Fliegen am Flughafen

Es hat etwas von einem Urlaub, den man jedes Jahr am gleichen Ort verbringt. Wir beziehen unseren Raum bei UNIS. Einige Dinge stehen noch da im Regal, wo wir sie hinterlassen haben. Es sind drei Flugzeuge vor Ort. Eins ist bereits mit dem 5-Loch Turbulenzsensor und dem schnellen Feindraht-Thermometer ausgestattet. Ein zweites Flugzeug wird als Ersatz damit ausgerüstet.

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Die Fluggenehmigung (vorerst nur in Sichtweite) wurde schon vor ein paar Wochen erteilt. Es kann sofort losgehen. Am Flughafen hat UNIS einen kleinen Hangar gemietet, in dem auch der Fesselballon geparkt wird. Am Sonntag wurde er zu Fuß von der alten Polarlichtstation dorthin begleitet.

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Die letzte Maschine, eine weiße Do-228, landet um 7 vor unserem Hangar und es kann losgehen. Der schnelle Temperatursensor wird angebracht und begeben uns hinunter ans Wasser. Statt der Schneescooteranzüge gab es diesmal Arbeitsanzüge. Damit kann man sich besser bewegen (besonders das Flugzeug mit der Hand starten). Wenn man aber länger unbewegt im Wind steht, sind sie etwas kühler. Die werden morgen getauscht.

Im ersten Flug absolviert der SUMO souverän Testkreise und wird auf dem beinahe schneefreien Weg gelandet. Es scheppert etwas, der Platinfaden bleibt aber in einem Stück. Im zweiten Flug fliegt er Profile in drei Höhen über Land und Fjord und danach Ovale über Land und See. Bei der Landung im Schnee bleibt der Platindraht wieder ganz, allerdings geht die Klappluftschraube zu Bruch. Das hatten wir noch nicht. Die Fesselballonwinde kommt mit der Wankelmütigkeit des Stromgenerators nicht ganz klar, gegen 11 fahren wir zurück nach Longyear.

Angekommen

Es war wie ein großes Déjà vu. Alles läuft exakt so ab wie vor 8 Monaten. Start in Oslo, in Tromsø raus, durch die Passkontrolle und über das Vorfeld zurück zum Flieger stapfen, Landen in Longyearbyen.

Man verlässt den Flieger und es schlägt einem kalte, trockene Luft entgegen. Nicht dieses matschig-nasse Schneeschmuddelwetter, mit dem Winter normalerweise anfängt. Nein, so richtig kalt und mit knirschendem Schnee. Jede Berührung mit Metall endet mit einem elektrostatischen Blitz.

Wir bringen die Koffer ins Guesthouse und sehen im Supermarkt die Leute aus dem Flieger. Es ist etwas leerer, keine anderen Flugzeuge auf dem Vorfeld, der Bus fast leer.

Und es ist dunkel. Eine halbe Stunde vor der Landung verschwand die Sonne. Man kann die Berge hier im Wiederschein der Stadt erahnen, der Mond schafft es kaum durch die Wolken. Mit einer LED-Lampe bekommt man etwas LEGO beleuchtet, mehr nicht.

Das Verlassen der Komfortzone

Wir sind wieder auf dem Weg nach Spitzbergen, um dort mit der Universität SUMOs zu fliegen. Die erste Etappe hat uns erneut bis zum Flughafenhotel in Oslo gebracht. Über allem liegt ein feiner Geruch von Kerosin. Morgen früh geht es weiter.

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Es ist mit +8°C ähnlich herbstlich wie in Deutschland, etwas diesiger. Aber nicht winterlich.

IMAV2014 Konferenz

In Delft/Niederlande fand die IMAV 2014 Konferenz nebst Flugwettewerb statt. Das Paparazzi Projekt ist eng verbunden mit dieser Veranstaltung, die Wettbewerbe waren immer wichtige Meilensteine für die Entwicklung. Es ist der Treffpunkt nicht nur für viele Paparazzi Entwickler.

Das Bild zeigt Piotrs komplett autonomenen Paparazzi Lisa/S.

Fliegen an sich ist seit einiger Zeit nicht mehr das Hauptthema. Die Aufgaben sind komplexer und erfordern Arbeit auf höheren Ebenen wie der Bildverarbeitung. Es ist eine Tendenz zu fertigem Gerät sichtbar, das Herstellen der Fluggeräte steht nicht mehr im Fokus.

Svalbard

Wir waren für zwei Wochen zurück auf Spitzbergen, um die unbemannten SUMO UAVs zusammen mit dem Universitätenverbund UNIS zu fliegen. Blog posts gibt es weiter unten.

Ausklang

Es soll geflogen werden, der Tower stellt aber erst ab 18:30 einen freien Luftraum in Aussicht. Die Dinge im Büro bei UNIS werden zusammengepackt, Studenten kommen vorbei und stellen Fragen zu der benutzten Sensorik. Um 17 Uhr der Anruf, wir könnten jetzt fliegen, der Flug von der kleinen Siedlung Svea bei der Kohlegrube auf Spitzbergen ist ausgefallen.

