Hayal edin: Etrafınızda masmavi bir gökyüzü. Aşağıda, kahverengi çalılıkların hakim olduğu bir manzara, uzakta, dumanlar tüten dikdörtgen bir alanın etrafında minik figürler duruyor. Güneş o kadar parlak parlıyor ki, refleks olarak gözlerinizi kısıyorsunuz – ama bu, bir drone’un gövdesinden kaydedilmiş bir video.
Bu görüntüler, Kaliforniya Üniversitesi, Davis’te makine ve havacılık mühendisliği doçenti olan Zhaodan Kong’un geçen yıl McLaughlin Doğa Koruma Alanı üzerinde gerçekleştirdiği bir drone uçuşundan elde edildi. Kuzey Kaliforniya’daki bu doğa koruma alanı, Ulusal Yangın Koruma Derneği’ne göre, bu yılın başlarında Los Angeles bölgesinde Eaton ve Palisades yangınları çıkana kadar ABD tarihinin en maliyetli orman yangını olan ve yaklaşık 12,4 milyar dolarlık hasara yol açan 2018 Camp Yangını’nın meydana geldiği Paradise’ın yaklaşık 200 kilometre güneyinde yer alıyor.
Uçuşlar, Kong’un bir drone üzerindeki hangi cihazların yakındaki yangınları (bu durumda planlı ve iyi izlenen kontrollü bir yangın) en hızlı şekilde tespit edebileceğini belirlemek için devam eden denemelerinin sonuncusuydu. 2024’teki bu özel test uçuşu için, sekiz pervaneli helikopter üç modülle donatılmıştı: yanan bir yangının dumanlarını görsel olarak takip eden bir kamera; yoğun duman altında bile görüntü alabilen bir kızılötesi kamera; ve son olarak, gece veya yangın henüz çok uzaktayken olduğu gibi düşük görüş koşullarında duman dumanlarını “koklayan” kimyasal sensörler. Sensörler birlikte, itfaiyecilerin yangını en iyi şekilde nasıl ortadan kaldıracaklarını belirlemelerine yardımcı olmak için yangının görsellerini ve GPS koordinatlarını sağlayacaktı.
Kong’un insansız hava aracı henüz erken bir prototip, ancak bu küçük uçakların, Dünya iklimi ısınmaya devam ettikçe daha sık çıkan ve daha yoğun yanan orman yangınlarını önlemeye, tespit etmeye, izlemeye ve bastırmaya yardımcı olmak için konuşlandırılabileceği yeni yöntemlere dair bir fikir veriyor. ABD genelindeki itfaiye grupları, kontrollü yangınları yönetmekten aktif yangınların havadan izlenmesine kadar çeşitli senaryolarda insansız hava araçlarını kullanıyor, ancak Kong’unki gibi yenilikler, onları yangın söndürme cephaneliğinde daha da değerli bir araç haline getirebilir.
Kaliforniya Batı İtfaiye Şefleri Derneği’nin kıdemli politika danışmanı Bob Roper şunları söylüyor;
“Drone’lar için çok iyi bir uygulama alanı olduğunu düşünüyorum. Tüm personelli havacılık sistemlerinin yerini alacak tek çözüm mü bunlar? Hayır. İnsanlı ekipmanın olduğu belirli durumlarda kullanılabilirler mi? Kesinlikle.”
Kong, erken tespit özelliğini göz önünde bulundurarak İHA’sını tasarlıyor ve onu, yangın riskinin yüksek olduğu zamanlarda (örneğin, özellikle kuru veya rüzgarlı koşullarda) bir alanı gözlemlemek ve gerçek zamanlı güncellemeler sağlamak için gökyüzünde konuşlandırılabilecek bir tür hava devriyesi olarak öngörüyor. Çok sayıda konuşlandırılırsa, İHA’lar itfaiyecilerin sabit kameraların veya gözetleme kulelerinin görüş alanı dışındakiler de dahil olmak üzere başka yollarla ulaşılması zor olan uzak bölgeleri izlemelerinin bir yolu olabilir. Bir konumun üzerinde uçabilir, duman sütunlarını takip edebilir ve jeostatik uydularla ve GPS verileriyle mümkün olandan daha ayrıntılı görüntüler yakalayabilirler.
