В лесах для борьбы со стихийными бедствиями используют дроны, которые сбрасывают горящие шары.
Четвёртого июля, среди какофонии фейерверков и пылающих пропановых грилей, обычная молния ударила где-то в Национальном парке Гранд-Каньон. Вызванная ею искра воспламенила сухую растительность вокруг, а сильный ветер быстро разнёс пламя на много километров. За несколько недель эта искра превратилась в пожар, охвативший более 100 000 акров, официально классифицированный как «мегапожар» и крупнейший лесной пожар 2025 года… на данный момент. На момент написания этих строк «Пожар Дракона Браво» уничтожил 70 зданий, включая историческую гостиницу Grand Canyon Lodge.
Пожар Дракона Браво продолжает гореть на Северном риме Гранд-Каньона. На данный момент он охватил более 55 000 акров.
Контролируемые выжигания для предотвращения крупных пожаров
Полностью предотвратить подобные пожары невозможно, но одна из самых эффективных стратегий смягчения последствий — одна из самых старых. На протяжении веков пожарные по всему миру использовали контролируемые выжигания, иногда называемые предписанными пожарами, чтобы заблаговременно удалять листья, мёртвые ветки и другие сухие материалы, которые могут служить горючим топливом на пути бушующих лесных пожаров. Удаление этого топлива, как предполагается, должно помочь предотвратить увеличение и распространение лесных пожаров, делая их более крупными и опасными.
Однако в последнее время эти контролируемые выжигания инициируются не людьми на земле или с пилотируемых самолётов, а небольшими квадрокоптерными дронами, несущими сотни «драконьих яиц» размером с мяч для настольного тенниса. Эти горючие яйца воспламеняют небольшие, отслеживаемые и локализованные пожары, когда их выпускают.
Стартап Drone Amplified из Небраски, впервые разработал эту систему в 2017 году под названием IGNIS при участии Министерства внутренних дел США и Лесной службы США. Теперь, восемь лет спустя, вице-президент по развитию бизнеса Drone Amplified Дэн Джуста рассказывает Popular Science, что дроны компании в настоящее время эксплуатируются более чем в 200 системах как минимум в 30 штатах США, а также в Канаде, Германии и Австралии.
«Эта [система] позволяет вам охватить огромную территорию и получить представление о пожаре для ситуационной осведомлённости во время лесных пожаров, — говорит Джуста. — Также она позволяет летать ночью».
От разведки к вмешательству
Пожарные используют дроны уже более десяти лет. Примерно с 2011 года государственные и федеральные агентства начали использовать дроны, оснащённые камерами, для фотосъёмки и видеосъёмки — либо для раннего наблюдения, либо для оценки ущерба после лесного пожара. С самого начала небольшие беспилотные дроны рассматривались как более доступные альтернативы вертолётам для мониторинга дикой природы и сбора данных в режиме реального времени. Их компактный размер также позволяет им получать доступ к местам, которые могут быть недоступны для более крупных пилотируемых самолётов.
По оценкам Ассоциации западных пожарных начальников, к 2018 году около 200 пожарных департаментов по всей США использовали дроны. Это число утроилось всего за два года. Drone Amplified представляет собой более недавний сдвиг в сторону использования этих дронов для активного смягчения последствий лесных пожаров, выходя за рамки простого наблюдения и документирования.
Борьба с огнём с помощью огня
Система IGNIS от Drone Amplified, разработанная на основе исследований, проведённых парой профессоров из Университета Небраски-Линкольна, состоит из четырёх основных подсистем. По словам Джусты, сам дрон представляет собой сильно модифицированную версию модели Freefly Systems Alta X американского производства. К нему прикреплён большой бункер, вмещающий до 450 (или около 13 фунтов) «драконьих яиц». Эти маленькие пластиковые сферы заполнены перманганатом калия. Во время контролируемого выжигания каждая сфера сбрасывается в отдельный механизм для проколов, где в неё впрыскивают этиленгликоль — соединение, обычно содержащееся в антифризе. В результате химической реакции получается устойчивое, относительно холодное и контролируемое пламя.