Die Station ist außerhalb des Ortes und so sind eine Signal- bzw. Knallpistole und ein Gewehr vorschrift. Es ist zwar unwahrscheinlich, aber nicht vollkommen unmöglich, dass man einem Eisbären begegnet. Man würde aber unter allen Umständen versuchen, nicht schießen zu müssen.

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Anhand der wackelnden Webcam war es zu erahnen: Draußen im Tal stürmt es, daher entfiel wohl auch der Svea-Flug. Der Windmesser am Mast zeigt 13m/s. Am Boden bläst es einem Schnee ins Gesicht. Die Dunkelheit bricht heran, wir versuchen es dennoch mit einem Kameraflug als Test. Es pustet sehr heftig, das Flugzeug misst 17m/s auf 100m. Gegen den Wind müssen wir maximale Geschwindigkeit einstellen, um nicht rückwärts zu fliegen. Der Wind türmt riesige Berge auf.

Vor der Hütte

Das Flugzeug kann gerade so noch sicher fliegen, aber Messungen machen nicht viel Sinn, schon gar nicht mit den empfindlichen Sensoren. Die Präzision ist miserabel, das Flugzeug wird von den Böen arg hin und hergeworfen. Auf Besserung lässt die Vorhersage nicht hoffen. So landen wir schweren Herzens und verabreden uns auf ein Bier.

Wir packen an der Station, bei UNIS und schließlich im Guest House. Der Inhalt der letzte Gefriertüte wird in der Pfanne gebraten und es geht raus zur Kneipe. Die Gastwissenschaftler haben einen Blick in die Daten geworfen und sind erstmal glücklich mit den Werten von der Nacht zuvor. Die Unterschiede Land/See sind signifikant. Wir standen nicht umsonst in der Kälte.

Die andere Seite

Zusammen mit den Studenten treffen wir uns in der Logistik von UNIS. Wir bekommen Schneeanzüge, warme Handschuhe, dicke Stiefel, Gesichtsmasken, Helme und Lawinenpieper. Heute fliegen wir außerhalb. Der Luftraum ist schon um 16 Uhr frei, eine gute Zeit für einen Tageslichtflug mit Kamera. Die ist leider schlecht fokussiert und das Schärfste die rot/weiße Flugzeugnase.

Adventalen from above

Die Gerätschaften werden in Kisten verpackt und auf Scooterschlitten geladen. Ebenso gut und noch wärmer eingepackt verteilen wir uns auf die Scooter und machen uns auf den Weg Richtung Westen, zum Fjord.

Scooters

Geflogen wird auf der anderen Seite des Adventalen, gegenüber von Longyearbyen. Kompakt liegt die Stadt im Tal. Die Gewässer sind hier praktisch immer eisfrei. Es geht darum, über die Turbulenz die Unterschiede im Energiefluss durch die Atmosphäre zwischen Land und See zu messen. Der SUMO fliegt Profile über Land, über dem Wasser und in geraden Linien zwischen Land und Wasser.

Longyearbyen

Als Handschuh-Strategie hat es sich bewährt, einen Fleecehandschuh mit abgeschnittenen Fingerkuppen über einen ganz dünnen Wollhandschuh zu ziehen. Trotzdem dauert jedes Klicken, jede Operation am Laptop ewig. Sehr unangenehm ist das Montieren der beiden neuen Sensoren, die aufgrund ihrer Fragilität separat transportiert werden müssen. Die feinen Schräubchen sind mit Handschuhen nicht bewegbar.

Sledge

Wir beginnen am nördlichen Rand und im Tageslicht. Mit dem steilen Bergen im Rücken ist es gar nicht so einfach, das Flugzeug an Land mit einem Kreis umzukehren.

Daten von OpenStreetMap

Auch in der Mitte des Tals auf dem Eis soll geflogen werden, weitab der Berge. Das Ab- und Anmontieren der Sensoren und das Einpacken würde lange dauern und bereitet Schmerzen. Wir entscheiden uns für das „Stern von Bethlehem“-Manöver. Das Flugzeug fliegt voraus uns zeigt uns mit seinem hellen Licht den Weg. Der Tross aus Schneescootern folgt ihm. Am Ziel machen wir ohne Zwischenlandung direkt den nächsten Messflug.

Daten von OpenStreetMap

Wir leeren sieben Flug- und zwei Laptopakkus in 3,5 Stunden. Gegen die Kälte gibt es lustige Tanz- und Bewegungsspiele. Das sind soweit die heftigsten Bedingungen, unter denen wir geflogen sind.

Zurück an der Station: Wärme. Und Polarlichter, die kurz durch Öffnungen zwischen den Wolken blinzeln.

Gutes Rauschen

Wir hängen ein wenig durch von der langen letzten Nacht. Erst gegen 1:30 sind wir von der Station aufgebrochen. Die Temperatur und der Wechsel Klamotten an/raus zum Fliegen/zurück in die Station/Klamotten aus strengt zusätzlich an. Wärmepads finden eine sinnvolle Anwendung.

Wir kalibrieren über mehrere Stunden zwei weitere schnelle Drahttemperatursensoren und rüsten einen zweiten Flieger mit den neuen Sensoren aus. Nachmittags ist Besprechung mit den Studenten, sie sollen sich überlegen, wo und wie wir am Mittwoch während des Field Days messen werden.

