NAGU BUMERANG ⟩ See ilmasond liugleb tagasi sinna, kust välja lasti

Enam ei jää ilmasondid loodusesse vedelema, nagu seni on juhtunud. Foto: EPFL / R2Home

• Uus raadiosond ei jää loodust elektroonika ja plastiga reostama.
• Maailmas lastakse aastas õhku umbes 600 000 radiosondi, millest ligikaudu 80% jäävadki kadunuks.

Ligikaudu 80% ilmaraadiosondidest (kaugmõõteseadmed, mis sisaldavad plasti, patareisid ja elektroonilisi komponente) jäävadki peale ühekordset lendu kadunuks ja kukuvad kuhugi loodusesse. Kuid Šveitsi instituudi École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) magistrandi asutatud idufirma pakub sellele probleemile hea lahenduse uue ultrakerge liugsondi abil, mis suudab peale mõõtmisi ise automaatselt naasta stardipaika.

Paljudes riikides, sealhuglas ka Eestis on tavaks kaks korda päevas lasta ilmapallidega õhku radiosonde, mis liiguvad ligi kahe tunni jooksul stratosfääri suunas, kogudes andmeid tuule kiiruse ja suuna, temperatuuri, rõhu ja õhuniiskuse kohta erinevatel kõrgustel. Need andmed on kriitilise tähtsusega ilmaprognooside koostamisel ja kliimamudelite täiustamisel.

Ilmapallid täidetakse tavaliselt vesinikuga ja umbes 35 000 meetri kõrgusel, kus atmosfäärirõhk on väga madal, pallid lõhkevad. Radiosondid langevad tagasi maale.

Langeva seadme surub tuul tavaliselt kas veekogudesse või raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse. Maailmas lastakse aastas õhku umbes 600 000 radiosondi, millest ligikaudu 80% jäävadki kadunuks.

EPFL-i magistrant Yohan Hadji on sellele probleemile välja töötanud kasuliku lahenduse – uut tüüpi radiosondi, mis oskab ise tagasi lennata eelnevalt määratud asukohta, kirjutab EPFL. Tema seadet katsetas sel suvel Šveitsi Föderaalne Meteoroloogia- ja Kliimaagentuur (MeteoSwiss) ning huvi on üles näidanud ka teiste riikide ilmateenistused.

«Prantsusmaa, Ühendkuningriik, Saksamaa, Horvaatia ja Kanada soovivad samuti katsetada minu arendust,» teatas Hadji, kes asutas hiljuti ka vastavateemalise idufirma R2Home.

Algoritm arvestab tuulemõõtmistega tõusu ajal

Hadji radiosondid kinnitatakse väikese vahtplastist tiibadega liuguri külge, mis on varustatud juhtimissüsteemiga. Kogu seade kaalub vaid 250 grammi ja tõuseb ilmapalli abil kõrgustesse nagu tavaline raadiosond.

«Minu seade koosneb tavalisest radiosondist, mis on paigutatud tiivakujulisse kesta,» selgitab Hadji, «see on nii väike ja kerge, et vastab Šveitsi Föderaalse Lennundusameti (FOCA) määratlustele tavalise radiosondi kohta.»

Yohan Hadji alustas tagasipöörduva ilmasondi arendamist juba siis, kui oli 16-aastane. Nüüd, neli aastat hiljem tundub tema idufirma turule murdvat. Foto: EPFL / R2Home

Juhtimissüsteem kasutab algoritmi, et arvutada välja optimaalne trajektoor naasmiseks kas stardipaika või mõnda teise GPS-i programmeeritud asukohta.

Ultrakergest materjalist liuguri jaoks sobiva algoritmi väljatöötamine oli Hadji sõnul tehniline väljakutse: «Pidin looma algoritmi, mis suudaks arvestada tõusu ajal võetud tuulemõõtmistega. Mõnel kõrgusel ulatub tuule kiirus isegi üle 200 km/h!»

Hadji esitles oma leiutist meteoroloogidele ja Šveitsi Lennundusametile (FOCA), kes olid huvitatud seadme töökindlusest ja rakendatavusest. FOCA aitas tal teha esimese katsetuse reaalsetes tingimustes. Kokku on Hadji «liugursonde» katsetatud Šveitsis umbes 60 korral, sealhulgas kümmekond korda Payerne'i ilmajaamas tänavu suvel.

Täpne nagu GPS

Igal katselendul jõudis liugur soovitud asukohta tagasi mitte rohkem kui 15-meetrise täpsusega. «Esialgsed tulemused on väga paljulubavad,» kinnitab MeteoSwissi mõõtmistehnoloogia osakonna juht Yves-Alain Roulet, «nüüd on vaja katsetada süsteemi toimivust keerulisemates ilmastikuoludes.»

Šveits on maailmas radiosondide üles leidmises juhtival kohal – umbes 75% neist leitakse üles võrreldes globaalse keskmisega, mis on 20%.

«See on tingitud aktiivsest radiosondide otsijate kogukonnast,» selgitab Hadji.

Leitud radiosondidest taaskasutatakse siiski vähem kui 1%, kuna temperatuurisensorid ja niiskusandurid saavad pikaajalise kokkupuute tõttu loodusega liiga palju kahjustada.

«Minu seade aitab seda probleemi vältida, võimaldades radiosonde korduvalt kasutada,» märgib Hadji.

Šveitsi ilmateenistuse MeteoSwiss abiga katsetati tagasipöörduvat sondi kümneid kordi ja iga kord jõudis see tagasi algusse mitte rohkem kui 15-meetrise täpsusega. Foto: MeteoSwiss / R2Home

Kuigi Hadji radiosonde naaseb stardipaika, kas see täidab oma põhifunktsiooni ehk pakub täpseid mõõtmistulemusi? MeteoSwiss viis läbi võrdlevad katsed, et seda teada saada.

«Esialgsete testide põhjal ei ilmnenud olulisi erinevusi R2Home glidersondi ja tavalise radiosondi mõõtmistulemustes,» kinnitab Roulet, «kuid edasised katsed on vajalikud, sealhulgas kõiki nelja aastaaega esindavates ilmastikutingimustes.»

Langevari osutus ebapraktiliseks

Hadji, kes on nüüd 20-aastane, alustas oma leiutise väljatöötamist 2019. aastal Grenoble'i keskkooliõpilasena. Sellest ajast alates on ta kiiresti liikunud läbi toote erinevate arendusetappide ning on pidanud ka mõningatele raskustele vastu astuma.

«Näiteks kuni 2023. aastani oli mu plaaniks radiosond kinnitada hoopis langevarju, mitte vahtplastist liuguri külge,« räägib Hadji, «kuid see lahendus oleks väga suurel kõrgusel osutunud problemaatiliseks.»

Ta kavatseb selle uue liugleva varju kallal siiski tulevikus edasi töötada, kuna tema arvates võiks see olla atraktiivne variant raadiosondist raskemate ja kallimate seadmete jaoks.

Hiljuti omandas Hadji idufirma Šveitsi ettevõte Meteomatics, mis on maailma juhtiv ilmainfo pakkuja. Praegu keskendub Hadji katsete ettevalmistamisele välisriikide ilmateenistustega. Tulevikus võivad paljud radiosondide otsijad avastada, et neil polegi enam midagi koju tuua.

Vaata, kuidas liugur tagasi liugleb: