在南極飛無人機 看起來很美

    海面上巨大的藍冰、陽光下慵懶的海豹、憨態可掬的企鵝……有人說，南極是這個世界上的最後一片凈土。在那裡，你能領略到這個星球上最令人驚異的絕美景色。

    那麼，如果在南極這個冰雪世界裡，放飛一架無人機與翱翔的賊鷗作伴，將是多麼浪漫又酷炫的體驗。

    可現實總沒有想像得那麼美好。

    今年年初，來自北京師範大學的研二學生張媛媛參加了我國第32次南極科學考察，在距離北京約1.7萬公里外的長城站，放飛了一架翼展比她身高還長的無人機。這使她成為國際上首位在極地進行無人機作業的女性科學工作者。

    然而，對張媛媛來說，103天的南極之旅，更多的是「意料之外」的體驗：無人機第一次試飛便在大風中失控；完成既定任務的無人機意外墜毀，使得額外計劃無法進行；由於天氣原因滯留南極近1個月……

    回國後，張媛媛常常被周圍的人調侃為「定語女飛手」。其實，她並不喜歡這個稱呼，「要配得上這個稱呼真的很難很累」。在她眼裡，這次「普通」的科考任務教給她的，是如何在焦急的情緒中靜下心來坐好科研這把「冷板凳」，以及在接下來的博士生涯中更加腳踏實地做研究。

    無人機「小白」的逆襲

    張媛媛就讀於北京師範大學全球變化與地球系統科學研究院，她的研究方向是極地遙感，「我一直有個『極地夢』。如果有朝一日能走進那個神秘的地方，將是最幸福的事」。

    在南極，我國共有4個科考站，但只有長城站可以接受公開申報科考項目。

    剛上研究生的張媛媛在導師程曉教授的支持下，毫不猶豫地報了名。經過嚴格的答辯和專家評審，去年9月，她最終獲得了赴南極科考的「入場券」。

    此次南極科考，張媛媛將通過無人機航拍獲取的高精度影像，得到長城站附近海洋動物數量與植被覆蓋面積數據，首次精確評估長城站所在半島溫室氣體排放總量，進而研究全球氣候變化對極地的影響。

    用通俗的話說，張媛媛將用無人機航拍長城站的阿德雷島，「數」清楚阿德雷島上企鵝的數量，「算」清楚阿德雷島上苔蘚的面積。

    傳統企鵝數目統計方法是利用隨機採樣，估算某一位置企鵝數目，但這種統計需要消耗大量人力和物力，且在統計企鵝數量時會由於距離太近從而影響企鵝的正常生活狀態。

    但張媛媛所採用的電動固定翼無人機工作分貝小，飛行高度高，能讓企鵝完全感受不到它的存在，一個架次、約45分鐘的時間就能獲取到整個阿德雷島的高空間解析度影像。

    但對張媛媛來說，數據的處理和研究並不困難，難的是毫無基礎的無人機操控——由於科考人數限制，她必須獨自一人進行無人機作業，而且還是在天氣條件極其惡劣的南極。

    「學習操控無人機對我來說是最心累、最難熬、最痛苦的事。」對於男生來說，坐在電腦前玩無人機飛行軟體，或許是件有趣的事。可對於從不玩電子遊戲的張媛媛來說，連續半個月每天兩個小時對著電腦屏幕練習操控無人機卻是一種「折磨」。而且由於北京上空禁飛，之後的真機試飛練習，張媛媛每周都要坐車前往200公里外的河北。

    今年1月3日，經過長達一年的漫長等待和準備後，張媛媛作為第四批次隊伍成員，和4位中國隊友從北京出發，開始了她的極地之旅。

    環島暴走排解失落情緒

    踏上南極，張媛媛的第一反應竟然是：「天氣晴好，適合作業。」張媛媛說，在極地進行無人機作業，除了受到惡劣天氣環境和艱苦氣候條件的影響，空域也是限制作業的一大因素。智利空軍在長城站所處的半島設有機場，除了空軍，智利商用飛機也會在夏季好的天氣頻繁起降。