Kong, konuşlandırılabilecek drone sayısı arttıkça “yangını geniş bir alanda çok hızlı bir şekilde tespit etme şansınızın” artacağını söylüyor.
“Çok hızlı” olmak çok önemli. Ekipler bir yangının başladığını ne kadar erken fark ederlerse, onu o kadar çabuk kontrol altına alabilir veya söndürebilirler; bu da binlerce dönümlük alanı yakan, can ve mal kaybına yol açan ve onlarca milyarlık ekonomik hasara neden olan büyük yangınları önleyebilir. Başka bir deyişle, bir sonraki Eaton Yangını veya Palisades Yangını’nı, isimlendirilmeye değer bir mesafeye yayılmadan önce durdurun.”
California Eyalet Üniversitesi, Fullerton’daki elektrik ve bilgisayar mühendisliği bölümünde doçent olan ve erken orman yangını tespit teknikleri üzerine araştırma ve geliştirme yapan Ankita Mohapatra, “Yangının çıkması ile onu fark etmemiz arasındaki gecikme süresi ne kadar kısa olursa, gelecekteki etki önemli ölçüde azalır” diyor.
Belirli eğilimler bölgeden bölgeye değişmekle birlikte genel bir örüntü ortaya çıkıyor: Tipik yangın sezonu bir dizi faktör nedeniyle uzuyor. Isınan bir iklim kuraklıkları artırabilir ve manzaraları kurutabilir, bu da yakılacak daha fazla yakıt anlamına gelir. Yangınlar daha yoğun yanıyor ve daha fazla hasara neden oluyor. Nature dergisinde yayınlanan 2024 tarihli bir makaleye göre, 2003’ten 2023’e kadar aşırı yangın sayısında 2,2 kat artış oldu ve “son 7 yıl en aşırı 6 yılı içeriyor.” Yazarlar sonuçlarını NASA’nın Aqua ve Terra uydularının güneşle senkronize yörüngelerinden yaklaşık 20 yıllık gözlemlerine dayandırdılar. Bu bağlamda, “aşırı” bir yangının yoğunluğu ve ekolojik etkisi, ne kadar duman ve karbondioksit yaydığı da dahil olmak üzere çeşitli faktörleri ifade eder.
Bu tür yangınlar, birçok yerleşim yerinin orman yangını riski altında olması nedeniyle bir kez alevlendiğinde son derece yıkıcı olabilir. ABD Orman Hizmetleri tarafından yönetilen “Topluluklar için Orman Yangını Riski” web sitesine göre, 115 milyon Amerikalı yangın riski altındaki bölgelerde yaşıyor; bu da ABD nüfusunun yaklaşık üçte biri anlamına geliyor.
Nevada’da kâr amacı gütmeyen bir kuruluş olan Çöl Araştırma Enstitüsü’nde iklim bilimi araştırma profesörü ve Batı Bölge İklim Merkezi direktörü olan Tim Brown, “Özellikle haberlere konu olan birçok yer için, iklim, insanlar ve yakıtların bir araya gelmesinden bahsediyorum ve bunların hepsi birbirine çok bağlı,” diyor.
Görüştüğüm araştırmacılar, bilim insanları, uygulayıcılar ve girişimler, orman yangını tehdidi konusunda genel olarak hemfikir, ancak dronların en büyük katkıyı nerede sağlayabileceği konusunda görüş ayrılıkları var. Kong, erken tespitte bir fırsat görenler arasında yer alırken, diğerleri yeni başlayan yangınları söndürmek veya aktif yangın söndürme operasyonlarını desteklemek için havadan izleme amacıyla dronların kullanılmasını savunuyor – veya bunların hepsinin bir kombinasyonunu.
