海面上巨大的藍(lán)冰、陽(yáng)光下慵懶的海豹、憨態(tài)可掬的企鵝……有人說(shuō)，南極是這個(gè)世界上的最后一片凈土。在那里，你能領(lǐng)略到這個(gè)星球上最令人驚異的絕美景色。
那么，如果在南極這個(gè)冰雪世界里，放飛一架無(wú)人機(jī)與翱翔的賊鷗作伴，將是多么浪漫又酷炫的體驗(yàn)。
可現(xiàn)實(shí)總沒(méi)有想象得那么美好。
今年年初，來(lái)自北京師范大學(xué)的研二學(xué)生張媛媛參加了我國(guó)第32次南極科學(xué)考察，在距離北京約1.7萬(wàn)公里外的長(zhǎng)城站，放飛了一架翼展比她身高還長(zhǎng)的無(wú)人機(jī)。這使她成為國(guó)際上首位在極地進(jìn)行無(wú)人機(jī)作業(yè)的女性科學(xué)工作者。
然而，對(duì)張媛媛來(lái)說(shuō)，103天的南極之旅，更多的是“意料之外”的體驗(yàn)：無(wú)人機(jī)第一次試飛便在大風(fēng)中失控；完成既定任務(wù)的無(wú)人機(jī)意外墜毀，使得額外計(jì)劃無(wú)法進(jìn)行；由于天氣原因滯留南極近1個(gè)月……
回國(guó)后，張媛媛常常被周?chē)娜苏{(diào)侃為“定語(yǔ)女飛手”。其實(shí)，她并不喜歡這個(gè)稱(chēng)呼，“要配得上這個(gè)稱(chēng)呼真的很難很累”。在她眼里，這次“普通”的科考任務(wù)教給她的，是如何在焦急的情緒中靜下心來(lái)坐好科研這把“冷板凳”，以及在接下來(lái)的博士生涯中更加腳踏實(shí)地做研究。
無(wú)人機(jī)“小白”的逆襲
張媛媛就讀于北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院，她的研究方向是極地遙感，“我一直有個(gè)‘極地夢(mèng)’。如果有朝一日能走進(jìn)那個(gè)神秘的地方，將是最幸福的事”。
在南極，我國(guó)共有4個(gè)科考站，但只有長(zhǎng)城站可以接受公開(kāi)申報(bào)科考項(xiàng)目。
剛上研究生的張媛媛在導(dǎo)師程曉教授的支持下，毫不猶豫地報(bào)了名。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的答辯和專(zhuān)家評(píng)審，去年9月，她最終獲得了赴南極科考的“入場(chǎng)券”。
此次南極科考，張媛媛將通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍獲取的高精度影像，得到長(zhǎng)城站附近海洋動(dòng)物數(shù)量與植被覆蓋面積數(shù)據(jù)，首次精確評(píng)估長(zhǎng)城站所在半島溫室氣體排放總量，進(jìn)而研究全球氣候變化對(duì)極地的影響。
用通俗的話(huà)說(shuō)，張媛媛將用無(wú)人機(jī)航拍長(zhǎng)城站的阿德雷島，“數(shù)”清楚阿德雷島上企鵝的數(shù)量，“算”清楚阿德雷島上苔蘚的面積。
傳統(tǒng)企鵝數(shù)目統(tǒng)計(jì)方法是利用隨機(jī)采樣，估算某一位置企鵝數(shù)目，但這種統(tǒng)計(jì)需要消耗大量人力和物力，且在統(tǒng)計(jì)企鵝數(shù)量時(shí)會(huì)由于距離太近從而影響企鵝的正常生活狀態(tài)。
