قطع ارتباط میان پهپاد و کنترل از راه دور الزاماً به معنای سقوط دستگاه نیست. بسته به مدل پهپاد و تنظیمات آن، ممکن است پرنده در هوا معلق بماند، به نقطه آغاز پرواز بازگردد یا به‌صورت خودکار فرود بیاید. بااین‌حال، اگر هم‌زمان اطلاعات ناوبری قابل‌اعتماد نیز در دسترس نباشد، کنترل شرایط دشوارتر خواهد شد و احتمال بروز حادثه افزایش پیدا می‌کند.
واکنش پهپاد به قطع سیگنال به چند عامل بستگی دارد: کدام ارتباط دچار اختلال شده، چه سامانه‌هایی همچنان فعال هستند و سازنده دستگاه چه واکنشی را برای شرایط اضطراری در نظر گرفته است.
تفاوت قطع ارتباط با کنترلر و اختلال GPS
بسیاری از پهپادها برای پرواز ایمن به مجموعه‌ای از سامانه‌های ارتباطی و ناوبری وابسته‌اند که در کنار یکدیگر کار می‌کنند. یکی از مهم‌ترین آن‌ها ارتباط فرماندهی و کنترل میان پهپاد و کنترل از راه دور است. این ارتباط دستورهای خلبان، از جمله تغییر مسیر، تنظیم ارتفاع و سرعت را به دستگاه منتقل می‌کند.
در کنار این ارتباط، بسیاری از پهپادها تصاویر زنده دوربین و اطلاعات تله‌متری پرواز را نیز به کنترلر ارسال می‌کنند. این داده‌ها ممکن است مستقل از ارتباط فرماندهی دچار اختلال شوند. برای مثال، امکان دارد خلبان تصویر زنده دوربین را از دست بدهد، اما همچنان بتواند پهپاد را هدایت کند.
ناوبری پهپاد موضوع جداگانه‌ای است. این دستگاه‌ها معمولاً از سامانه‌های جهانی ناوبری ماهواره‌ای (GNSS) مانند GPS در کنار حسگرهای داخلی، از جمله قطب‌نما، شتاب‌سنج و ژیروسکوپ استفاده می‌کنند. اطلاعات این تجهیزات به کنترل‌کننده پرواز کمک می‌کند موقعیت، جهت و حرکت پهپاد را تشخیص دهد.
بنابراین، قطع ارتباط با کنترل از راه دور لزوماً به معنای از دست رفتن GPS نیست. از طرف دیگر، ممکن است پهپاد همچنان با خلبان ارتباط داشته باشد، اما اطلاعات معتبر GPS یا قطب‌نمای خود را از دست بدهد. این دو وضعیت پیامدهای متفاوتی دارند.
پهپاد پس از قطع ارتباط چگونه واکنش نشان می‌دهد؟
بسیاری از پهپادهای امروزی به قابلیتی ایمنی با نام «بازگشت به خانه» (Return to Home یا RTH) مجهز هستند. در صورت قطع ارتباط فرماندهی برای مدت‌زمان مشخص، دستگاه می‌تواند با استفاده از مختصات ذخیره‌شده نقطه شروع و اطلاعات سامانه‌های ناوبری، مسیر بازگشت را طی کند.
در برخی مدل‌ها، پهپاد ابتدا برای عبور ایمن از موانع به ارتفاعی از پیش تعیین‌شده می‌رسد و سپس به سمت محل برخاستن حرکت می‌کند. پس از رسیدن به مقصد نیز می‌تواند به‌طور خودکار ارتفاع خود را کاهش دهد و فرود بیاید.
برای نمونه، برخی مدل‌های پهپاد DJI امکان انتخاب واکنش دستگاه به قطع ارتباط را در اختیار کاربر قرار می‌دهند. نرم‌افزار متن‌باز کنترل پرواز ArduPilot نیز چند گزینه ایمنی مختلف دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به بازگشت به محل پرتاب (Return to Launch)، قابلیت SmartRTL و فرود خودکار (Land) اشاره کرد.
با وجود این امکانات، نمی‌توان موفقیت عملکردهای اضطراری را قطعی دانست. اجرای صحیح قابلیت RTH به وجود چند شرط وابسته است: پهپاد باید شارژ باتری کافی داشته باشد، مختصات نقطه بازگشت به‌درستی ثبت شده باشد و اطلاعات ناوبری لازم برای دنبال کردن مسیر در دسترس دستگاه قرار داشته باشد.
موانعی که در مسیر وجود دارند، وزش باد، خطای حسگرها و نقص سایر سامانه‌ها نیز می‌توانند مانع از بازگشت ایمن پهپاد شوند.