Kong, izleme drone’u hakkında “Çözümümüzün tüm sorunu çözebileceğini sanmıyorum,” diyor. “Sanırım bu özel soruna birden fazla cepheden yaklaşmamız gerekiyor.”
‘Büyük olanı’ durdurmak
Yuvarlak, parlak yeşil bir kapsül, boş bir depolama ünitesinin ortasında, sanki gizlenmiş bir uzay gemisi gibi duruyor. Geri çekilebilir üst kabuk boyunca dizilmiş siyah güneş panelleri, onu bir kaplumbağa ile devasa bir golf topu karışımı gibi gösteriyor.
Bu kapsül aslında sadece bir hangar, ana etkinliğin dinlenme yeri: ince, siyah bacaklı, yanlarında kanatları olan, baton şeklinde ince bir drone. Bu, Dryad Networks’ün bu yılın başlarında tanıttığı bir prototip olan Silvaguard. Alman şirket, drone’u orman yangınlarını takip edip hassas koordinatlar verecek ve nihayetinde küçük yangınları otonom olarak söndürecek şekilde geliştiriyor.
Dryad’ın CEO’su Carsten Brinkschulte ve şirketin teknik direktörü Pedro Silva, Berlin’e yaklaşık bir saat uzaklıktaki ormanlarıyla ünlü Eberswalde şehrindeki merkezlerinde gazetecilere drone’u gösterdiler. (“Wald” Almanca’da “orman” anlamına gelir.) Bu, orman yangınlarıyla mücadele teknolojisinin olası geleceğini test etmek için oldukça iyi bir yer, ancak Silvaguard prototipi ziyaretim sırasında uçuş yapmadı.
İHA, şirketin mevcut ürünü Silvanet’i temel alıyor. Her biri yaklaşık bir akıllı telefon büyüklüğünde olan, yerleşik yapay zekaya sahip bu güneş enerjili sensörler, yangından kaynaklanan karbon monoksit ve diğer gazları hızla tespit etmek için ağaçlara asılıyor. Dryad, yapay zeka destekli gaz sensörlerini Eberswalde’deki laboratuvarında eğitiyor. Burada araştırmacılar, Dryad’ın Brinkschulte’sinin deyimiyle “elektronik burunlarını” keskinleştirmek için orman zemini örneklerini yakıyor. Laboratuvar, belirli yerlere özgü dallar ve yapraklarla dolu etiketli cam kavanozlarla dolu -örneğin bir İspanyol ormanı veya bir Alman ormanı.
Sensörler her dakika havayı test ediyor ve yangın olabilecek bir şey kokladıklarında, için için yanan bir şey olup olmadığını doğrulamak için makinenin hızlı nefes alma eşdeğerini gerçekleştiriyor. Her Silvanet sensörü yaklaşık bir hektarlık bir alanı kaplayabiliyor ve bir ağ örgüsüyle, yani bir “ağaçlar interneti” aracılığıyla birbirlerine bağlılar. Eberswalde yakınlarındaki ormanlarda gözlemlediğim bir test sırasında, ilk sensörler yangını yakıldıktan yaklaşık beş dakika sonra tespit etti.
Brinkschulte, “Yangını artık dakikalar içinde tespit edebildiğimize göre, ‘Neden bir sonraki adımı atıp harekete geçmiyoruz?’ diye düşündük.” diyor.
Silvaguard İHA’sı tam da bu noktada devreye giriyor. Bir veya daha fazla Silvanet yangın tespit ederse, hangar bölmesine tavanı açabilmesi için bir sinyal gönderilir. Bölme, rüzgar hızı gibi unsurları test ederek birkaç çevresel kontrol gerçekleştirir ve esasen İHA’nın kalkışına izin verir; uçuş planı, sensörler tarafından belirlenen genel alana göre belirlenir. Optik ve kızılötesi kamerayla donatılmış Silvaguard, yangın olabilecek bir şey tespit ederse, o alanın üzerinde süzülerek yangının boyutunu, sıcaklığını ve görüntülerini kaydederek durumu doğrulayabilir.