但張媛媛所采用的電動(dòng)固定翼無(wú)人機(jī)工作分貝小，飛行高度高，能讓企鵝完全感受不到它的存在，一個(gè)架次、約45分鐘的時(shí)間就能獲取到整個(gè)阿德雷島的高空間分辨率影像。
但對(duì)張媛媛來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的處理和研究并不困難，難的是毫無(wú)基礎(chǔ)的無(wú)人機(jī)操控——由于科考人數(shù)限制，她必須獨(dú)自一人進(jìn)行無(wú)人機(jī)作業(yè)，而且還是在天氣條件極其惡劣的南極。
“學(xué)習(xí)操控?zé)o人機(jī)對(duì)我來(lái)說(shuō)是最心累、最難熬、最痛苦的事。”對(duì)于男生來(lái)說(shuō)，坐在電腦前玩無(wú)人機(jī)飛行軟件，或許是件有趣的事?？蓪?duì)于從不玩電子游戲的張媛媛來(lái)說(shuō)，連續(xù)半個(gè)月每天兩個(gè)小時(shí)對(duì)著電腦屏幕練習(xí)操控?zé)o人機(jī)卻是一種“折磨”。而且由于北京上空禁飛，之后的真機(jī)試飛練習(xí)，張媛媛每周都要坐車(chē)前往200公里外的河北。
今年1月3日，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一年的漫長(zhǎng)等待和準(zhǔn)備后，張媛媛作為第四批次隊(duì)伍成員，和4位中國(guó)隊(duì)友從北京出發(fā)，開(kāi)始了她的極地之旅。
環(huán)島暴走排解失落情緒
踏上南極，張媛媛的第一反應(yīng)竟然是：“天氣晴好，適合作業(yè)。”張媛媛說(shuō)，在極地進(jìn)行無(wú)人機(jī)作業(yè)，除了受到惡劣天氣環(huán)境和艱苦氣候條件的影響，空域也是限制作業(yè)的一大因素。智利空軍在長(zhǎng)城站所處的半島設(shè)有機(jī)場(chǎng)，除了空軍，智利商用飛機(jī)也會(huì)在夏季好的天氣頻繁起降。
經(jīng)過(guò)近一周的溝通，智利方面允許她在長(zhǎng)城站進(jìn)行野外作業(yè)，但每次作業(yè)前都需要溝通協(xié)商，選擇航班間隙進(jìn)行作業(yè)。她的作業(yè)時(shí)間和范圍都受到很多限制。
1月13日，張媛媛第一次在南極試飛無(wú)人機(jī)。沒(méi)想到的是，她遭遇了在國(guó)內(nèi)第一次練飛真機(jī)時(shí)一模一樣的情況：飛機(jī)被大風(fēng)吹得在空中翻滾了15分鐘。
幸運(yùn)的是，有了經(jīng)驗(yàn)的張媛媛經(jīng)過(guò)調(diào)整使得飛機(jī)安全降落。“高度精神壓力后，整個(gè)人癱在了地上。”那時(shí)候她才真正意識(shí)到之前痛苦訓(xùn)練的意義。
“大膽地飛，有損失我承擔(dān)。”每當(dāng)想要放棄的時(shí)候，導(dǎo)師的話(huà)總能讓張媛媛安心下來(lái)。經(jīng)過(guò)調(diào)整，她開(kāi)始等待“好天氣”降臨。
1月18日，張媛媛的第2次試飛非常順利，總共獲取了300多張高精度影像，圓滿(mǎn)完成任務(wù)；2月10日第3次試飛，由于無(wú)人機(jī)上帶的熱紅外相機(jī)出了問(wèn)題，無(wú)法進(jìn)行拍照，因此她決定改錄一段熱紅外視頻作為測(cè)試，最后也順利完成。
決定第4次試飛，是因?yàn)橹抢哲娞岢鱿Ｍ麖堟骆聻榭哲姍C(jī)場(chǎng)“飛”一次。而且，這一次，張媛媛可以在設(shè)施完備的飛機(jī)跑道上作業(yè)，之前，她的跑道是長(zhǎng)城站旁約兩米寬的碎石子路。
