Novo drone voa a 10 km de altura e promete melhorar a previsão do tempo

Por quase um século, observar as camadas mais altas da atmosfera significou amarrar uma caixa de sensores a um balão, soltá-lo e dar adeus ao equipamento. E os lançamentos só acontecem em horários predefinidos. Se uma tempestade começa a se formar entre um lançamento e outro, não há ninguém lá em cima para observá-la.

A Meteomatics, empresa suíça de tecnologia meteorológica, acredita que podemos obter dados meteorológicos melhores. Recentemente, a companhia apresentou o Strato, um drone multicóptero projetado para estudar a atmosfera terrestre.

Ele foi desenvolvido para alcançar altitudes mais elevadas da troposfera (a camada da atmosfera onde ocorrem os fenômenos meteorológicos) do que os balões, por uma fração do custo. E, quando a missão termina, o equipamento retorna ao local de lançamento, pronto para subir novamente.

Um instrumento meteorológico que pode voar repetidas vezes, onde e quando for necessário, tem potencial para mudar a maneira como observamos o céu e prevemos o tempo.

DADOS SOB DEMANDA

Segundo a Meteomatics, antes do Strato nenhum drone era capaz de traçar um perfil da atmosfera sob demanda, desde o solo até a estratosfera.

À medida que sobe, o Strato mede temperatura, umidade, pressão e vento em cada altitude, construindo uma espécie de amostra em profundidade do ar acima de nós. Até agora, somente uma radiossonda – o conjunto de instrumentos suspenso em balões meteorológicos – era capaz de coletar esses dados.

O uso de radiossondas tem suas desvantagens. Os balões meteorológicos precisam de cerca de 40 minutos apenas para alcançar 12 quilômetros de altitude. Além disso, 90% dos balões meteorológicos nunca retornam às pessoas que os lançaram, e suas radiossondas se perdem para sempre, tornando-se, na prática, poluentes.

Alguns modelos mais recentes de balões incorporam GPS e sistemas de descida controlada que permitem recuperar os conjuntos de sensores. Ainda assim, os cientistas precisam percorrer quilômetros para buscá-los. Além disso, os equipamentos precisam ser preparados novamente para voar, o que leva tempo.

O Strato resolve esses problemas. O drone alcança 10 quilômetros de altitude em cerca de 25 minutos, afirma Martin Fengler, CEO da Meteomatics, concluindo um perfil atmosférico completo em metade do tempo de um balão meteorológico. Além disso, o Strato sempre retorna ao local exato de onde partiu, pronto para subir novamente.

PREVISÕES MAIS CONFIÁVEIS

A velocidade do Strato e sua capacidade de realizar lançamentos contínuos são fundamentais para obter mais dados, em tempo hábil, sobre as correntes de jato – as rodovias atmosféricas pelas quais os sistemas meteorológicos se deslocam.

“Se os dados não estiverem corretamente posicionados em relação à corrente de jato, a previsão também não será confiável”, afirmou Fengler ao anunciar o Strato.

As correntes de jato – existem várias, tanto no Hemisfério Norte quanto no Hemisfério Sul – são rios de vento que circulam pelo planeta em alta velocidade, próximos ao topo da troposfera (a estratosfera começa logo acima dessa camada).

Nessas altitudes, uma mudança repentina na direção do vento ou uma elevação da temperatura pode tirar um avião comercial da rota, manter um foguete na plataforma de lançamento e arruinar um piquenique no parque – ou provocar consequências ainda piores, como demonstram os eventos climáticos extremos.

os balões meteorológicos tradicionais respondem por 80% a 90% das operações de sondagem em grandes altitudes.

E é justamente sobre o que acontece lá em cima que sabemos menos. Segundo a Meteomatics, as redes governamentais de observação não monitoram de maneira confiável as altitudes mais elevadas das correntes de jato. Isso acontece porque os balões costumam ser lançados em horários fixos, a partir de bases igualmente fixas.

Ninguém decide lançar um balão extra de repente porque um sistema meteorológico está se aproximando. Assim, companhias aéreas, pilotos militares e equipes de lançamento de foguetes frequentemente tomam decisões importantes com base em dados desatualizados ou coletados em outros locais.

As medições do Strato alimentam os próprios modelos de previsão de alta resolução da Meteomatics, juntamente com os dados obtidos pelo Tropo, um modelo mais antigo de drone meteorológico da empresa, que voa em altitudes menores. A combinação permite obter informações atmosféricas muito mais precisas.

COM LICENÇA, DRONE PASSANDO

Por mais promissora que a tecnologia pareça, a abordagem do Strato também pode trazer alguns problemas.

A 10 quilômetros de altitude, o Strato divide o espaço aéreo com aviões comerciais em velocidade de cruzeiro. Não existem protocolos automáticos e universais de comunicação e coordenação entre drones e controladores de tráfego aéreo. Por isso, o Strato segue as regras estabelecidas por cada país.

Há algumas medidas de segurança para reduzir os riscos, afirma Fengler. O Strato pode carregar um transponder, dispositivo de comunicação por rádio que permite aos controladores identificá-lo em seus radares, como qualquer outra aeronave.

Os operadores do drone também podem emitir avisos antecipados para que os pilotos evitem determinada área. Outra possibilidade é coordenar as operações com o controle de tráfego aéreo local.

A própria atmosfera representa outro obstáculo. A mais de 9,5 quilômetros de altitude, o ar é tão rarefeito que as hélices mal encontram resistência suficiente para gerar sustentação. A equipe de engenharia da Meteomatics precisou testar diversas combinações de hélices e motores até encontrar o equilíbrio ideal.

Outro desafio que poderia inviabilizar o projeto era o próprio clima. Mas o Strato foi projetado para lidar com essas condições, afirma Fengler. O drone suporta ventos sustentados de até 130 km/h e tem uma estrutura moldada para cortar o ar com eficiência.

A chuva também não é problema: o equipamento é à prova d'água. Por fim, se começar a se formar gelo, o Strato aquece as próprias hélices para derretê-lo. Fengler acrescenta que o operador monitora em tempo real, durante todo o voo, a altitude, o vento, a temperatura e os alertas de formação de gelo.

Fengler não revelou quanto custa o Strato – “depende de como cada sistema é configurado” –, mas garante que a solução será muito mais barata no longo prazo. Pelo menos em comparação com os balões meteorológicos descartáveis tradicionais, que ainda respondem por cerca de 80% a 90% das operações de sondagem em grandes altitudes.

“Dez anos atrás, um drone capaz de voar efetivamente até a estratosfera para coletar dados meteorológicos era um sonho impossível”, afirma Fengler. “Nós tornamos isso realidade.”