Silva, “Bunun başka bir diziyi, yani bir söndürme dizisini tetiklemesi gerekiyor,” diyor. Yangını söndürme sürecinin hâlâ devam ettiğini ve Dryad’ın bunu başarmak için su, köpük ve ses dalgaları gibi farklı yöntemler denediğini belirtiyor.
Brinkschulte, “Gerçekten etkili olmak için tüm tespit ve müdahaleyi 10 dakikaya indirmemiz gerekiyor,” diyor. “Bunun ancak otonom bir drone sistemiyle başarılabileceğine inanıyoruz. İnsan tabanlı müdahalenin asla bu hıza ulaşabileceğini sanmıyorum.”
Diğer araştırmacılar da tespit ve bastırma arasındaki süreyi kısaltma hedefini paylaşıyor. İngiltere’deki Bristol Üniversitesi’nde profesör Sabine Hauert ve ekibi, bunu bir drone sürüsüyle yapıp yapamayacaklarını araştırıyor. Hauert, yüksek riskli mevsimlerde, bu drone sürüsünün, tıpkı birlikte çalışmak üzere programlanmış bir kuş sürüsü gibi, görüntü ve termal kameralar kullanarak yangınları aramak üzere gönderilebileceğini ve herhangi bir alevi otonom olarak tespit edebileceğini düşünüyor. Eğer bunu başarırsa, sürü yangın söndürme moduna geçerek alttaki alevlere bir söndürme yükü bırakabilir.
Hauert, “Başka yangınların çıkmasını önlemek için alanı kontrol altında tuttuklarından emin olmak adına yeniden organize olmaya devam edebilirler” diyor.
Şu anda İngiltere merkezli Windracers firmasının ürettiği, daha uzun mesafeler kat edebilen ve daha ağır yükler taşıyabilen Windracers ULTRA adlı drone’u test ediyorlar.
Dryad’ın Silvaguard’ı gibi, Hauert de sürünün büyük ölçüde özerkliğe sahip olduğunu öngörüyor. “Yerdeki yangın sürüsü operatörünün sürüden olup biteni gördüğünü, yangın hakkında bilgi aldığını ve bu düzeyde kontrole sahip olduğunu hayal edin; ancak karar alma ve algoritmaların çoğu robotların kendisinde gerçekleşiyor,” diyor.
Ön saflarda insansız hava araçları
Hauert ve diğerleri tarafından geliştirilmekte olan erken tespit dronları, bu araçların gelecekteki olası uygulamalarını gösteriyor, ancak bunlar büyük ölçüde yangın söndürmenin ilk aşamalarına göre tasarlanmış olup, daha büyük veya hızla yayılan yangınlarla mücadele etmek yerine, henüz yeni başlayan ve küçük yangınları anında durdurmayı hedefliyor. Bu sonraki aşamalardaki görevler için dronlar muhtemelen tek başlarına çalışamayacaklardır.
Peter York, Kaliforniya Ormancılık ve Yangın Koruma Departmanı’nın İHA (insansız hava sistemleri) Operasyonları tabur şefidir. Yaklaşık beş yıl önce, CAL FIRE olarak bilinen departman, drone teknolojisinin orman yangınlarından su altı kurtarmalarına kadar her türlü operasyonda nasıl yardımcı olabileceğini değerlendirmeye başladı. York’a göre amaç, yerdeki insanların veya pilotlu uçak gibi araçların yerini almak değil, onlara yönelik riskleri azaltmanın veya çalışmalarını tamamlamanın yollarını bulmaktı. Deneyimlerine göre, drone’lar en çok eyleme geçirilebilir istihbarat ve durum haritalaması sağlamada, örneğin bir yangının çevresiyle ilgili ayrıntılarda faydalı olmuştur.