沒(méi)想到的是，在這樣理想的條件下，張媛媛卻經(jīng)歷了整個(gè)南極之旅中最大的挫折。
原來(lái)，機(jī)場(chǎng)起落跑道旁邊有個(gè)大功率雷達(dá)，它會(huì)發(fā)射不同頻率的電磁波以便飛機(jī)在降落時(shí)能收到機(jī)場(chǎng)的位置信息。但這個(gè)雷達(dá)發(fā)射的波段會(huì)干擾無(wú)人機(jī)控制。因此，飛機(jī)剛起飛就失靈了，迅速墜落下來(lái)。
這一次，飛機(jī)遭遇了毀滅性的損壞，所有核心控件全部摔壞。“盡管已經(jīng)完成了既定任務(wù)，但我還是特別沮喪。親眼看到自己心愛(ài)的‘玩具’突然從空中墜落并徹底毀壞，內(nèi)心的失落是巨大的。”張媛媛說(shuō)。
為了排解失落的情緒，張媛媛在隊(duì)友的建議下開(kāi)始“環(huán)島暴走”，“一走就是一下午，走上幾公里”。后來(lái)，她還參加了南極半程馬拉松比賽，通過(guò)極限挑戰(zhàn)排解自己的低落情緒。
在南極期間，張媛媛和大多數(shù)隊(duì)友一樣，十分想家。過(guò)“小年”那天，從來(lái)報(bào)喜不報(bào)憂(yōu)的她與父母視頻通話(huà)時(shí)，沒(méi)說(shuō)幾個(gè)字便忍不住哭了出來(lái)。而真正過(guò)年那天，幾乎所有長(zhǎng)城站的科考人員都很失落，平時(shí)酒量非常大的人那天都醉了，“在外過(guò)年，還遠(yuǎn)在南極，會(huì)讓人情緒低落、內(nèi)心傷感吧”。
學(xué)會(huì)坐好科研這把“冷板凳”
按照原計(jì)劃，張媛媛應(yīng)在3月10日作為最后一批離開(kāi)的“越夏”成員啟程回國(guó)。但意外再次發(fā)生。
原來(lái)，3月以后，長(zhǎng)城站便沒(méi)有了商務(wù)航班。但智利空軍運(yùn)輸機(jī)總是因?yàn)楦鞣N問(wèn)題不能按時(shí)來(lái)，他們最終被迫“滯留”長(zhǎng)城站近一個(gè)月。
“如果真要總結(jié)一下我的這次南極之旅，我覺(jué)得最主要的還是滿(mǎn)滿(mǎn)的遺憾吧。”張媛媛覺(jué)得，在“滯留”南極的一個(gè)月里，自己因?yàn)轱w機(jī)墜毀一直焦躁情緒，不能靜下來(lái)，“我原本設(shè)想在完成航拍任務(wù)后，還操控?zé)o飛機(jī)繞著整個(gè)喬治王島飛一圈，可最后無(wú)法完成了”。
她意識(shí)到，今后，自己應(yīng)該更好地學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)情緒，在孤獨(dú)和焦慮的環(huán)境中靜下來(lái)坐好科研“冷板凳”。
目前，回到學(xué)校的張媛媛通過(guò)對(duì)影像的處理，最終統(tǒng)計(jì)出阿德雷島上共有4865個(gè)企鵝巢穴。相較于歷史實(shí)地統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，阿德雷島企鵝巢穴數(shù)目幾乎沒(méi)有變化。而這次“南極放飛無(wú)人機(jī)”也證明了，電動(dòng)固定翼無(wú)人機(jī)在極區(qū)有很大的應(yīng)用前景。
“在博士階段，我真心希望能有一次機(jī)會(huì)去北極。”盡管南極之旅留有遺憾，但張媛媛心里對(duì)極地的熱愛(ài)沒(méi)有改變，“我會(huì)在這份‘極地情懷’的陪伴下一直走下去的”。
?