از دست رفتن GPS چه تأثیری بر پرواز پهپاد دارد؟
اختلال در دریافت سیگنال GPS یا سایر اطلاعات ناوبری می‌تواند وضعیت خطرناک‌تری ایجاد کند؛ زیرا در چنین شرایطی ممکن است پهپاد دیگر نتواند موقعیت دقیق خود را مشخص کند.
بعضی از پهپادهای چندملخه هنگام بروز این مشکل به حالت پروازی Attitude یا ATTI تغییر وضعیت می‌دهند. در این حالت، حسگرهای داخلی همچنان می‌توانند به حفظ تعادل و جهت‌گیری دستگاه کمک کنند و ارتفاع آن را کنترل کنند، اما قابلیت تثبیت خودکار موقعیت با استفاده از GPS دیگر در دسترس نیست.
شرایط زمانی پیچیده‌تر خواهد شد که پهپاد هم ارتباط فرماندهی با کنترلر و هم اطلاعات ناوبری موردنیاز برای اجرای قابلیت RTH را از دست بدهد. در چنین وضعیتی، دستگاه نه می‌تواند دستورهای جدید خلبان را دریافت کند و نه لزوماً قادر است مسیر بازگشت به نقطه شروع را تشخیص دهد.
دو حادثه واقعی که محدودیت قابلیت‌های ایمنی را نشان می‌دهند
گزارش‌های اداره بررسی سوانح هوایی بریتانیا (AAIB) درباره دو حادثه پهپادی نشان می‌دهد که اختلال در سامانه‌های ناوبری می‌تواند حتی با وجود قابلیت‌های ایمنی اضطراری، به از دست رفتن کنترل دستگاه منجر شود.
نخستین حادثه در دسامبر ۲۰۱۹ اتفاق افتاد. یک پهپاد DJI Matrice M600 Pro که برای نقشه‌برداری از یک پروژه ساختمانی استفاده می‌شد، با اختلال در GPS و قطب‌نما روبه‌رو شد.
این تلاش‌ها نتیجه‌ای نداشت و پهپاد ابتدا با سقف یک خانه برخورد کرد و سپس در باغ آن سقوط کرد. بررسی‌های انجام‌شده نشان داد دستگاه اطلاعات قابل‌اعتماد مربوط به جهت حرکت خود را از دست داده بود و همین مسئله مانع از اجرای موفق فرایند بازگشت شد.
حادثه دوم در نوامبر ۲۰۲۱ در شهر راگبی انگلستان رخ داد. یک پهپاد DJI Phantom 4 Pro مدت کوتاهی پس از برخاستن با تداخل مغناطیسی مواجه شد.
در پی این اختلال، خلبان هشدارهایی دریافت کرد که از دست رفتن مرجع تعیین جهت را نشان می‌دادند. پهپاد دیگر نمی‌توانست مانند شرایط عادی از GPS برای پرواز استفاده کند. کمی بعد، ارتباط فرماندهی نیز قطع شد و دستگاه در ارتفاعی حدود ۶۳۰ متر از مسیر اصلی خود منحرف شد. این پرواز ناخواسته بر فراز یک منطقه مسکونی ادامه پیدا کرد تا اینکه پهپاد سرانجام روی درختی فرود آمد.
هر دو رویداد نشان می‌دهند که عملکرد موفق سامانه‌های بازیابی خودکار تنها به فعال بودن قابلیت‌های اضطراری وابسته نیست و وضعیت حسگرها و اطلاعات ناوبری نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارند.
چگونه می‌توان احتمال خروج پهپاد از کنترل را کاهش داد؟
خلبان‌ها با رعایت چند نکته می‌توانند احتمال بروز مشکل هنگام قطع ارتباط یا اختلال ناوبری را کاهش دهند. بررسی کیفیت دریافت GPS و وضعیت قطب‌نما پیش از شروع پرواز، یکی از اقدامات ضروری است. همچنین باید ارتفاع مناسب برای بازگشت خودکار انتخاب شود و از ثبت صحیح نقطه بازگشت اطمینان حاصل کرد.
کنترل میزان شارژ باتری، توجه به شرایط جوی و شناسایی منابع احتمالی تداخل الکترومغناطیسی نیز اهمیت زیادی دارد. این عوامل می‌توانند بر عملکرد سامانه‌های ارتباطی و ناوبری تأثیر بگذارند.
در نهایت، سرنوشت پهپاد پس از قطع سیگنال به این بستگی دارد که کدام بخش از سامانه‌های ارتباطی و ناوبری همچنان کار می‌کند. قابلیت بازگشت به خانه و سایر امکانات ایمنی می‌توانند در برابر قطعی‌های معمول ارتباطی از دستگاه محافظت کنند، اما توانایی جبران تمام اختلال‌های حسگرها، تداخل سیگنال‌ها و شرایط نامساعد محیطی را ندارند.