York, “UAS, aynı kabiliyete sahip mürettebatlı havacılık olmadığında, yerdeki personelimize gerçek zamanlı istihbarat sağlamada paha biçilmez oldu.” diyor. “Bunu, televizyonu omzumuza koyup, kontrolöre bakarak ve tam şu anda, önünüzde veya kuvvetlerinizin önünde gerçekleşen koşulları sağlayarak kamyonetin arkasında yapabiliyoruz. Biz üst düzey, teknik bakış açısına sahibiz.”
CAL FIRE’ın insansız hava araçları için, bu tür kısa menzilli keşif görevleri, kamuoyunun hiç duymadığı acil operasyonlar da dahil olmak üzere kritik bağlamlar ekleyerek ideal noktadır. York bunlara genellikle haberlere çıkmayan “beş dönümlük” yangınlar diyor. CAL FIRE’a göre, Kaliforniya’daki orman yangınlarının %95’i 10 dönüm veya daha az alanda kontrol altına alınıyor. Mürettebat, pilotlu uçaklar ve diğer hava ekipmanlarının yardımıyla yangınları hızla durduruyor ve ardından yerdeki insanlar yangını kontrol altına alıyor.
York, “Ve işte tam burada onlara sahada neler olduğunu ve belki de göremedikleri şeyler hakkında gerçekten iyi bilgiler sağlayabiliyoruz,” diyor ve ekliyor: “Bu bizim için bir kazanç.”
Aşırı yangınlar söz konusu olduğunda – haberlere konu olanlar – York ve ekipleri aynı haritalama tekniklerini kullanıyor, sadece daha büyük ölçekte. Örneğin, York, Palisades Yangını için yaklaşık 200 sorti ile yaklaşık 65 saatlik uçuş süresi kaydettiklerini söylüyor. Palisades Yangını’na yaklaşık 10 drone pilotu ve Eaton Yangını’na altı drone pilotu atandı.
Bu büyük yangınlar ayrıca ek lojistik ve operasyon zorlukları da getirir. Bir yangın kontrolsüz bir şekilde yayılma tehlikesi taşıdığında, dronlar, alevleri söndürmeye çalışan veya yayılmayı durdurmak için geciktirici madde atan daha büyük pilotlu uçaklar da dahil olmak üzere zaten aşırı kalabalık olan hava sahasına eklenebilir.
Ancak dikkatli yönetim ve koordinasyonla, dronların hala bir rolü vardır. Pilotlar genellikle onları mürettebatlı uçakların olmadığı yangın alanlarına gönderebilir, böylece denetçilere bilgi verebilirler. Diğer zamanlarda, dron pilotları, onlardan belirli alanların üzerinden uçup araştırma yapmalarını isteyebilecek denetçilerle birlikte çalışır. York, nadir durumlarda, CAL FIRE UAS bölümünün güncel bir saha resmi elde etmek için dronların yukarı gönderilebilmesi için uçuş saatlerini diğer uçaklarla değiştireceğini söylüyor.
York, nihayetinde, teknolojinin orman yangınını durdurma nihai amacına en iyi şekilde hizmet edebileceğini söylüyor. “Bu insanlara gerçek zamanlı bir istihbarat ürünü sağlıyoruz, ancak bunu çok stratejik ve sistematik bir şekilde yapıyoruz.”
Tüm potansiyellerine rağmen, dronların da sınırlamaları vardır. Oktokopterler ve diğer küçük, tüketiciye yönelik tasarımlar, belirli konumların üzerinde uçarak hassas görüntüler ve GPS koordinatları sağlamak için idealdir; ancak bu aynı zamanda daha kısa uçuş süreleri anlamına da gelir. Bu dronlar genellikle uzun mesafeler kat edemez veya üsse geri dönmeden uzun süre bekleyemez. Uçuş süreleri ayrıca, şiddetli rüzgarlar gibi çevresel koşullar da dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır ve bunların tümü operasyonlarda hata payının çok az olmasına neden olur. Dryad Networks, dronunu test ederken karşılaştığı zorluklardan biri de Silvaguard’ı, yangın söndürme yükünü ağaçlar arasında manevra yaparak yere bırakacak ve ardından yol boyunca dallara çarpmadan geri çıkacak şekilde eğitmekti.