    經過近一周的溝通，智利方面允許她在長城站進行野外作業，但每次作業前都需要溝通協商，選擇航班間隙進行作業。她的作業時間和範圍都受到很多限制。

    1月13日，張媛媛第一次在南極試飛無人機。沒想到的是，她遭遇了在國內第一次練飛真機時一模一樣的情況：飛機被大風吹得在空中翻滾了15分鐘。

    幸運的是，有了經驗的張媛媛經過調整使得飛機安全降落。「高度精神壓力後，整個人癱在了地上。」那時候她才真正意識到之前痛苦訓練的意義。

    「大膽地飛，有損失我承擔。」每當想要放棄的時候，導師的話總能讓張媛媛安心下來。經過調整，她開始等待「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，圓滿完成任務；2月10日第3次試飛，由於無人機上帶的熱紅外相機出了問題，無法進行拍照，因此她決定改錄一段熱紅外視頻作為測試，最後也順利完成。

    決定第4次試飛，是因為智利空軍提出希望張媛媛為空軍機場「飛」一次。而且，這一次，張媛媛可以在設施完備的飛機跑道上作業，之前，她的跑道是長城站旁約兩米寬的碎石子路。

    沒想到的是，在這樣理想的條件下，張媛媛卻經歷了整個南極之旅中最大的挫折。

    原來，機場起落跑道旁邊有個大功率雷達，它會發射不同頻率的電磁波以便飛機在降落時能收到機場的位置信息。但這個雷達發射的波段會干擾無人機控制。因此，飛機剛起飛就失靈了，迅速墜落下來。

    這一次，飛機遭遇了毀滅性的損壞，所有核心控制項全部摔壞。「儘管已經完成了既定任務，但我還是特別沮喪。親眼看到自己心愛的『玩具』突然從空中墜落並徹底毀壞，內心的失落是巨大的。」張媛媛說。

    為了排解失落的情緒，張媛媛在隊友的建議下開始「環島暴走」，「一走就是一下午，走上幾公里」。後來，她還參加了南極半程馬拉松比賽，通過極限挑戰排解自己的低落情緒。

    在南極期間，張媛媛和大多數隊友一樣，十分想家。過「小年」那天，從來報喜不報憂的她與父母視頻通話時，沒說幾個字便忍不住哭了出來。而真正過年那天，幾乎所有長城站的科考人員都很失落，平時酒量非常大的人那天都醉了，「在外過年，還遠在南極，會讓人情緒低落、內心傷感吧」。

    學會坐好科研這把「冷板凳」

    按照原計劃，張媛媛應在3月10日作為最後一批離開的「越夏」成員啟程回國。但意外再次發生。

    原來，3月以後，長城站便沒有了商務航班。但智利空軍運輸機總是因為各種問題不能按時來，他們最終被迫「滯留」長城站近一個月。

    「如果真要總結一下我的這次南極之旅，我覺得最主要的還是滿滿的遺憾吧。」張媛媛覺得，在「滯留」南極的一個月里，自己因為飛機墜毀一直焦躁情緒，不能靜下來，「我原本設想在完成航拍任務後，還操控無飛機繞著整個喬治王島飛一圈，可最後無法完成了」。

    她意識到，今後，自己應該更好地學會調節情緒，在孤獨和焦慮的環境中靜下來坐好科研「冷板凳」。

    目前，回到學校的張媛媛通過對影像的處理，最終統計出阿德雷島上共有4865個企鵝巢穴。相較於歷史實地統計數據，阿德雷島企鵝巢穴數目幾乎沒有變化。而這次「南極放飛無人機」也證明了，電動固定翼無人機在極區有很大的應用前景。

    「在博士階段，我真心希望能有一次機會去北極。」儘管南極之旅留有遺憾，但張媛媛心裡對極地的熱愛沒有改變，「我會在這份『極地情懷』的陪伴下一直走下去的」。

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