监视飓风的无人机
“大乌鸦”无人机
“伊哈纳”无人机
“Aerosonde Mark 3"无人机
北京时间9月26日消息，据美国国家地理网站报道，无人机已经开始越来越多地运用在各行各业。从美军在阿富汗和巴基斯坦的军事行动，到海洋和环境监视，这种新兴技术正极大程度的改变着我们的生活，而美国宇航局在这一方面走的更远，他们将军方原本用于战场的大型高空无人机改造，用来进行对飓风和热带风暴的监视和研究工作，无人机在美国也被广泛地用于土地管理和野生动物监测等领域。
尽管上周美国公民自由联盟（ACLU）和奥巴马政府在法庭上为了美国军方在反恐战争中使用无人机一事争论不休，美国宇航局却正使用无人机进行着旨在加深我们致命风暴的理解并尝试做出预报的工作。
9月19日，一架美国宇航局的全球鹰无人机离开位于弗吉尼亚的惠洛浦航空基地，它此行的目的地是飓风纳丁的台风眼，这一飓风系统已经肆虐北大西洋长达一周时间。这已经是这架全球鹰无人机今年的第三次出航，本次是3年来首次进行的一项耗资3000万美元，利用高空长时间的无人机监测来自收集数据，从而对热带风暴强度的演化过程开展研究。和之前经常使用的有人驾驶飞机相比，翼展35米，装有一台引擎的全球鹰无人机可以连续飞行30小时以上，飞行距离可达1.77万公里。
拉马什·卡卡（Ramesh Kakar）是这项隶属美国宇航局地球科学项目的研究计划的首席气象研究员。他说：“我们可以借此深入到此前有人驾驶飞机无法抵达的区域。”斯科特·布劳恩（Scott Braun）是美国宇航局新的全球鹰项目主管。他认为无人机的续航能力意味着“调查”和“监视”两者之间的差异。他说：“如果你每次都仅仅是路过药品经销商的房子，你可能没办法正好看到他。但如果你在那里待上一整天，你就很有可能遇上他。”
在此之前，全球鹰无人机一直承担着为美国军方进行侦查和长时间的情报收集工作任务。美国宇航局的科学家和美国国家海洋和大气管理局，以及全球鹰无人机的生产商诺斯罗普·格鲁曼公司开展合作，希望他们所作的努力将可以呈现热带风暴的完整生命周期，并帮助完善飓风预警模式，减少由于飓风损害和撤离行动造成的损失。布劳恩表示：“如果我们能改进预报工作，我们便可以节约金钱，拯救生命。”
使用无人机对于美国宇航局而言并非什么新鲜事，早在2009年开始美国宇航局便开始使用全球鹰无人机开展极端天气和气候变化方面的研究，当时他们从美国军方那里获得了两架全球鹰无人机。而美国宇航局对于其它类型无人机的应用则更加历史久远了。但这次执行的任务是首次从美国东海岸起飞，如此便可以确保在大西洋上飞行更久的时间，而之前的几次飞行任务都是从美国西海岸的加州起飞的。
在过去的3年间，美国宇航局已经对多个热带风暴系统开展了研究，其中就包括这里所展示的“弗兰克”。这张照片拍摄时无人机正飞行于1.8万米高空，可以看到在弗兰克中心周围分布着很多雷暴云系。无人机上安装的设备观测显示该风暴云系中的风力为97公里每小时，此时“弗兰克”正向着东太平洋方向运动。
有了无人机收集的数据，美国宇航局希望加深他们对于雷暴云团以及来自非洲撒哈拉大沙漠中的沙尘在大西洋上空风暴加强过程中所起的作用。这些信息还将帮助科学家们校正传统的卫星数据。
无人机上安装了用于测量风暴系统温度，水汽含量，云层结构和深度，悬浮颗粒物或尘埃水平的激光测量仪。超小型的移动气象站被抛下，打开降落伞从高空一直降落到海洋表面，在此过程中采集有关风暴系统中温度，气压，风力以及湿度的数据。
无人机收集的数据被通过卫星转发至美国宇航局的控制中心。随后该中心会将数据应用于计算机模型制作，以便帮助进行气象预报工作。而另一组操作员则负责监视着无人机的高度，风速，燃油和其它参数。
肯特·富勒（Kent Fuller）是执行飓风纳丁的任务控制员之一，他之前是一位美国空军和商业航班驾驶员。他说：“当你使用无人机时，你必须遵循美国联邦航空管理局（FAA），并在商业航班密集的空域执行任务。”
