fly, men vi har hatt mer enn 700 vellykkede tokt, forteller Reuder.

Amerikansk drone
I USA har den statlige, amerikanske klima- og værtjenesten, NOAA, tatt i bruk en drone utviklet for det amerikanske forsvaret. Global Hawk blir brukt til observasjoner i Stillehavet, har et vingespenn på 40 meter, veier 15 tonn og kan fly fra USA til Australia.

Men i Europa satser man heller på små, ubemannede fly.

– Det er mye enklere å bruke et lite, enkelt fly som du kan kaste opp i luften når det tar av, sier Reuder.

Skepsisen til droner er stor, men de europeiske forskerne har villet vise at små, ubemannede fly også kan brukes til gode hensikter.

– Min store drøm er å få et av flyene våre til å fly mellom bladene på en vindmølle. Men da trenger vi også gps på rotorbladene. Det er bare fantasien som setter grenser for hva vi kan få til, sier Reuder.

Streng regulering
Men den største hindringen for en økt bruk av de små flyene er regelverk. Luftfarten er nøye regulert, og reglene varierer fra land til land. Å fly modellfly til amatørbruk går greit, men med en gang det sitter en sensor i flyet og målet er kommersielt blir kravene strenge.

– Å få tillatelse til å fly kan være ganske vanskelig. I Sverige må du for eksempel ha en kommersiell pilotlisens for å fly et lite modellfly. Det er litt overkill, synes Reuder.

I Sveits har det fått en tillatelse som likestiller små observasjonsfly med værballonger, og i Storbritannia har Met Office tatt i bruk en gammel tillatelse over en værstasjon til å fly rutinemessige observasjonstokt.

I Norge tar det seks til åtte uker å få tillatelse til et tokt. Reuder kunne ønsket seg at det var enklere å få tillatelse, og at regelverkene var mer harmoniserte mellom ulike land.

– Men det er også greit for oss. at det er en viss terskel for å fly denne typen fly, sier Reuder.

Vær-droner

En 5-årig internasjonal forskningssatsing som undersøker innsats av ubemannede småfly i atmosfæreforskning ledet av Geofysisk institutt ved UiB blir avsluttet i år. Bedre metoder for overvåking av atmosfæren og jordoverflaten fører til bedre klimaobservasjoner og -prediksjoner, som igjen danner kunnskapsgrunnlaget for politiske avgjørelser.

Kunnskap om tekniske løsninger, innsatsmuligheter og juridiske begrensinger lå spredt i forskjellige forskningsmiljø over hele kloden. I 2008 tok professor Joachim Reuder fra Geofysisk institutt derfor initiativ til å samle forskningsmiljøene i en felles EU-finansiert satsing, COST Action «Unmanned Arial Systems (UAS) in Atmospheric Research» – bruk av ubemannede småfly i atmosfæreforskning. Nettverket har utviklet seg kraftig gjennom prosjektperioden og omfatter nå over 100 forskere fra 35 institusjoner fra 19 Europeiske land samt USA.

Forskere i prosjektet har jobbet med teknisk forbedring av både fly og målesensorer. De har også identifisert bruksområder for flyene, og jobbet med å harmonisere nasjonale regelverk for å legge til rette at UAS kan krysse landesgrenser.

Nå fortsetter Samarbeidet fortsetter i det nyetablerte internasjonale forsningsselskapet ISARRA – International Society for Atmospheric Research using Remotedly piloted Aircraft.

Powered by Labrador CMS