Humisevat nelikopterit keräävät tutkimusdataa

Droneja, eli kauko-ohjattavia nelikoptereita, hyödynnetään Puolustusvoimien tutkimuslaitoksessa tällä hetkellä lähinnä tutkimuskäytössä. Uusimpana tulokkaana puolustusvoimien drone-perheessä ovat Threod Systemsin suurikokoiset dronet, jotka pystyvät kuljettamaan kuusi kiloa hyötykuormaa.

Musta kuljetuslaatikko, jossa on Threod Systemsin KX-4 LE TITAN -mallinen isokokoinen drone, siirretään harmaaseen pakettiautoon. Tarkoituksena on lähteä tehtävälle selvittämään radioaktiivisten aineiden maantieteellistä jakautumista Pirkanmaan kupeessa sijaitsevaan metsään. Perille saavuttaessa drone kootaan. Propellit, akut ja säteilevien aineiden tunnistamiseen pystyvä mittalaite kiinnitetään kopterin alapuolelle massakeskipisteeseen ja muut osat laitetaan muutamassa minuutissa paikoilleen. Ohjelmallisten testien jälkeen laite on vartin päästä kunnossa ja operointi voi alkaa.

Drone on lentävä kauko-ohjattava laite, joka pysyy ilmassa neljän vaakasuoran roottorin varassa. Puolustusvoimien tutkimuslaitoksessa on esimerkiksi käytössä Threod Systemsin malli, johon saa kiinnitettyä kuuden kilon hyötykuorman. Tämä mahdollistaa dronen käytön kenttäkokeiden dokumentoinnin lisäksi erilaisten sensorien lavettina – esimerkiksi säteilyvalvonnassa.

– Ennen tutkimusdatan keräämiseen ilmasta on käytetty Hawk-harjoitussuihkukoneita. Dronet ovat näihin verrattuna huomattavasti halvempia ja ketterämpiä, fyysikko Markku Kettunen kertoo.

Nelikopterit ovat erityisen hyödyllisiä mahdollisissa onnettomuustilanteissa.

– Ydinonnettomuudessa miehittämättömällä aluksella on turvallisempaa mennä ottamaan näytteitä ja suorittamaan mittauksia vaarantamatta ilma-aluksen miehistöä. Suuri määrä radioaktiivisia aineita tuottaa niin paljon säteilyä, että se aiheuttaa välittömän vaaran ihmisille, Kettunen huomauttaa.

Puolustusvoimilla on droneille ollut muitakin käyttötarkoituksia. Niillä on kuvattu maastoa, suoritettu lentotiedustelua ja autettu pelastusviranomaisia.

– Dronea voi käyttää myös maastopalojen havaitsemiseen tai ihmisten etsimiseen, jos kopteriin on kiinnitetty lämpökamera, laboratorioteknikko Petri Wallgrén esittelee.

Dronejen käyttö on kuitenkin verrattain uutta ja niiden käyttöä jalostetaan koko ajan.

– Tutkijoilla alkaa pikkuhiljaa raksuttamaan, mihin kaikkeen niitä voi käyttää. Esimerkiksi säteilytutkimus on yksi tieteen osa-alue, johon laitetta on käytetty, Wallgrén avaa mahdollisuuksia.

Lentotoiminnan ohjaamiseen ja suunnitteluun vaaditaan muutaman päivän koulutus ja se annetaan tarpeen mukaan.
Dronejen lennättäminen on puolustusvoimissa sotilasilmailua, eli siihen täytyy olla myös Sotilasilmailun viranomaisyksikön lupa.

– Sitä varten tehdään lennätystoimintakäsikirja, johon kuvataan toiminta, kalusto ja lennättäjä. Se hyväksytetään viranomaisilla, Wallgrén selostaa.

Lennätystoiminnalle on määrätty myös tarkat lentoalueet. Joillakin alueilla, kuten lentoasemien tai Helsingin keskustan yläpuolella on tiukat säädökset.

– Tällä hetkellä meillä on lupa lennättää maksimissaan 150 metrin korkeudella ja 500 metrin näköyhteydellä, Wallgrén mainitsee.

Dronea ohjataan ohjaimen sekä maa-aseman kautta. Ohjausjärjestelmän avulla pystytään tekemään myös lennätyssuunitelma, jonka kopteri voi suorittaa itsenäisesti.

– Koneella näkyvästä H-pisteestä kopteri lähtee lentoon. Siitä se siirtyy ykkösrastille, kakkosrastille ja niin edelleen. Pisteille voi antaa eri lentokorkeuksia, eripituisia välejä ja erilaisia lentoratoja, Wallgrén luettelee.

Ohjauslaitteisto muodostaa ohjaajan ja dronen välille datayhteyden eli linkin. Sen katketessa droneen on ohjelmoitu vaihtoehtoinen suunnitelma.

– Silloin kopteri lähtee tulemaan itsenäisesti lähtöpisteeseensä tai johonkin muuhun ennalta määriteltyyn kohtaan, Wallgrén valaisee.

Linkki voi katketa, jos ohjaimesta loppuu akku tai tulee jokin muu häiriö.

– Erityisesti itsenäisen paluulennon korkeusasetus kannattaa huomioida etukäteen. Esimerkiksi jos lennättää dronen laaksoon ja se lähtee pyrkimään takaisinpäin, se iskeytyy rinteeseen jos asetettu korkeus on liian alhainen. Ohjelmaan pitää määrittää riittävä paluukorkeus, johon drone lentää ensin ylös ja sitten vasta tulisi luokse, Wallgrén havainnollistaa.

Tietoturvallisuuteen on isommissa droneissa kiinnitetty tavallista kuvauskopteria enemmän huomiota.

– Liikkeellä on huhuja, että pienten dronejen kautta vakoillaan. Tiedot saattavat siirtyä valmistajille tai kolmansille osapuolille.

– Salassa pidettävää tietoa sisältävissä tehtävissä otetaan aluksi tyhjennetty iPad ja siihen ajetaan tiedot tulevasta lennätystoiminnasta. Seuraavaksi mennään paikan päälle, ladataan tarvittavat kartat ja sen jälkeen laitetaan linja poikki. Sitten toteutetaan tehtävä, jonka jälkeen asiakkaalle annetaan data ja lopuksi iPad nollataan, Wallgrén kuvailee.

IPadille materiaali tulee linkillä heikennettynä. Varsinainen materiaali pysyy koko ajan kopterin kameran muistikortissa.

– Threodin järjestelmässä vakoilu ei ole mahdollista, sillä drone ei ole samalla tavalla yhteydessä internetiin. Linkki on myös turvallinen käyttäen AES 256 -salausta. Ohjelmiston päivityksetkin tulevat siihen erillisinä tiedostoina valmistajalta, Wallgrén avaa.