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Le partenariat pour les petites entreprises de la NASA prépare un drone pour des vols scientifiques de 30 jours – sUAS News

Les aéronefs jouent un rôle essentiel dans la manière dont nous étudions et comprenons la surface, le climat et l’atmosphère de la Terre. Désormais, un nouveau système d'aéronef sans pilote (UAS) commercial vise à créer un moyen puissant d'observer notre planète pendant des jours ou des semaines.

Avec l'aide du centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley de Californie, Swift Engineering de San Clemente, en Californie, a effectué un test en vol de deux heures de son UAS Swift High-Altitude Long-Endurance (HALE). Les applications de la technologie – pour la science, l'agriculture et les interventions en cas de catastrophe – pourraient avoir un impact réel sur notre vie quotidienne.

Le HALE solaire de 72 pieds de Swift pèse moins de 180 livres, vole des charges utiles de 10 à 15 livres à la fois et est conçu pour fonctionner à une altitude de 70 000 pieds pendant 30 jours ou plus. Malgré sa grande envergure, le Swift’s HALE est de taille similaire à un petit avion d’aviation générale (GA), mais à une fraction du poids d’un GA. Comparé au NASA ER-2, qui fonctionne également à une altitude maximale de 70000 pieds et peut transporter une charge utile de 2600 livres pour des missions de plus de 10 heures, le Swift HALE UAS est capable de voler des charges utiles légères pendant des jours et des semaines.

«Les avions scientifiques actuels de la NASA peuvent répondre à la plupart – mais pas à tous – les exigences du système d'observation; Les avions HALE peuvent fournir des données uniques pour compléter et améliorer les mesures de la NASA depuis l'orbite », a déclaré Matt Fladeland, chercheur à Ames travaillant avec Swift sur l'avion. «Le développement du HALE avec Swift a ouvert plus de possibilités que ce que nous avions initialement imaginé. Le succès du test en vol est une première étape importante vers la réalisation d'une nouvelle capacité pour soutenir la science de la NASA.

En 2016, Ames – dont l'expertise dans les systèmes sans pilote comprenait le développement d'aéronefs, l'intégration de l'espace aérien et la science aéroportée – s'est associé à Swift dans le cadre du programme SBIR / STTR (Small Business Innovation Research / Small Business Technology Transfer) sur une preuve de concept pour un solaire. -UAS alimenté. Grâce à son expertise en UAS et en technologie solaire, Swift a reçu des récompenses NASA SBIR pour développer une solution unique qui pourrait soutenir le vol pendant un mois ou plus.

Avant que l'avion ne soit prêt pour son premier test en vol, l'équipe Swift, en consultation avec des chercheurs de la NASA, a dû faire des recherches sur les technologies des panneaux solaires et des batteries pour développer un système capable de fournir suffisamment d'énergie pour rester en l'air la nuit jusqu'à ce qu'il puisse charger ses batteries. le prochain jour. Les cellules doivent également conserver une capacité de puissance élevée après plusieurs cycles de recharge. D'autres considérations de conception incluaient la nécessité de résister aux températures extrêmes, au rayonnement et à d'autres conditions de la haute atmosphère, et les vols passés de la NASA Global Hawk ont ​​aidé à caractériser l'environnement opérationnel.

Au cours du premier d'une série d'essais en vol réussis à Spaceport America au Nouveau-Mexique le 7 juillet, l'équipage de Swift a mené des opérations à basse altitude, passant tous les contrôles des systèmes et validant les modèles d'aérodynamique, de commande et de système d'alimentation. En soutenant le vol pendant deux heures, les calculs du test en vol ont donné confiance dans la capacité de l’UAS à maintenir des missions pendant plus de 30 jours. Ce vol est le premier d'une série à collecter des données pour valider davantage les exigences de conception du véhicule.

«Ce programme signifie un partenariat important avec la NASA Science and Aeronautics – ensemble, nous avons conçu un UAS qui répond aux cas d'utilisation de l'agence et s'aligne sur la vision de la Federal Aviation Administration sur la façon dont les véhicules HALE doivent être déployés et entretenus pendant de longues périodes», a déclaré Andrew Streett , vice-président de la technologie chez Swift Engineering. «Les vols soutenus et de longue durée ne font que devenir une réalité avec une nouvelle génération de batteries et des économies d'énergie.»

De plus, le drone Swift à haute altitude et longue endurance a vérifié qu’il pouvait transporter une charge utile de 15 livres. Pour le vol d'essai, le Swift HALE a pris la FluidCam de la NASA, une caméra vidéo à haute fréquence d'images associée à un traitement par intelligence artificielle capable de fournir des observations sans précédent du fond marin côtier. Le test en vol avec FluidCam a des implications pour la recherche scientifique et environnementale approfondie des récifs coralliens.

Des avions comme Swift’s HALE pourraient également augmenter les observations des satellites en orbite autour de la Terre. Alors qu’un satellite géosynchrone observe un emplacement fixe sur Terre à l’échelle continentale, Swift’s HALE peut également observer la Terre à un niveau régional ciblé, plus rapidement et de manière plus économique qu’un satellite. Les équipes de la NASA explorent comment des avions comme celui de Swift pourraient prendre en charge la surveillance de la qualité de l'air, l'imagerie des zones côtières, la cartographie des glissements de terrain et des régions géologiquement actives, et des données en temps réel pour la surveillance des forêts et de l'agriculture.

Ce partenariat est un exemple de la manière dont le financement progressif SBIR / STTR et l’approche collaborative de la NASA stimulent l’innovation et l’ingéniosité des petites entreprises. Swift a reçu un financement de phase I et II en 2016 et 2017 pour développer son idée vers un prototype, ce qui a abouti à une démonstration de vol réussie en juillet 2020.

La prochaine étape du développement sera un effort de phase III pour démontrer la prise de mesures scientifiques à haute altitude pendant des jours, voire des semaines. En cas de succès, l'avion pourrait servir de nouvelle capacité opérationnelle pour la NASA et d'autres agences gouvernementales.

Auteur: Bailey Light

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