После прокола «драконьим яйцам» требуется от 30 до 45 секунд, чтобы воспламениться, в течение которых их запускают с дрона к заранее запрограммированным целям. Этот процесс можно повторять до 120 раз в минуту, пока бункер не опустеет. Пожарные могут регулировать количество сброшенных «яиц» в зависимости от желаемой интенсивности выжигания. Каждая полезная нагрузка также запрограммирована на сброс зажигательных шаров только в пределах определённой географической области.
Пожарные управляют дроном с помощью сопутствующего приложения. Дрон оснащён тепловизионными камерами, что позволяет операторам чётко видеть цели даже в задымлённых условиях и отслеживать ход предписанных выжиганий после их начала. По словам Джусты, дрон, его сопутствующее программное обеспечение и необходимое обучение в совокупности стоят примерно 100 000 долларов.
Это звучит как большие деньги, но часто это более доступный вариант, чем использование вертолёта с полным экипажем пожарных. Кроме того, это значительно безопаснее. Дроны не подвержены риску отравления дымом или риску отравления угарным газом, что позволяет им работать в более опасных условиях. Дополнительным преимуществом является то, что падение дрона, хотя и дорого, но не угрожает жизни. По оценкам CDC, около 25% всех смертей пожарных связаны с авиакатастрофами.
«Летать на вертолётах над лесными пожарами чрезвычайно опасно, потому что есть восходящие потоки, есть дым, ничего не видно, — говорит Джуста. — Дроны можно запускать где угодно».
Всё это даёт пожарным, оснащённым дронами, больше возможностей и гибкости для проведения предписанных выжиганий — инструментов, которые могут иметь существенное значение. Исследование, опубликованное в 2024 году в журнале Forest Ecology and Management, показало, что предписанные выжигания в сочетании с прореживанием деревьев снижают серьёзность лесных пожаров более чем на 60% по сравнению с участками, которые не получали подобной обработки.
Обеспечение безопасного использования «драконьих яиц»
Однако есть также задача обеспечить, чтобы дрон, способный разжечь лесной пожар, делал это только в том месте, где это предусмотрено. С этой целью Джуста говорит, что компания разработала свою систему со встроенными инструментами безопасности и смягчения последствий с самого начала. Хотя пилоты могут свободно управлять дроном по мере необходимости, бункер будет сбрасывать «драконьи яйца» только в заранее определённой, огороженной геозоной — в зоне предписанного выжигания. Бортовые датчики могут определить, получил ли дрон или его полезная нагрузка повреждения. Если это произойдёт, система автоматически отключит механизм сброса и вызовет небольшой низкотемпературный пожар, предназначенный для безопасного выгорания.
Что касается риска взлома устройства хакерами и его использования для нанесения ущерба, Джуста говорит, что дроны снижают риск за счёт использования радиошифрования. Он также отмечает, что у любого, кто намеревается устроить лесной пожар, почти наверняка есть более простые способы сделать это. Покупка пачки сигарет на заправке гораздо дешевле и проще, чем взлом дрона.
Хотя пока наиболее заметное влияние Drone Amplified оказала на управление лесными пожарами, механизм сброса объектов компанией Drone Amplified не ограничивается только сбросом «драконьих яиц». В прошлом месяце компания в партнёрстве с American Bird Conservancy сбросила десятки биоразлагаемых, выращенных в лаборатории капсул с комарами над гавайскими лесами, чтобы обуздать популяцию инвазивных комаров в этом районе, которая представляет серьёзную угрозу для некоторых местных видов птиц. Джуста рассказал Popular Science, что компания также работает с Департаментом транспорта Аляски по развёртыванию контролируемых взрывных зарядов для запуска управляемых лавин.