الملخص:
تحاول طائرة بدون طيار تعمل بالكامل بالطاقة الشمسية تحطيم الرقم القياسي للطيران المستمر الطويل للغاية. أكملت الطائرة ApusNeo التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي طورتها شركة UAVOS المصنعة للطائرات بدون طيار، مؤخرًا اختبار طيران على ارتفاعات عالية بالقرب من جزر الكناري في إسبانيا، حيث وصلت إلى أقصى ارتفاع طيران يبلغ 47600 قدم (حوالي 14500 متر). وفي رحلتها الأخيرة، حلقت الطائرة بشكل متواصل لأكثر من 80 ساعة وتتجه نحو هدف الـ 100 ساعة.
أقلعت ApusNeo من ستراتوبورت في جزر الكناري لمحطات HAPS وUAS في جزيرة فويرتيفنتورا الإسبانية في 16 أكتوبر وواصلت التحليق فوق المنطقة المحلية لمدة 29 ساعة. كان محور هذا الاختبار هو التحقق من قدرات الطائرة على الطيران على ارتفاعات عالية، حيث وصلت في النهاية إلى ارتفاع 47600 قدم.
وقال المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة UAVOS، ألياكسي سترازيلاتاو، إن الطائرة لديها بالفعل القدرة على مواصلة الصعود، لكن الرحلة كانت خاضعة لقيود المجال الجوي. قامت هيئة الملاحة الجوية الإسبانية ENAIRE بتنسيق الاختبارات، وتنص إشعارات الطيران ذات الصلة على الحد الأقصى للارتفاع الذي يُسمح للطائرة بالوصول إليه.
هذه ليست المرة الأولى التي يجري فيها ApusNeo اختبارات في فويرتيفنتورا. وفي ديسمبر من العام الماضي، أقلعت الطائرة من نفس المركز الفني للمشاركة في مشروع بحث وتطوير إسباني يسمى ISSEC لدراسة كيفية استخدام منصات الطيران على ارتفاعات عالية لنقل البيانات إلى أقسام الإنقاذ في حالات الطوارئ في الوقت الفعلي.
وخلافًا لشهر أكتوبر، الذي ركز على التحقق من ارتفاع الطيران، ركزت الاختبارات السابقة بشكل أساسي على القدرة على التحمل. وفي سبتمبر من هذا العام، أكملت ApusNeo رحلتين متتاليتين، مدتهما 29 ساعة و52 ساعة على التوالي. وقد أدى هذا الاختبار الأخير إلى زيادة مدة الرحلة المستمرة إلى أكثر من 80 ساعة. وكشفت UAVOS لـ New Atlas أنه حتى كتابة التقرير، كانت الطائرة لا تزال تؤدي مهام في الهواء وحلقت أكثر من 80 ساعة إجمالاً، بهدف الوصول إلى 100 ساعة. ووفقا لوسائل الإعلام المحلية Noticias Fuerteventura، كانت الطائرة تحلق على ارتفاع حوالي 30 ألف قدم (9100 متر) ومن المتوقع أن تعود إلى المركز الفني يوم السبت.
يكمن مفتاح قدرة ApusNeo على تحقيق مثل هذه الرحلة الطويلة في نظام إمداد الطاقة الشمسية الخاص به. ويتم تركيب الألواح الشمسية على سطح أجنحة الطائرة لتمتص أشعة الشمس أثناء النهار وتستخدم الكهرباء مباشرة لتشغيل المحركات الكهربائية وشحن البطاريات الموجودة على متن الطائرة في نفس الوقت. وبعد غروب الشمس، تعتمد الطائرة على الطاقة الكهربائية المخزنة خلال النهار لمواصلة الطيران حتى تشرق الشمس مرة أخرى في اليوم التالي.
طالما أن ساعات النهار طويلة بما فيه الكفاية، فيمكن لهذه الطائرات نظريًا الطيران بشكل مستمر لأسابيع. ومع ذلك، فإن التحمل الفعلي لا يعتمد فقط على سعة البطارية، ولكن أيضًا على عوامل مثل الموسم والطقس وكثافة الإشعاع الشمسي واستهلاك الطائرة للطاقة. يؤدي قصر أيام الشتاء إلى تقليل كمية الكهرباء التي يمكن للطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية تخزينها، مما يجعل من الصعب مواصلة الطيران طوال العام.
من وجهة نظر المظهر، من الواضح أن ApusNeo يختلف عن الطائرات بدون طيار العادية. سابقتها هي النموذج الأولي ApusDuo الذي ظهر لأول مرة في عام 2018. وفي ذلك الوقت، اعتمدت تصميم الجناح الترادفي الأمامي والخلفي مع جناحيها الذي يبلغ طوله حوالي 14 مترًا. بعد إعادة التصميم، ألغى ApusNeo الجناح الخلفي ووسع الجناح الرئيسي المحتفظ به إلى 18 مترًا، ليشكل هيكلًا أكثر رشاقة لجسم الطائرة.
