Stratos 7 Foto Sky Tech e Lab

Drone på solenergi kartlegger forurensing på vei nordover

Solcelledrevet drone skal gi oss mer kunnskap om forurensing og vær. Dronen har et vingespenn på 12,5 meter og kan fly 20 000 meter og høyere - flere uker i strekk.

Dronen skal samle data som gir oss kunnskap om forurensing og hvordan partikler høyt oppe i atmosfæren beveger seg. At den drives med solceller gjør at den kan være i luften i lang tid.

Dronen kan selv foreslå ulike strategier for hvordan den kan fly for å optimalisere innsamling av data. Man trenger ikke planlegge flyruten på bakken, slik som tradisjonelt gjøres. Ruten planlegges og justeres underveis.

Første nedskalerte modell skal i luften i april neste år. En av utfordringene som gjenstår er hvordan forholde oss til flytrafikken.

- Dersom dronen mister kontakten med bakken, noe vi regner med vil skje, vil den returnere trygt til piloten på bakken. I tillegg skal vi bruke et verktøy som deler dronens posisjon med alle fly i nærheten og med kontrolltårnet på flyplassen, sier Agnar Sivertsen, seniorforsker i NORCE og prosjektleder for prosjektet.

Project 12 Foto Sky Tech e Lab
Denne dronen kan være i luften i april neste år for å samle atmosfæriske data. Illustrasjon: SkyTech eLab

NORCE samarbeider med Silesian University of Technology, SkyTech eLab sp.z o.o. og University of Warsaw. Prosjektet er finansiert av Norges Forskningsråd med EØS-midler.

NORCE leverer databehandlingssystemene og hardware om bord, og kommunikasjonen til og fra bakken. SkyTech eLab har i samarbeid med Silesian University of Technology designet dronen og styringssystemet.

- Vi har styringssystemene, Cryocore, fra før, men vi skal videreutvikle disse, forteller Sivertsen.

Sot langveis fra

CO₂ er den viktigste menneskeskapte årsaken til global oppvarming. Metan er den nest viktigste. Men også andre gasser og partikler kan påvirke klimaet. En av disse er sot, også kalt black carbon.

- Vi finner sotpartikler i snøen på Svalbard. Disse sotpartiklene kommer langveisfra, blant annet fra Kina, og er en av faktorene bak global oppvarming, sier Sivertsen.

Over Øst-Asia og spesielt over Kina finnes store mengder sot i atmosfæren. Disse sotpartiklene kan man finne igjen i luften, på snøen og isen i Arktis.

Sotpartikler tar opp varme fra solen, omtrent som om du skulle ta på deg svart skjorte på en solrik dag. Slippes soten for høyt opp, varmer den opp luften rundt seg, som allerede kan være på vei nordover.

Svarte sotpartikler legger seg på snø og is i Arktis. Slik bidrar sot til at snø og is smelter, og til at mindre av den innkommende varmestrålingen fra solen blir reflektert ut igjen fra jorden. Også oppe i atmosfæren bidrar sot til global oppvarming, gjennom å ta til seg varmestråling. Og også i atmosfæren svekker sot evnen til å sende varmestråling tilbake ut i verdensrommet.

- Data fra dronene kan gi oss mer kunnskap om de prosessene som styrer spredningen av sot i atmosfæren og på snø og is i Arktis, og forståelsen av hvordan soten påvirker klimaet, forteller Sivertsen.

Flere sotkilder

Skogbranner er en viktig kilde til partikkelforurensningen black carbon. Svart røyk, fra for eksempel en dårlig dieselmotor eller en engangsgrill, inneholder også sot.

Det har vært en dramatisk økning i skipstrafikken til Svalbard de siste årene, og særlig cruisetrafikken kan øke enda mer i årene som kommer. Dette bidrar til mengden sot som legger seg på snø på Svalbard.

Nyttig i værvarsling

Dronene kan også være nyttig for meteorologene. For å lage et værvarsel bruker meteorologene enorme mengder data, værvarslingsmodeller og observasjoner av ulike slag.

I tillegg sender Meteorologisk Institutt (MET) værballonger opp i atmosfæren for å samle inn data. Disse dataene brukes for å validere og korrigere værmodeller.

Værballongene samler inn store datamengder som er viktig for varsling av været, blant annet i store havområder. I tillegg er dataene viktig for flytrafikken, fordi de kan gi informasjon om jetstrømmene slik at pilotene kan fly mest mulig økonomisk.

Hvert land har kun få værstasjoner som sender opp ballonger, og dette gjøres mellom to og fire ganger i døgnet. Dette gir liten måletetthet og sendingene er også begrenset på grunn av flytrafikken. Værballonger med måleinstrumenter er også dyre i bruk og brukes bare en gang. De driver av gårde med vinden og faller etter hvert ned og blir liggende igjen som søppel i naturen.

Kanskje solcelledrevet drone hadde vært et bedre alternativ i fremtiden?

Prosjektet er et EEA PolNor-prosjekt, som startet for ett år siden og avsluttes i 2023.