美國航太總署新一代無人機晝夜抗擊野火

美國國家航空暨太空總署（NASA），作為美國政府負責民用太空計畫以及航空和航太研究的機構，自1958年由《國家航空暨太空法案》成立以來，一直引領著美國的太空探索工作，像阿波羅登月任務、天空實驗室太空站以及太空梭計畫等。如今，NASA正運用先進的無人機和空域管理技術，徹底改變野火應對方式，實現全天候空中滅火，即便在能見度低的情況下也不例外。

透過研發和測試行動式空域管理系統（PAMS），NASA確保野火期間無人機能更安全、高效地執行。這些如手提箱大小的裝置，能幫助飛行員避免碰撞、分享飛行計畫，且無需依賴網路就能保持通訊。

NASA正與野火應對小組合作，針對一些最棘手的滅火挑戰，特別是夜間空中作業，開發先進工具。未來，無人機，無論是遙控操作還是全自動的，都可能在野火撲滅中發揮更大作用。為此，NASA近期與全國各地的團隊一同測試新技術。這些創新將使包括配備自動駕駛系統的小型無人機和直升機在內的飛行器，能夠全天候監測和撲滅野火，即便在能見度低的條件下也能如此。

目前，空中滅火受限於白天或能見度良好的條件，因為能見度不佳會增加飛行器與地形或其他滅火飛行器碰撞的風險。NASA的空域管理技術旨在改變這一現狀，使無人機和遙控飛行器能夠在夜間安全執行，讓應對人員有更多時間從空中控制火情。

NASA航空研究任務理事會「應急響應行動先進能力」（ACERO）專案經理薛敏表示：「我們旨在為野火應對的全天候無人機作業提供新工具，包括空域管理技術。這次測試將提供寶貴資料，指導我們完善這項技術，最終應用於實際現場。」

在過去一年裡，ACERO研究人員開發了行動式空域管理系統（PAMS），無人機飛行員在透過遙控系統或地面控制站操作無人機時，可使用該系統安全地將飛行器投入野火應對行動。每個PAMS大約和隨身行李箱一樣大小，配備用於空域管理的電腦、用於在PAMS裝置之間共享資訊的無線電，以及用於接收附近空中交通資訊的自動相關監視廣播接收器，所有這些都裝在一個耐用且便於攜帶的容器中。

PAMS上的NASA軟體使無人機飛行員在遙控操作飛行器時，能透過監測和與網路中的其他飛行器分享飛行計畫，避免空中碰撞。該系統還提供基本的火災位置和天氣資訊。配備通訊裝置的無人機充當地面PAMS裝置的空中通訊中繼站，使它們無需依賴網路就能相互通訊。

為測試PAMS裝置共享和顯示重要資訊的能力，NASA研究人員在加州矽谷艾姆斯研究中心的一個機庫中，將三個裝置放置在彼此視線範圍之外的不同位置。每個裝置處的研究人員將飛行計畫輸入系統，並觀察到每個裝置都透過網狀無線電網路成功地與其他裝置分享了飛行計畫。

接下來，研究人員與維吉尼亞州的團隊合作，測試空中通訊無線電中繼能力。研究人員為一架長航程垂直起降飛行器配備了攝影機、電腦、網狀無線電和用於獲取空中交通資訊的自動相關監視廣播接收器。該團隊在維吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心飛行這架飛行器和兩架較小的無人機，故意讓它們在彼此視線範圍之外執行。大型無人機上的網狀無線電網路成功地與小型無人機和地面上的多個無線電裝置建立了連線。

NASA研究人員隨後測試了PAMS裝置透過空中通訊中繼進行協調的能力，以模擬在現場的情況。在加州沃森維爾的蒙特雷灣學院機場，工程師們駕駛了一架由Overwatch Aero公司研發的具垂直起降能力的翼型無人機，與三個不同的PAMS裝置建立了通訊中繼。接著，團隊在附近飛行了兩架較小的無人機。研究人員測試了PAMS裝置接收來自Overwatch飛行器的通訊並與其他PAMS裝置分享資訊的能力。飛行員故意提交相互衝突的飛行計畫，並有意讓無人機飛出預先批准的飛行計畫範圍。PAMS裝置成功地向飛行員發出了飛行計畫衝突和超出預批區域操作的警報。它們還相互分享了飛行器位置，並顯示了天氣更新和模擬的火災位置資料。

這次測試展示了PAM裝置在野火行動中的應用潛力。薛敏表示：「這次測試是改善野火期間空中協調的重要一步。這些技術將改善野火應對行動，減少大規模野火的影響，並挽救更多生命。」今年，團隊將進行飛行評估，以進一步完善這些野火應對技術。最終，該專案旨在將這項技術轉移到消防界。這項工作由NASA航空研究任務理事會的ACERO專案領導，並支援該機構的先進空中交通使命。