一支跨国机器人空军正在悄然入侵地球的极地地区。有些从船上弹射起飞；有些从行驶的皮卡车上发射；还有些以老式方式从冰雪跑道上起飞。这些飞机种类繁多，从玩具反斗城里能找到的遥控螺旋桨飞机，到精密的、高空喷气式飞机都有。所有飞机都经过特殊改装，装备的不是武器，而是科学仪器。
无人驾驶飞机曾在阿富汗山区成为头条新闻，但这项技术已迅速普及到寻求更经济、更安全方式研究地球两极的科学家手中。研究人员已开始将无人航空系统（UAS）用于各种任务，从监测臭氧层到统计海豹数量。科罗拉多大学博尔德分校的环境科学家伊丽莎白·韦瑟海德说，由于成本降低和技术进步，“这项技术在过去几年里绝对是爆发式增长”。
这些飞机可以装载各种仪器，从雷达（或激光雷达）到化学分析工具和红外传感器；有些飞机只是携带摄像头。韦瑟海德说，去年夏天，她在一个挪威岛屿上数到至少有六个不同的科学家团队在使用无人航空系统。她自己的团队在两次不同的格陵兰任务中使用了改装的侦察无人机。一项任务是统计冰海豹的数量；另一项任务是绘制融水池地图，以帮助解释“为什么格陵兰岛的边缘融化得如此之快”，她说。韦瑟海德说，该团队的小型无人航空系统在几天内就调查了两个融水池。“这在以前，研究人员可能需要几周时间才能调查一个湖泊。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能继续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的报道。
许多飞机的成本高达数百万美元，而且并非完全可以消耗的。但至少如果有一架坠毁，也不会造成人员伤亡：韦瑟海德说，极地坠机事件“通常超出救援能力范围”。
一些团队已经学会了设计和建造自己的飞机。堪萨斯大学冰盖遥感中心的理查德·黑尔今年南半球夏季在南极洲测试了“子午线”号，这是一种新型的单螺旋桨无人飞机，由一个主要由堪萨斯州学生组成的团队建造。“子午线”号重达半吨，翼展八米，航程1750公里，将对冰盖和下方的陆地进行雷达测量。
许多飞机通过自动驾驶仪按照预先设定的航线飞行，只有在起飞和降落时才进行远程控制（尽管有些小型飞机是用粗钢丝“晾衣绳式”回收的）。小型无人航空系统具有燃油效率，这在南极洲这样的地方尤其重要，因为所有燃料都必须以高昂的代价空运进来。黑尔今年一月份在美国国家科学基金会麦克默多站通过卫星连线表示，“我们消耗的燃料只有传统飞机的1/20”。
在卫星持续勘测的时代，飞机仍然是必要的。堪萨斯大学的大气科学家大卫·布拉滕解释说，例如，它们可以“以建模人员可以使用的分辨率绘制冰盖地图，从而真正了解我们所看到的危险”。布拉滕是去年绘制南极洲的 Gamburtsev 山脉地图的团队成员，该山脉是一个阿尔卑斯山大小的山脉，埋在数千米厚的冰层下。那次勘测是用安装在东南极洲一架普通双引擎螺旋桨飞机上的雷达完成的。（哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的罗宾·贝尔在她的 ScientificAmerican.com 博客中记录了这项工作。）布拉滕认为，如果当时有无人航空系统可用，那个项目可能会“便宜得多”。
更好的是，航程足够远的无人航空系统可以在智利进行基地作业的同时勘测南极洲。这种可能性在未来几年内可能会成为现实。去年 10 月，美国国家航空航天局对其新近购置的诺斯罗普·格鲁曼 RQ-4 “全球鹰”进行了首次试飞，这是一种喷气动力无人机，可以在高达 65,000 英尺的高度（可以避开极地地区的恶劣天气）飞行超过 31 小时。它真的可以只用一箱油飞到地球的另一端。
该机构希望在三月份开始科学任务。美国国家航空航天局大气物理学家保罗·纽曼说，无人机的首要任务是帮助该机构校准卫星对臭氧层的测量。“我们还将配备一些测量气溶胶的仪器，”纽曼补充说。“我们将使用它来估算跨太平洋的空气污染和气溶胶输送。”毫无疑问，用于科学研究的机器人飞机确实正在起飞。