حاليًا، يبلغ الحد الأقصى لوزن الإقلاع لـ ApusNeo حوالي 47 كجم. النسخة المعززة قادرة على حمل حمولة تبلغ حوالي 3.4 كجم. وتم تجهيز الرحلة على ارتفاعات عالية بمجموعة من معدات مراقبة الأرض، بما في ذلك كاميرات عالية الدقة وأجهزة استشعار بالأشعة تحت الحمراء، والتي يمكنها نقل الصور الملتقطة إلى الأرض في الوقت الفعلي.
من بينها، تعتبر أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء ذات أهمية خاصة لرصد حرائق الغابات. تعتمد الكاميرات العادية بشكل أساسي على الضوء المرئي للتعرف على الدخان واللهب، بينما يمكن لأجهزة الأشعة تحت الحمراء اكتشاف التغيرات الحرارية بشكل مباشر. عندما يكون الحريق في مراحله الأولى والدخان غير واضح، تكون هناك فرصة للعثور على مناطق ذات درجة حرارة مرتفعة بشكل غير طبيعي.
يعد هذا أيضًا أحد التطبيقات الأكثر قيمة للطائرات بدون طيار التي تعمل بالطاقة الشمسية على ارتفاعات عالية.
على الرغم من أن الأقمار الصناعية التقليدية يمكن أن تغطي مساحة كبيرة، إلا أن الأقمار الصناعية الموجودة في المدار يمكنها عادةً المراقبة لفترة وجيزة فقط عند المرور بموقع معين، ولا يمكنها البقاء دائمًا فوق نفس الغابة. الطائرات المأهولة والطائرات بدون طيار العادية محدودة بالوقود وسعة البطارية وساعات عمل طاقم الرحلة، وتحتاج إلى العودة إلى الأرض بانتظام.
في المقابل، يمكن للمنصات عالية الارتفاع التي تعمل بالطاقة الشمسية البقاء فوق مناطق محددة لفترات طويلة من الزمن ومراقبة الغابات والأراضي الزراعية والمناطق الساحلية بشكل مستمر. إذا كان من الممكن تحقيق طيران مستمر لعدة أيام أو حتى أسابيع في المستقبل، فيمكن اكتشاف العيوب في المراحل المبكرة من الحريق ويمكن تتبع انتشار الحريق بشكل مستمر، مما يوفر لقسم الإطفاء المزيد من المعلومات في الموقع في الوقت المناسب.
ومع ذلك، لا يزال ApusNeo بعيدًا عن كونه منصة إقامة حقيقية طويلة المدى في الستراتوسفير.
وفقًا لتعريف الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، يتراوح ارتفاع العمل لمحطات المنصات عالية الارتفاع (HAPS) عادةً بين 20 و50 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر. ويبلغ الحد الأقصى للارتفاع الذي وصل إليه ApusNeo هذه المرة حوالي 14.5 كيلومترًا، وهو لم يدخل بعد نطاق الارتفاع المحدد بواسطة هذا المعيار.
وقد وصل الطراز السابق ApusDuo إلى ارتفاع 16,686 مترًا في اختبار أُجري في رواندا عام 2023، مع زمن طيران قدره 10.5 ساعة، لكنه لم يصل بعد إلى ارتفاع عمل HAPS الذي حدده الاتحاد الدولي للاتصالات.
أحد القادة الحاليين في هذا المجال هو الطائرة بدون طيار Zephyr التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي طورتها شركة Airbus ويتم تشغيلها الآن بواسطة AALTO. وصلت الطائرة ذات مرة إلى ارتفاع طيران يبلغ 23195 مترًا وسجلت رقمًا قياسيًا للطيران المستمر لمدة 67 يومًا و6 ساعات و52 دقيقة في عام 2025.
في المقابل، لا يزال ApusNeo في مرحلة التحقق من ارتفاع الطيران وقدرته على التحمل. ومع ذلك، يظهر تصميمها أيضًا أن الطائرات بدون طيار التي تعمل بالطاقة الشمسية لا تحتاج بالضرورة إلى الوصول إلى أعلى ارتفاعات الستراتوسفير لتلعب دورًا عمليًا في مجالات مثل مراقبة الغابات والمراقبة البيئية والاتصالات في حالات الطوارئ.
تتعاون UAVOS حاليًا مع Mira Aerospace، وهي شركة منصات عالية الارتفاع مملوكة لشركة Space42 في أبو ظبي، للتحضير لمهام ApusNeo الفعلية المستقبلية، وتخطط لتثبيت أحمال مهام أكثر تقدمًا على الطائرة.
إذا تم تحقيق هدف الرحلة البالغ 100 ساعة أخيرًا، فهذا يعني أن ApusNeo قد أحرز تقدمًا جديدًا في الطيران الشمسي طويل الأمد. بالنسبة لصناعة الطائرات بدون طيار على ارتفاعات عالية في المستقبل، قد لا يكون المهم حقًا هو مدى ارتفاعها أو بعدها، ولكن ما إذا كان يمكنها البقاء فوق منطقة معينة لفترة طويلة بتكاليف طاقة منخفضة للغاية، لتصبح منصة مراقبة جوية جديدة بين الأقمار الصناعية والطائرات التقليدية.
التعليقات