يمكن للطائرات بدون طيار المجهزة بالليزر أن تحذر من الانفجار البركاني الكبير القادم
تم تصميم نظام قياس مستقل جديد لرسم خريطة لتركيزات الغاز البركاني مع وجود خطأ قياس منخفض (~ 5٪). صرح باحثون في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) أن النظام المعتمد على الطائرات بدون طيار والليزر يمكن أن يمنع الكوارث الطبيعية في المستقبل. يوفر تتبع نسبة ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكبريت نافذة مباشرة على العمليات البركانية الجوفية. ولقياس الغازات البركانية، تقوم عربة أرضية آلية بتتبع طائرة بدون طيار لمسافة تصل إلى 60 مترًا (196 قدمًا)، وتطلق شعاع ليزر عبر ضباب خطير من الكبريت والبخار. تم إجراء الاختبار في جزيرة فولكانو الإيولية قبالة ساحل صقلية. هروب الغازات البركانية. ائتمان: أندرياس شميتز نظام رسم الخرائط بطائرة بدون طيار للانفجارات البركانية تطلق البراكين كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت مع تعرض الصهارة المتصاعدة لانخفاض في الضغط. وتتغير النسبة بين هذين الغازين بشكل متوقع وفقًا للعمق، وتعمل كساعة عد تنازلي طبيعية للانفجارات البركانية. من المحتمل أن يكون الثوران وشيكًا عندما ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل حاد ثم تنخفض. ومع ذلك، فإن الحصول على قياس دقيق للغازات البركانية لم يكن بالأمر السهل. غالبًا ما يتم تشويه الاختبار على مستوى الأرض بسبب الانبعاثات الخلفية من التربة والنباتات المحيطة، في حين أن إرسال أجهزة استشعار دقيقة مباشرة إلى أعمدة مسببة للتآكل يؤدي إلى تدمير المعدات بسرعة. علاوة على ذلك، فإن استخدام الطائرات بدون طيار القياسية يؤدي إلى تدفق هابط من المراوح، مما يؤدي إلى إثارة وتخفيف أعمدة الغاز المطلوبة للقياس. تغلب TUM على هذه المشكلات باستخدام الضوء. قام ماريوس شاب وفريق من معهد MIRMI Robotics التابع لجامعة TUM بنشر نظام عن بعد مكون من جزأين. تطلق محطة أرضية ليزرًا مفتوح المسار عبر سحابة الغاز، مستهدفًا مباشرة عاكسًا مثبتًا على طائرة بدون طيار تحلق بأمان على الجانب الآخر. عندما يمتص ثاني أكسيد الكربون أطوال موجية محددة من الضوء، يفقد الشعاع جزءًا صغيرًا من قوته عندما يخترق البخار. تتحرك الطائرة بدون طيار على طول شبكة مبرمجة مسبقًا لمدة 15 دقيقة، وتلتقط ما يصل إلى 3000 قياس. وبالعودة إلى الأرض، تعمل خوارزمية ذكية على تحليل بيانات الرياح المحلية وترجمة إشارات الليزر الباهتة إلى خريطة مقطعية ثلاثية الأبعاد دقيقة للغاية لسحابة الغاز. فرص أقل للخطأ لم تشهد جزيرة فولكانو في الواقع ثورانًا كبيرًا منذ أواخر القرن التاسع عشر (1888-1890). ومع ذلك، فهي أرض اختبار مثالية لأنها تظل في مرحلة نشطة ومكثفة من “تفريغ الغاز”. وإجمالاً، يعطي النظام صورة واضحة للنشاط البركاني مع هامش خطأ قدره 5%. قال البروفيسور أكيم ليلينتال، نائب مدير معهد TUM MIRMI للروبوتات ورئيس قسم الإدراك للأنظمة الذكية في كلية TUM للحوسبة والمعلومات والتكنولوجيا: “هدفنا هو أتمتة عمليات القياس ورسم الخرائط وجعل الذكاء الاصطناعي يفسر البيانات”. أصبح التنبؤ بالبراكين بشكل أكثر أمانًا ممكنًا الآن بفضل تصميم النظام الجديد الذي يبقي البشر بعيدًا عن الأذى والإلكترونيات بعيدًا عن الأعمدة المسببة للتآكل. كل بركان له بصمة خاصة به. من قمم جبل إتنا المتطايرة إلى حقول فليجراين المضطربة بالقرب من نابولي، يعد فهم بصمات الغاز الفريدة هذه أمرًا مهمًا لتقييم المخاطر البركانية. يعالج باحثون آخرون المشكلة من داخل السحابة. في جامعة يوهانس غوتنبرغ في ماينز، يقوم فريق البروفيسور ثورستن هوفمان بإطلاق طائرات بدون طيار مباشرة وسط أعمدة بركانية كثيفة. ويستخدم أجهزة متخصصة على متن الطائرة وخلايا ضوئية لتتبع امتصاص الضوء والتفاعلات الكهروكيميائية على أسطح الأقطاب الكهربائية، وتسجيل الملامح الكيميائية المستمرة على طول مسار الرحلة.
تم النشر: 2026-07-13 14:20:00
