Primer dron vuela al Polo Norte en una misión climática

Roberta Pirazzini emprendió una expedición al Ártico para hacer algo que nadie había intentado antes: volar un dron cerca del Polo Norte.

Los sensores del dron evaluarán la luz solar reflejada por el hielo. Esta medida, conocida como albedo de superficie, es clave para comprender cuánta radiación solar es absorbida por la Tierra y cuánta se refleja de regreso a la atmósfera. Es uno de los acertijos científicos que pueden ayudar a predecir qué tan rápido se derretirá el hielo marino .

Pero volar un dron sobre los confines más septentrionales del planeta no es una tarea sencilla. Pirazzini y una colega, Henna-Reetta Hannula, pasaron meses aprendiendo a volar en el Instituto Meteorológico de Finlandia, donde ambos forman parte del personal como científicos. Los técnicos diseñaron y construyeron un sofisticado sistema de navegación capaz de manejar condiciones climáticas extremas.

Los científicos y sus drones se unieron a la expedición ártica más grande de la historia a bordo del Polarstern , un rompehielos que transportaba a decenas de investigadores en una misión de un año. La pareja también había traído un dron de práctica más pequeño que podía volar dentro de su pequeña cabina, la única oportunidad que tendrían para mantener sus habilidades afiladas en las semanas de navegación antes de finalmente pisar el hielo.

De inmediato, Pirazzini se encontró con los mismos problemas que han acosado a los exploradores del Ártico durante dos siglos: condiciones de navegación traicioneras y tecnología que se dobla en el frío profundo.

Lea: El Ártico, posiblemente, transitará hacia un “nuevo clima” debido al deshielo

Los drones y helicópteros tienen problemas cerca del Polo Norte porque los satélites de posicionamiento global sufren pequeñas incertidumbres en las latitudes extremas del norte. Esto crea una creciente confusión para la navegación cuanto más se acerca un piloto al Polo Norte, y los drones de Pirazzini estarían operando más cerca que antes .

La pesadilla de la navegación se ha cobrado otro dron anteriormente en la expedición. El dron despegó del barco, tomó una dirección completamente incontrolada y se estrelló. Pirazzini estaba aterrorizada de que su dron de medición de albedo fuera la próxima víctima, y sus temores se confirmaron tan pronto como pisó el hielo. El sistema de navegación del dron principal no funcionaba, lo que significa que ella y Hannula tendrían que calcular manualmente las distancias, la dirección, la altitud y la velocidad del viento.

“Las condiciones de congelación eran nuestro principal enemigo, no solo por el hielo en la hoja” de los rotores del dron, “sino en nuestros dedos” , dice Pirazzini , con la voz quebrada en un teléfono satelital durante el viaje de regreso del Polarstern a principios de este mes . “Se necesitan pequeños movimientos muy delicados para operar el dron”, dice. “Cuando tu mano se congela, pierdes sensibilidad, tus dedos ya no pueden controlar las funciones”.

La niebla se convertiría en hielo alrededor de las aspas del dron. Ráfagas de viento de más de ocho metros por hora aterrizarían el dron. Aún así, los dos científicos lograron realizar 18 vuelos durante tres semanas. Las mediciones de albedo capturadas por Pirazzini, de 49 años, y Hannula, de 33, ahora se analizarán como parte de un esfuerzo multinacional para comprender cómo el calentamiento de las temperaturas está afectando al Ártico, una carrera científica contra el cambio climático en sí.

La capa de hielo del norte de la Tierra se está calentando aproximadamente tres veces más rápido que el resto del planeta, alterando un ecosistema frágil . El hielo marino del Ártico, que se derrite durante el verano y se congela en los meses de invierno, se redujo al segundo nivel más bajo registrado en septiembre, el mes en que la capa de hielo suele estar en su nivel más bajo. Solo en 2012 la capa de hielo marino del Ártico fue más pequeña.

Condiciones anormalmente cálidas en el Ártico siberiano, que sufrió una ola de calor sin precedentes durante la primera mitad del año, ahora dificultan la reforma del hielo. El hielo marino del Ártico se encuentra actualmente en el nivel más bajo para esta época del año desde que comenzó el monitoreo por satélite en 1979, 37% por debajo del promedio histórico.

