Aerostat obrazujący – pierwsze testy
Testy kamery MicaSense Altum na aerostacie.
Aerostat na uwięzi to stosunkowo mało popularny typ bezzałogowego statku powietrznego, szczególnie w zastosowaniach teledetekcyjnych. W porównaniu ze znacznie powszechniejszymi tu dronami posiada on jednak szereg atutów. Jednym z nich jest brak wymogu zasilania, co umożliwia jego właściwie nieograniczony czas lotu, zależnie od warunków pogodowych.
Te oraz inne cechy aerostatu można z powodzeniem wykorzystać w teledetkcji lub monitoringu obrazowym. Jesteśmy w trakcie realizacji takiego właśnie projektu. Jest nam miło poinformować, że z sukcesem przeprowadziliśmy pierwsze testy operacyjne prototypu systemu obrazowania zainstalowanego na platformie BSP tego typu.
Testy przeprowadzono 28 września 2021 roku na terenie KEZO w Jabłonnej k. Warszawy. Próbne loty odbyły się w godzinach wczesno-popołudniowych (12-16), przy sprzyjającej pogodzie: umiarkowanej pokrywie chmur piętra średniego oraz wysokiego (Ac/Cc/Cs), średniej temperaturze powietrza 9,2°C oraz małej prędkości wiatru (2 m/s) z kierunku WWS.
Aerostat MoniKite™
MoniKite-105 (MK-105) to ultralekki aerostat na uwięzi zdolny do osiągnięcia wysokości maksymalnej H=300 metrów (pułap operacyjny) oraz udźwigu do 8 kg. MK-105 posiada wymiary: długość 10,5 m, średnica max. 2,6 m i wykonany jest jako struktura powłokowa bez dodatkowych usztywnień, jedynie w miejscach mocowania stateczników zastosowano wręgi prętowe mocowane do zewnętrznej strony powłoki. Całkowita jego objętość wynosi 39 m3. Wyposażony jest w trzy stateczniki w układzie klasycznym tzn. jeden pionowy i dwa poziome oraz w innowacyjne przegubowe zawieszenie umożliwiające ustawianie się aerostatu na optymalne kąty natarcia (maksymalna siła nośna przy minimalnej sile oporu aerodynamicznego). Rozwiązanie to pozwala na utrzymanie aerostatu w pozycji minimalnie odchylonej od pionu tzn. do ok. 20° przy średnich wiatrach (do ok. 15 m/s). MK-105 utrzymywany jest w powietrzu przy pomocy liny kevlarowej o wytrzymałości 2100 daN.
Do realizacji zadań związanych z pozyskaniem obrazów teledetekcyjnych z pułapu aerostatu, wybrano miniaturową kamerę wielospektralną MicaSense Altum. Kamera rejestruje obraz w sześciu zakresach spektralnych, włączając zakres podczerwieni termalnej.
Przez wzgląd na wychyły aerostatu kamerę zamontowano na żyroskopowym ramieniu wychyłowym, tzw. gimbalu. Do testów wykorzystano gimbal DJI Ronin SC wraz z dedykowaną podstawą umożliwiającą montaż systemu do powłoki statku. Kamera została wyposażona również w dedykowaną obudowę (wydruk 3D), zewnętrzne zasilanie oraz tzw. repeater sieci Wi-Fi zapewniający komunikację z naziemnym komputerem sterującym.
Wszystkie procedury testowe przebiegły pomyślnie. Aerostat z systemem obrazowania podczas dwóch wzniosów zebrał obszerny zestaw wysokiej jakości danych, które poddaliśmy wstępnej postprodukcji i weryfikacji. Kamera wielospektralna Altum to wysokiej jakości urządzenie, które umożliwia pozyskanie wiarygodnych radiometrycznie i geometrycznie zobrazowań. Poniżej prezentujemy przykładowe kompozycje barwne ortoobrazów pozyskanych podczas testów.
Doświadczenia te zbierane są w ramach części działań prowadzonych w programie badawczego NCBiR, TANGO 4 pt. Aerostaty adaptacyjne, rozpięte na strukturze wsporczej SDT (Self Deployable Tensegrity), jako platformy do celów wielotematycznego monitoringu powierzchni Ziemi (Aero-SDT). Prace prowadzone są przez konsorcjum badawczo-wdrożeniowe, którego liderem jest Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, a partnerami technologicznymi firmy ADAPTRONICA Sp. z o.o. i GEOSYSTEMS Polska Sp. z.o.o.
Zobacz też: GeoBalon.
