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在南极飞无人机 看起来很美

海面上巨大的蓝冰、阳光下慵懒的海豹、憨态可掬的企鹅……有人说,南极是这个世界上的最后一片净土。在那里,你能领略到这个星球上最令人惊异的绝美景色。那么,如果在南极这个冰雪世界里,放飞一架无人机与翱翔的贼鸥作伴,将是多么浪漫又酷炫的体验。

可现实总没有想象得那么美好

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今年年初,来自北京师范大学的研二学生张媛媛参加了我国第32次南极科学考察,在距离北京约1.7万公里外的长城站,放飞了一架翼展比她身高还长的无人机。这使她成为国际上首位在极地进行无人机作业的女性科学工作者。

然而,对张媛媛来说,103天的南极之旅,更多的是“意料之外”的体验:无人机第一次试飞便在大风中失控;完成既定任务的无人机意外坠毁,使得额外计划无法进行;由于天气原因滞留南极近1个月……

回国后,张媛媛常常被周围的人调侃为“定语女飞手”。其实,她并不喜欢这个称呼,“要配得上这个称呼真的很难很累”。在她眼里,这次“普通”的科考任务教给她的,是如何在焦急的情绪中静下心来坐好科研这把“冷板凳”,以及在接下来的博士生涯中更加脚踏实地做研究。

无人机“小白”的逆袭

张媛媛就读于北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院,她的研究方向是极地遥感,“我一直有个‘极地梦’。如果有朝一日能走进那个神秘的地方,将是最幸福的事”。

在南极,我国共有4个科考站,但只有长城站可以接受公开申报科考项目。

刚上研究生的张媛媛在导师程晓教授的支持下,毫不犹豫地报了名。经过严格的答辩和专家评审,去年9月,她最终获得了赴南极科考的“入场券”。

此次南极科考,张媛媛将通过无人机航拍获取的高精度影像,得到长城站附近海洋动物数量与植被覆盖面积数据,首次精确评估长城站所在半岛温室气体排放总量,进而研究全球气候变化对极地的影响。

用通俗的话说,张媛媛将用无人机航拍长城站的阿德雷岛,“数”清楚阿德雷岛上企鹅的数量,“算”清楚阿德雷岛上苔藓的面积。

传统企鹅数目统计方法是利用随机采样,估算某一位置企鹅数目,但这种统计需要消耗大量人力和物力,且在统计企鹅数量时会由于距离太近从而影响企鹅的正常生活状态。

但张媛媛所采用的电动固定翼无人机工作分贝小,飞行高度高,能让企鹅完全感受不到它的存在,一个架次、约45分钟的时间就能获取到整个阿德雷岛的高空间分辨率影像。

但对张媛媛来说,数据的处理和研究并不困难,难的是毫无基础的无人机操控——由于科考人数限制,她必须独自一人进行无人机作业,而且还是在天气条件极其恶劣的南极。

“学习操控无人机对我来说是最心累、最难熬、最痛苦的事。”对于男生来说,坐在电脑前玩无人机飞行软件,或许是件有趣的事。可对于从不玩电子游戏的张媛媛来说,连续半个月每天两个小时对着电脑屏幕练习操控无人机却是一种“折磨”。而且由于北京上空禁飞,之后的真机试飞练习,张媛媛每周都要坐车前往200公里外的河北。

今年1月3日,经过长达一年的漫长等待和准备后,张媛媛作为第四批次队伍成员,和4位中国队友从北京出发,开始了她的极地之旅。

环岛暴走排解失落情绪

踏上南极,张媛媛的第一反应竟然是:“天气晴好,适合作业。”张媛媛说,在极地进行无人机作业,除了受到恶劣天气环境和艰苦气候条件的影响,空域也是限制作业的一大因素。智利空军在长城站所处的半岛设有机场,除了空军,智利商用飞机也会在夏季好的天气频繁起降。

经过近一周的沟通,智利方面允许她在长城站进行野外作业,但每次作业前都需要沟通协商,选择航班间隙进行作业。她的作业时间和范围都受到很多限制。

1月13日,张媛媛第一次在南极试飞无人机。没想到的是,她遭遇了在国内第一次练飞真机时一模一样的情况:飞机被大风吹得在空中翻滚了15分钟。

幸运的是,有了经验的张媛媛经过调整使得飞机安全降落。“高度精神压力后,整个人瘫在了地上。”那时候她才真正意识到之前痛苦训练的意义。

“大胆地飞,有损失我承担。”每当想要放弃的时候,导师的话总能让张媛媛安心下来。经过调整,她开始等待“好天气”降临。

1月18日,张媛媛的第2次试飞非常顺利,总共获取了300多张高精度影像,圆满完成任务;2月10日第3次试飞,由于无人机上带的热红外相机出了问题,无法进行拍照,因此她决定改录一段热红外视频作为测试,最后也顺利完成。

决定第4次试飞,是因为智利空军提出希望张媛媛为空军机场“飞”一次。而且,这一次,张媛媛可以在设施完备的飞机跑道上作业,之前,她的跑道是长城站旁约两米宽的碎石子路。

没想到的是,在这样理想的条件下,张媛媛却经历了整个南极之旅中最大的挫折。

原来,机场起落跑道旁边有个大功率雷达,它会发射不同频率的电磁波以便飞机在降落时能收到机场的位置信息。但这个雷达发射的波段会干扰无人机控制。因此,飞机刚起飞就失灵了,迅速坠落下来。

这一次,飞机遭遇了毁灭性的损坏,所有核心控件全部摔坏。“尽管已经完成了既定任务,但我还是特别沮丧。亲眼看到自己心爱的‘玩具’突然从空中坠落并彻底毁坏,内心的失落是巨大的。”张媛媛说。

为了排解失落的情绪,张媛媛在队友的建议下开始“环岛暴走”,“一走就是一下午,走上几公里”。后来,她还参加了南极半程马拉松比赛,通过极限挑战排解自己的低落情绪。

在南极期间,张媛媛和大多数队友一样,十分想家。过“小年”那天,从来报喜不报忧的她与父母视频通话时,没说几个字便忍不住哭了出来。而真正过年那天,几乎所有长城站的科考人员都很失落,平时酒量非常大的人那天都醉了,“在外过年,还远在南极,会让人情绪低落、内心伤感吧”。

学会坐好科研这把“冷板凳”

按照原计划,张媛媛应在3月10日作为最后一批离开的“越夏”成员启程回国。但意外再次发生。

原来,3月以后,长城站便没有了商务航班。但智利空军运输机总是因为各种问题不能按时来,他们最终被迫“滞留”长城站近一个月。

“如果真要总结一下我的这次南极之旅,我觉得最主要的还是满满的遗憾吧。”张媛媛觉得,在“滞留”南极的一个月里,自己因为飞机坠毁一直焦躁情绪,不能静下来,“我原本设想在完成航拍任务后,还操控无飞机绕着整个乔治王岛飞一圈,可最后无法完成了”。

她意识到,今后,自己应该更好地学会调节情绪,在孤独和焦虑的环境中静下来坐好科研“冷板凳”。

目前,回到学校的张媛媛通过对影像的处理,最终统计出阿德雷岛上共有4865个企鹅巢穴。相较于历史实地统计数据,阿德雷岛企鹅巢穴数目几乎没有变化。而这次“南极放飞无人机”也证明了,电动固定翼无人机在极区有很大的应用前景。

“在博士阶段,我真心希望能有一次机会去北极。”尽管南极之旅留有遗憾,但张媛媛心里对极地的热爱没有改变,“我会在这份‘极地情怀’的陪伴下一直走下去的”。(来源:中国青年报)

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