“Para entonces, en 2012, el hielo había comenzado a volver a crecer”, dice Samantha Burgess, subdirectora del Servicio de Cambio Climático Copernicus de Europa. “Es un poco pronto para decir qué implicaciones tendrá esto para el resto de la temporada, pero es probable que haya impactos en la red alimentaria marina”.

En agosto, cuando comenzaron los vuelos con drones de Pirazzini, el hielo marino en el Ártico había caído al nivel más bajo registrado para ese mes. Estos niveles de hielo alarmantemente bajos hicieron posible que el Polarstern llegara al Polo Norte desde el estrecho de Fram de Noruega en solo seis días . “Había áreas de agua abierta por todas partes, era muy fácil ir allí”, dice Pirazzini. "Eso no es agradable si piensas en el futuro del Ártico. Es un entorno muy frágil que cambiará sin retorno ".

Medir el albedo se vuelve más importante a medida que el hielo se contrae. Las superficies blancas del hielo ártico reflejan la radiación solar hacia la atmósfera, mientras que las superficies azules del océano la absorben. Sin embargo, no todo el hielo es igualmente reflectante, y los científicos están tratando de averiguar cuánta radiación solar está siendo absorbida por el hielo que se encuentra debajo de las aguas poco profundas que se han derretido a medida que las temperaturas se mantienen más cálidas.

Si bien el área del hielo marino puede monitorearse mediante satélites, otras mediciones que son cruciales para comprender la velocidad de fusión solo se pueden obtener más cerca del suelo. Estos datos más granulares son esenciales para determinar otros impulsores del cambio climático, como la forma en que el calor se transfiere a través del hielo a la atmósfera y al agua.

Tradicionalmente, los científicos han tomado lecturas de albedo con aviones y helicópteros. Pero los drones son más baratos, pueden volar en peores condiciones climáticas e incluso bajo nubes bajas. Los vuelos de Pirazzini variaron entre cinco y 30 metros sobre el hielo. “La tecnología de drones avanza cada mes, cada año”, dice. “Estamos en la infancia de este negocio y creo que se expandirá mucho porque son medidas únicas y necesarias”.

En el Ártico, operar drones lejos de otros científicos a veces implicaba riesgos. Pirazzini y Hannula tuvieron que cruzar una fractura en el hielo utilizando un pontón como balsa. En un momento, Pirazzini estaba arrodillada en una balsa sobre agua de mar helada, sosteniendo el dron cuidadosamente envuelto, mientras Hannula la ayudaba a amarrar a un lugar seguro con un palo largo.

En ocasiones, los drones demostraron ser más resistentes al duro clima ártico que algunos de los otros objetos voladores de la expedición. Dos globos atados apodados Beluga y Miss Piggy serían enviados para protegerse de las duras condiciones en una carpa naranja brillante conocida como Balloon Town. “A veces, la señorita Piggy se portaba mal y volaba demasiado bajo”, dice Pirazzini riendo. “Necesitaríamos asegurarnos de que el dron no esté en el área”.

El arsenal científico del Polarstern incluía un helicóptero y muchos globos meteorológicos equipados con un sistema de radio que recopilaba y transmitía datos sobre temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento. Se lanzaron un total de 1.574 globos, ocho por día durante 12 meses, y los científicos a menudo los decoraron con nombres y mensajes de cumpleaños para sus familias.

Cientos de investigadores de 20 países se turnaron en el Polarstern para la misión MOSAiC, un acrónimo de Observatorio multidisciplinario a la deriva para el estudio del clima ártico. Dirigida por el Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina de Alemania, fue la primera expedición en la historia moderna que pasó un invierno completo cerca del Polo Norte . La misión, que contaba con un presupuesto de más de 140 millones de euros (165 millones de dólares), finalizó el 12 de octubre tras 389 días en el mar.

“El cambio climático probablemente obligará a la organización de más expediciones como esta porque habrá un impulso de hacer algo, de comprender las implicaciones”, dice Pirazzini . "Esta expedición ha trazado nuevos caminos para la investigación. Siento que tengo la responsabilidad de aprovecharlo al máximo ".

