Drone Zephyr: il primo UAS stratosferico multimissione ed ecocompatibile

Una nuova pietra miliare nel mondo degli UAS: ecco come si presenta Zephyr, l’innovativo drone di Airbus. Fa parte dei nuovi velivoli del colosso europeo e racchiude dentro di sé quanto è stato sviluppato in anni di esperienza. Una soluzione adatta a molteplici missioni sia civili che militari, svolte grazie all’energia del Sole. Il nuovo UAS si appresta a diventare il dominatore della Stratosfera, ma vediamolo più nel dettaglio.

Zephyr, molto di più di un semplice drone

Vola più in alto rispetto ai voli commerciali, le sue capacità gli permettono di operare nella stratosfera: lo strato che va da circa 12 km a circa 50 km, situato sopra la troposfera. L’ispirazione deriva dalla mitologia greca che associa a Zéphyros la personificazione del vento. Effettivamente, la sua struttura sottile lascia pensare ad un oggetto capace di “galleggiare”, trasportato dal vento. In realtà, i soli 75 kg di peso e l’apertura alare di 25 metri sono responsabili di questo prodigio.

Zephyr è un High Altitude Platform Station (HAPS), sostanzialemente un drone capace di raggiungere elevati altitudini. Tutto ciò senza nessun processo di combustione, ma semplicemente grazie all’energia solare e alle batterie integrate. La sua superficie esterna è ricoperta di pannelli solari, questi forniscono l’energia alle due eliche elettriche installate sulle ali. Durante le ore notturne due batterie (ricaricate durante le ore di luce) assicurano l’energia necessaria alla propulsione.

Multimissione: Zephyr può essere impiegato per missioni See, Sense and Connect

Con il giusto payload questo velivolo riesce a soddisfare i requisiti più particolari. Partiamo dalle missioni standard, spesso affidate ai droni: osservazione della Terra. Grazie alla compatibilità con OPAZ (Optical Advanced Earth Observation system), il sistema di osservazione sviluppato dalla stessa Airbus riesce a fornire ed elaborare diverse tipologie di immagini per periodi di tempo prolungati, fino ad alcune settimane. Può ospitare bordo sensori fino a 12 kg con un consumo di 250 W:

• Elettro-ottici
• Infrarossi
• Camere iperspettrali
• SAR (radar ad apertura sintetica)
• Early Warning (sistema di allarme rapido)
• Lidar
• AIS (sistema di identificazione automatica)

Possiamo chiederci: perchè non utilizare i satelliti che permettono di fare ciò per periodi molto più lunghi? Bisogna, innanzitutto, tener conto dell’altitudine: i 50 km di Zephyr sono 1 ordine di grandezza in meno rispetto ad una quota LEO intorno ai 500 km, inoltre la manovrabilità garantita dall’UAS permette di monitorare costantemente il target, seguendolo. A questo scopo integra la capacità BLOS, può essere infatti comandato da qualsiasi parte del mondo.

Non solo abilità di osservazione ma anche capacità di connessione: Zephyr riesce a fare da ponte di comunicazione. Al mondo si stima ci siano 4 miliardi di persone non connesse, inoltre in caso di calamità naturali le infrastrutture solitamente subiscono seri danni. L’UAS riesce a fornire una copertura pari a quella di 250 torri cellulari, integrandosi perfettamente con le reti terrestri e, soprattutto, con i dispositivi 4G/5G.

I primi test di volo di Zephyr

Nell’Ottobre del 2021 si è conclusa una campagna di test nei cieli dell’Arizona (USA). L’obiettivo era dimostrare la compatibilità dell’UAS in un ambiente condiviso con i voli commerciali: 4 sono stati in troposfera, 2 in stratosfera. Questi ultimi hanno dimostrato che l’effettivo tempo di missione di 18 giorni è pienamente raggiungibile. Ciò sarà utile in caso di disastri naturali, ma anche in contesti militari.

A Novembre dello stesso anno, Airbus ha collaborato con l’azienda giapponese NTT DOCOMO INC con il drone Zephyr S. Questa volta lo scopo testare le capacità dei servizi wireless a banda larga, simulando la connettività direct to device sotto diverse condizioni ambientali. I test hanno avuto successo, permettendo la connessione degli smartphone alla rete 5G e alla futura rete 6G, soprattutto in luoghi senza copertura.