Bir diğer önemli zorluk ise drone’ları pilotlu uçaklarla kusursuz bir şekilde entegre etmek. Batı İtfaiye Şefleri Derneği danışmanı Roper, “Her iki sektör de -insan ve insansız- hâlâ herkesin birbirine baktığı o ortaokul dans partisi gibi,” diyor.
“‘Nereye gidiyoruz?’ diye düşünmeye çalışıyorlar.”
Deneyimli orman yangını ekipleri işlerinde iyidir ve gerçek şu ki, her yeni teknoloji işlerini kolaylaştırmayacaktır. Bir soruna gereğinden fazla teknoloji yüklemek ters etki yaratabilir.
“Hava ve hava araçlarınızı, yerdeki itfaiyecilere destek olmak için insanların yerdeki faaliyetleriyle koordine etmelisiniz,” diyor havadan orman yangını endüstrisini temsil eden Birleşik Hava İtfaiyecileri Derneği’nin (United Aerial Firefighters Association) yönetici direktörü Paul Petersen. “Yerdeki itfaiyecilere somut bir fayda sağlamadan sadece İHA’ları konuşlandırmak, yolun diğer tarafını ateşe vermek gibi bir şey. Durumu hiç kolaylaştırmıyorsunuz.”
Lojistik zorluklar da burada rol oynuyor çünkü birçok drone’un ihtiyaç duyduğu internet bağlantısı, özellikle uzak bölgelerde güvenilmez, hatta hiç olmayabilir. Ayrıca, düşük görüş koşullarında hava sahasını yönetmek de zor olabilir; NASA, Acil Durum Müdahale Operasyonları için Gelişmiş Yetenekler’in kısaltması olan ACERO projesi aracılığıyla bu sorunu ele almaya çalışıyor. Mart ayında araştırmacılar, belirli bir senaryoda görev yapan tüm mürettebatlı ve mürettebatsız uçakların konumlarını ve planlanan uçuş rotalarını paylaşmak ve görüntülemek üzere tasarlanmış, bavul boyutundaki taşınabilir hava sahası yönetim sistemlerini test ettiler. İnternet bağlantısının zayıf olduğu bölgelerde PAMS, radyo iletişimine güvenebilir.
Sonuç olarak, en zorlu kısım tüm bu yeni teknolojiyi büyük ölçekte benimsemek olabilir. Prototipler ve saha testleri, dronların yeteneklerini göstermeye yardımcı olabilir, ancak itfaiyeciler bunlara (özellikle otonom tasarımlara) güvenecekse, departmanların bu araçları denenmiş ve doğru operasyonlarına entegre etmek için onlarca saat ve binlerce dolar harcamadan önce, etkinliklerinin kanıtlanması gerekir.
Petersen’in de söylediği gibi, federal düzeyde büyük, merkezi bir programın olmaması (örneğin orman yangınları için DARPA) meseleyi karmaşıklaştırıyor; yeni teknolojileri incelemeye ve test etmeye adanmış. İnsansız hava araçlarının ve ilgili teknolojinin benimsenmesinin inişli çıkışlı veya geçici bir temelde gerçekleşmesi muhtemel.
Yine de drone’ların ve diğer yeniliklerin orman yangınlarıyla mücadelede giderek daha fazla yer alacağına inanıdığını ifade eden Petersen, “Yeni teknolojiyi denemeseydik, yine de çuvallar ve kovalarla yangınla mücadele ediyor olurduk.” vurgusunda bulunuyor.