麦克·哈特（Mike Hutt）表示，要想使用无人机，你首先必须通过美国联邦航空管理局的批准。哈特本人是美国联邦地质调查局（USGS）无人机系统（UAS）办公室的项目主管，他们已经开始利用无人机开展自己的环境调查项目。
全球鹰无人机在商业航班途径空域起飞或降落过程中都需要人工引导，这在它通过密集的商业航班空域时非常重要。而一旦它的飞行高度超过了商业航班的飞行高度，这种引导也就不再需要了。
美国全国境内都已经普遍开展使用无人机进行环境监控的工作。当美国宇航局使用无人机对飓风和热带风暴系统进行监测研究时，其它联邦政府部门和私人机构也正使用更加小型的无人机进行着各项工作，从监测科罗拉多的鸟类数量到监测夏威夷火山的活动。
美国联邦地质调查局的科学家们在蒙大拿州的上红石湖发射一架“大乌鸦”无人机。机上搭载的热成像相机将帮助科学家们搜寻湖面以下温泉的位置，这些温泉帮助湖中的鱼类熬过严寒的冬季。借助1.2米的翼展和电池驱动的马达，大乌鸦无人机的滞空时间长达90分钟，飞行高度也可以达到305米。哈特表示：“这些小型，价格便宜的无人机让土地管理者们的手中多了一副有力工具，它将有效辅助和填补卫星和有人驾驶飞机的不足之处。这种技术也让我们进行这些调查时的成本花费大大降低了。”
比如对科罗拉多州鸟类进行有人驾驶飞机的监测计划耗资将是3万美元左右，而使用大乌鸦无人机，其花费仅需3000美元。哈特表示：“我们应当感谢国防部，他们在过去的5~10年间已经花费数十亿美元开发这些无人机技术。只是在最近的3年内，商业和民用的此类无人机才开始出现。”
2007年美国森林大火肆虐时，美国宇航局使用“伊哈纳”（Ikhana）的无人机来评估大火的严重程度，以及灾害的损失估算工作，这种无人机比全球鹰稍小一些，其翼展为20米，巡航高度可达1.2万米。伊哈纳无人机是军用无人机“捕食者”的一种改型，用于民用和环境监测用途。而其军用改进版本则被用于在巴基斯坦和阿富汗直接执行对恐怖分子的空袭打击任务。
根据美国地质调查局的哈特估计，现在除了军方以外已经出现了上千家业务涉及无人机设计与生产的小型公司。他说：“几乎每天都会出现一家新公司。”
而现在最新制定的联邦航空管理局法规可能将会要求即便是那些无人机爱好者们，当他们从事任何带有商业目的的飞行时，包括旅游到商业地产考察，都将需要获得飞行许可。
美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的无人机项目使用类似大乌鸦这样的无人机进行着海洋哺乳动物数量的调查。今年5月份，该局使用两种型号的无人机（Aeryon Scout /Ario Vironment Puma AE），对阿拉斯加阿留申群岛沿海的海狮数量进行了监视。
Scout无人机可以持续飞行25分钟，就像一架电池驱动的直升机，而Puma AE无人机翼展3米，可以持续飞行2小时。NOAA在一份有关此项目的报告中表示：“无人机可以飞行地比有人驾驶飞机更低，飞的更慢，更安静，从而更加适用于在相对较为接近的距离上观察野生动物而不会造成惊扰。”
美国联邦地质调查局（USGS）和下顿苏部落环境保护署的工作人员们在密苏里河上发射的一架无人机飞行过程中，无人机将沿着长11公里的河岸线飞行并拍摄，之后图像将会被用于和去年获取的相同影像做对比分析，以帮助人们监控河流的侵蚀状况。根据一些估算，这一地区每年都会损失多达2.4米的河岸线。
USGS科学家卡锡·内泽特（Kathy Neitzert）在一份介绍这一项目的报告中指出：“此次飞行任务中获取的数据将被用于对这一地区的调查以及对侵蚀程度的监视，以及长期以往将会对当地文化和环境造成的损害。”他说：“通过此次飞行采集的数据将被用于制定精确的河岸线基线。”
不管是土地管理者还是气象研究人员，考虑到无人机所展现出的以一种便捷且花费甚少的方式获取数据的能力，他们都认为其将是未来环境管理领域的发展趋势。美国宇航局的额布劳恩对《国家地理》表示：“这就是我们将在未来从事科学工作的方式。”