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Abends fahren wir zu viert raus. Der ursprüngliche Plan, den Ballon aufsteigen zu lassen, wird nicht umgesetzt. Es dauert (gerade ohne helfende Studentenhände) sehr lange, braucht einen Bediener und die Schnur schränkt uns in den Flugoperationen ein. So konzentrieren wir uns auf Flüge mit dem SUMO. Wir kreisen zunächst in verschiedenen Höhen, um die höchste Windgeschwindigkeit zu finden. In etwa 30m über Grund ist das Maximum. Der SUMO wird auf „Hundeknochen“ in dieser Höhe und in Windrichtung geschickt. Dabei fliegt er eine Gerade und dreht dann an den Enden je in einem Vollkreis um.

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Im Flug rauscht die schnelle Temperatur wie verrückt und das ist gut. In der Analyse wird die Temperatur mit der Turbulenz bzw. dem schnellen Windvektor, die mit der 5-Loch Sonde gemessen wird, korreliert. Später bekommen wir mit dem Schneescooter Pizza geliefert und sind so zu fünft. Alle zusammen starren wir auf die sich vorbeischiebende Temperaturkurve. Die Regelung hält den Flieger zuverlässig auf der Höhe…die nicht gerade hoch ist.

Es ist schwierig, das Flugzeug in den schmalen Horizontausschnitt der Webcam zu bringen. Sie schaut einfach zu weit nach unten. Das Video zeigt den Kreis am nord-westlichen Ende.

Youtube: SUMO UAV night flight

Gegen elf geht es wieder heim. In Toulouse wurde die letzte Landung mit der Webcam verfolgt!

Night Flying

Wir bekommen Besuch von Forschern, die in den nächsten drei Wochen mit zweitmotorigen „richtigen“ Flugzeugen in der Arktis meteorologische Daten sammeln werden. Schon vor 5 Jahren waren sie mit uns zusammen auf dem Flughafen.

Der neue „kühlschrankerprobte“ schnelle Temperatursensor und der 5-Loch Turbulenzsensor werden zusammen auf ein Flugzeug montiert. Leider verweigert sich ein Druckmessgerät kurz vor der Abfahrt. Alles wieder abbauen und neu. Draußen an der Station das gleiche nochmal, diesmal passen dem Austauschgerät offenbar die Kalibrierungsdaten nicht.

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Wir fliegen zunächst ein paar Demokreise mit den gewöhnlichen SUMOs für unsere Besucher. Sobald sie in der Luft sind und kreisen, ist es relativ unspektakulär. Aber so soll es ja auch sein. Die weisse, rote und grüne LED leuchten und eine helle weisse blitzt 4x zur Kennzeichnung. Bei UNIS haben uns Leute angesprochen, die die Flieger im Tal am Nachthimmel gesehen haben.

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Es ist heute angenehm kalt, nur -6°C und kein Wind. Kein Vergleich mit Samstag. Die Kälte übers Wochenende war ungewöhnlich. Den ganzen Winter über war es relativ warm. Der Handstart ist für die erheblich schwereren Flieger mit den zusätzlichen Sensoren etwas kritischer. Dank der Wärme kann aber mit „nackten“ Fingern geflogen und gestartet werden. Bei den Landungen passiert dem 12µm Draht zum Glück nichts.

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Es gibt auch eine live Infrarot-Webcam mit Leuchte hinter der Station. Wenn die Lichtverhältnisse passten, konnte man uns dort abends in Aktion sehen.

Wissenschaft am Sonntag

Heute geht es noch später los, es ist nun wirklich Wochenende. Nachdem wir im Gästehaus eine Maschine Wäsche gewaschen haben, machen wir uns auf den Weg zu UNIS. Wir wollen den neuen schnellen Temperatursensor prüfen und kalibrieren. Das messende Element ist ein 12µm dicker Platindraht. Das ist nur etwa 20x breiter als die Wellenlänge von rotem Licht.

Durch die geringe Masse ist er extrem schnell und misst kleine Turbulenzen (Flux) in der Atmosphäre. Anhand von zwei Messpunkten soll die lineare Kennlinie aufgenommen werden. Den ersten nehmen wir in einem Vorraum zu einer Klimakammer, in der normalerweise Eisbohrkerne zersägt und untersucht werden. Den zweiten holen wir uns in einer noch kälteren Kammer der Biologen.

Danach stellen wir den Sensor samt Autopiloten und Akku in den Kaffeeküchenkühlschrank und hoffen auf eine schnelle Bestätigung unserer Kalbrierung. Weit gefehlt.

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Der schnelle Sensor (rot) als auch die langsame Referenz (grün) oszillieren fröhlich umher. Trotzdem gleicht sich die Referenz nur langsam an. Sobald wir die Sensoren mit einem Pappdeckel vom Innenraum abschirmen, ist Ruhe. Im Inneren eines Kühlschranks herrschen also alles andere als stabile Zustände. Erst nach über einer halben Stunde hat sich die Temperatur eingepegelt.