Roberta Pirazzini emprendió una expedición al Ártico para hacer algo que nadie había intentado antes: volar un dron cerca del Polo Norte.

Los sensores del dron evaluarán la luz solar reflejada por el hielo. Esta medida, conocida como albedo de superficie, es clave para comprender cuánta radiación solar es absorbida por la Tierra y cuánta se refleja de regreso a la atmósfera. Es uno de los acertijos científicos que pueden ayudar a predecir qué tan rápido se derretirá el hielo marino .

Pero volar un dron sobre los confines más septentrionales del planeta no es una tarea sencilla. Pirazzini y una colega, Henna-Reetta Hannula, pasaron meses aprendiendo a volar en el Instituto Meteorológico de Finlandia, donde ambos forman parte del personal como científicos. Los técnicos diseñaron y construyeron un sofisticado sistema de navegación capaz de manejar condiciones climáticas extremas.

Los científicos y sus drones se unieron a la expedición ártica más grande de la historia a bordo del Polarstern , un rompehielos que transportaba a decenas de investigadores en una misión de un año. La pareja también había traído un dron de práctica más pequeño que podía volar dentro de su pequeña cabina, la única oportunidad que tendrían para mantener sus habilidades afiladas en las semanas de navegación antes de finalmente pisar el hielo.

De inmediato, Pirazzini se encontró con los mismos problemas que han acosado a los exploradores del Ártico durante dos siglos: condiciones de navegación traicioneras y tecnología que se dobla en el frío profundo.

Lea: El Ártico, posiblemente, transitará hacia un “nuevo clima” debido al deshielo

Los drones y helicópteros tienen problemas cerca del Polo Norte porque los satélites de posicionamiento global sufren pequeñas incertidumbres en las latitudes extremas del norte. Esto crea una creciente confusión para la navegación cuanto más se acerca un piloto al Polo Norte, y los drones de Pirazzini estarían operando más cerca que antes .

La pesadilla de la navegación se ha cobrado otro dron anteriormente en la expedición. El dron despegó del barco, tomó una dirección completamente incontrolada y se estrelló. Pirazzini estaba aterrorizada de que su dron de medición de albedo fuera la próxima víctima, y sus temores se confirmaron tan pronto como pisó el hielo. El sistema de navegación del dron principal no funcionaba, lo que significa que ella y Hannula tendrían que calcular manualmente las distancias, la dirección, la altitud y la velocidad del viento.

“Las condiciones de congelación eran nuestro principal enemigo, no solo por el hielo en la hoja” de los rotores del dron, “sino en nuestros dedos” , dice Pirazzini , con la voz quebrada en un teléfono satelital durante el viaje de regreso del Polarstern a principios de este mes . “Se necesitan pequeños movimientos muy delicados para operar el dron”, dice. “Cuando tu mano se congela, pierdes sensibilidad, tus dedos ya no pueden controlar las funciones”.

La niebla se convertiría en hielo alrededor de las aspas del dron. Ráfagas de viento de más de ocho metros por hora aterrizarían el dron. Aún así, los dos científicos lograron realizar 18 vuelos durante tres semanas. Las mediciones de albedo capturadas por Pirazzini, de 49 años, y Hannula, de 33, ahora se analizarán como parte de un esfuerzo multinacional para comprender cómo el calentamiento de las temperaturas está afectando al Ártico, una carrera científica contra el cambio climático en sí.

La capa de hielo del norte de la Tierra se está calentando aproximadamente tres veces más rápido que el resto del planeta, alterando un ecosistema frágil . El hielo marino del Ártico, que se derrite durante el verano y se congela en los meses de invierno, se redujo al segundo nivel más bajo registrado en septiembre, el mes en que la capa de hielo suele estar en su nivel más bajo. Solo en 2012 la capa de hielo marino del Ártico fue más pequeña.

Condiciones anormalmente cálidas en el Ártico siberiano, que sufrió una ola de calor sin precedentes durante la primera mitad del año, ahora dificultan la reforma del hielo. El hielo marino del Ártico se encuentra actualmente en el nivel más bajo para esta época del año desde que comenzó el monitoreo por satélite en 1979, 37% por debajo del promedio histórico.

“Para entonces, en 2012, el hielo había comenzado a volver a crecer”, dice Samantha Burgess, subdirectora del Servicio de Cambio Climático Copernicus de Europa. “Es un poco pronto para decir qué implicaciones tendrá esto para el resto de la temporada, pero es probable que haya impactos en la red alimentaria marina”.

En agosto, cuando comenzaron los vuelos con drones de Pirazzini, el hielo marino en el Ártico había caído al nivel más bajo registrado para ese mes. Estos niveles de hielo alarmantemente bajos hicieron posible que el Polarstern llegara al Polo Norte desde el estrecho de Fram de Noruega en solo seis días . “Había áreas de agua abierta por todas partes, era muy fácil ir allí”, dice Pirazzini. "Eso no es agradable si piensas en el futuro del Ártico. Es un entorno muy frágil que cambiará sin retorno ".

Medir el albedo se vuelve más importante a medida que el hielo se contrae. Las superficies blancas del hielo ártico reflejan la radiación solar hacia la atmósfera, mientras que las superficies azules del océano la absorben. Sin embargo, no todo el hielo es igualmente reflectante, y los científicos están tratando de averiguar cuánta radiación solar está siendo absorbida por el hielo que se encuentra debajo de las aguas poco profundas que se han derretido a medida que las temperaturas se mantienen más cálidas.

Si bien el área del hielo marino puede monitorearse mediante satélites, otras mediciones que son cruciales para comprender la velocidad de fusión solo se pueden obtener más cerca del suelo. Estos datos más granulares son esenciales para determinar otros impulsores del cambio climático, como la forma en que el calor se transfiere a través del hielo a la atmósfera y al agua.

Tradicionalmente, los científicos han tomado lecturas de albedo con aviones y helicópteros. Pero los drones son más baratos, pueden volar en peores condiciones climáticas e incluso bajo nubes bajas. Los vuelos de Pirazzini variaron entre cinco y 30 metros sobre el hielo. “La tecnología de drones avanza cada mes, cada año”, dice. “Estamos en la infancia de este negocio y creo que se expandirá mucho porque son medidas únicas y necesarias”.

En el Ártico, operar drones lejos de otros científicos a veces implicaba riesgos. Pirazzini y Hannula tuvieron que cruzar una fractura en el hielo utilizando un pontón como balsa. En un momento, Pirazzini estaba arrodillada en una balsa sobre agua de mar helada, sosteniendo el dron cuidadosamente envuelto, mientras Hannula la ayudaba a amarrar a un lugar seguro con un palo largo.

En ocasiones, los drones demostraron ser más resistentes al duro clima ártico que algunos de los otros objetos voladores de la expedición. Dos globos atados apodados Beluga y Miss Piggy serían enviados para protegerse de las duras condiciones en una carpa naranja brillante conocida como Balloon Town. “A veces, la señorita Piggy se portaba mal y volaba demasiado bajo”, dice Pirazzini riendo. “Necesitaríamos asegurarnos de que el dron no esté en el área”.

El arsenal científico del Polarstern incluía un helicóptero y muchos globos meteorológicos equipados con un sistema de radio que recopilaba y transmitía datos sobre temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento. Se lanzaron un total de 1.574 globos, ocho por día durante 12 meses, y los científicos a menudo los decoraron con nombres y mensajes de cumpleaños para sus familias.

Cientos de investigadores de 20 países se turnaron en el Polarstern para la misión MOSAiC, un acrónimo de Observatorio multidisciplinario a la deriva para el estudio del clima ártico. Dirigida por el Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina de Alemania, fue la primera expedición en la historia moderna que pasó un invierno completo cerca del Polo Norte . La misión, que contaba con un presupuesto de más de 140 millones de euros (165 millones de dólares), finalizó el 12 de octubre tras 389 días en el mar.

“El cambio climático probablemente obligará a la organización de más expediciones como esta porque habrá un impulso de hacer algo, de comprender las implicaciones”, dice Pirazzini . "Esta expedición ha trazado nuevos caminos para la investigación. Siento que tengo la responsabilidad de aprovecharlo al máximo ".