Des chercheurs de la NASA ont récemment fait voler un drone Dragon Eye dans le panache de SO2 du Turrialba (Costa Rica) et au-dessus du cratère sommital afin d’y étudier l’environnement chimique.
Les scientifiques ont effectué un total de 10 vols jusqu’à 3750 mètres d’altitude entre le 11 et le 14 mars 2013, dans le panache volcanique et le long de la lèvre du cratère.
Pendant les vols, l’équipe scientifique a comparé les données ainsi récoltées à celles enregistrées par le système ASTER (Advanced Thermal Emission and Reflection) à bord du satellite Terra de la NASA. Cela a permis de comparer les mesures de concentration de SO2 en provenance du satellite avec celles effectuées par le drone à l’intérieur du panache.
Les scientifiques pensent que les modèles informatiques issus de cette étude contribueront à la améliorer la sécurité du trafic aérien et les prévisions climatiques ; ils permettront aussi d’atténuer les risques (par exemple, le ‘smog’ volcanique) pour les personnes qui vivent autour des volcans.
Un facteur clé est l’intensité et la nature de l’activité volcanique près de l’évent éruptif. Par exemple, en connaissant le niveau de concentration des gaz et de cendre, mais aussi la température au niveau du cratère pendant une éruption, on pourra mieux modéliser et donc prévoir la direction du panache volcanique.
Il est quasiment impossible de pénétrer un espace aérien aussi dangereux avec un avion conventionnel. Au contraire, les drones, en particulier ceux avec des moteurs électriques qui ingèrent peu d’air contaminé, sont un moyen efficace de recueillir des données cruciales sur les concentrations de cendre et de gaz, ainsi que sur leur distribution latérale et verticale.
Les trois drones utilisés pour les expériences du mois de mars pèsent environ 2,5 kg ; ils présentent une envergure de 1,15 m et sont équipés de deux moteurs électriques. Ils peuvent transporter une charge instrumentale utile de 450 grammes pendant une heure dans un panache volcanique.
Parmi les instruments embarqués sur le drone, il y avait des caméras, des capteurs de SO2 et de particules,ainsi que des bouteilles de prélèvement automatique prévues pour mesurer la concentration de SO2.
L’an prochain, dans le cadre de ce projet, on utilisera un appareil sans pilote SIERRA de plus grande taille. Il aura à son bord un spectromètre de masse plus sophistiqué afin de mesurer des gaz supplémentaires dans le panache du Turrialba.
Les volcans du Costa Rica offrent de superbes laboratoires naturels pour tester et développer ces systèmes de drones volcanologiques. Par exemple, le panache du Turrialba a relativement peu de courants ascendants et de cisaillement du vent. Le panache permanent se compose essentiellement de dioxyde de carbone, vapeur d’eau, dioxyde de soufre, H2S et d’autres gaz mineurs, tel que l’hélium. En outre, dans l’espace aérien autour et au-dessus du Turrialba, le trafic aérien commercial et privé est très faible.
L’un des objectifs du projet à long terme est de développer les moyens d’échantillonner la cendre et les gaz dans les panaches volcaniques jusqu’à 9.000 m. d’altitude lors de grandes éruptions explosives telles que celle qui a paralysé le trafic aérien en Islande et en Europe au printemps 2010.
Source: TG Daily.

 

   NASA researchers recently flew a Dragon Eye unmanned aerial vehicle (UAV) intoTurrialba volcano’s SO2 plume and over its summit crater to study the chemical environment.

Scientists conducted a total of 10 flights up to 3,750 metres a.s.l. between March 11^th and 14^th, 2013, into the volcanic plume and along the rim of the summit crater.

During the research flights, the team coordinated its data gathering with the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection (ASTER) instrument on NASA’s Terra spacecraft, allowing scientists to compare SO2 concentration measurements from the satellite with measurements taken from within the plume.

Scientists believe computer models derived from this study will contribute to safeguarding air traffic, improving global climate predictions, and mitigating environmental hazards (for instance, volcanic smog) for people who live around volcanoes.

A key factor of such models is the intensity and character of the volcanic activity located near the eruption vent. For instance, knowing the height of ash and gas concentrations, and temperatures over the vent during an eruption are important initial factors for any model that predicts the direction of the volcanic plume.

Penetrating such dangerous airspace would be quite impossible and too dangerous with conventional aircraft. On the contrary, UAVs, especially those with electric engines that ingest little contaminated air, are an effective way to gather crucial data about ash and gas concentrations and their lateral and vertical distribution.

The three UAVs used for the experiments weigh about 2.5 kilograms, boast a 1.15 –metre wingspan and twin electric engines, and can carry a 450-gram instrument payload for up to an hour within a volcanic plume.

Among the instruments on board the UAV, there were, SO2 and particle sensors, and automatic sampling bottles keyed to measure SO2 concentration.

Next year, as part of this project, a larger SIERRA unmanned aircraft will be used. It will carry a more sophisticated mass spectrometer to measure additional gases in the Turrialba volcano plume.

The volcanoes of Costa Rica provide superb natural laboratories to test and develop these volcanological UAV systems. For instance, the Turrialba plume has relatively minimal updraft and wind shear. The continuously erupting plume consists primarily of carbon dioxide, water vapour, sulphur dioxide, some H2S and other minor gases, such as helium. In addition, in the airspace around and over Turrialba volcano, commercial and private air traffic is very low.

A long-term project goal is to develop the means to sample drifting ash and gas in volcanic plumes up to 9,000 a.s.l., that result from large explosive eruptions such as those that crippled aviation traffic in Iceland and Europe in the spring of 2010.

Source : TG Daily.

Le panache du Turrialba vu par la webcam.