在烟花爆竹和喷火丙烷烤架的喧嚣中，7月4日，一次看似普通的闪电击中了某个大峡谷国家公园内的区域。由此产生的火花点燃了周围干燥的植被，强风迅速将火焰蔓延开来。在几周内，最初的火花已演变成一场吞噬了超过10万英亩土地的大火，正式被列为“巨型火灾”，也是2025年迄今为止最大的森林火灾……截至本文撰写时，“龙勇士大火”已经摧毁了70座建筑，包括历史悠久的大峡谷旅馆。
像这样的森林火灾是无法完全阻止的，但最有效的缓解策略之一也是最古老的策略之一。在过去的几个世纪里，世界各地的消防员一直使用可控燃烧（有时称为计划性火灾），以预先清除树叶、枯枝和其他干燥的材料，这些材料可能成为蔓延的森林火灾的燃料。其想法是，清除这些燃料应该有助于阻止森林火灾变得更大、更危险。
然而，越来越多这样的可控燃烧并非由地面人员或上方有人驾驶的飞机发起，而是由携带数百个乒乓球大小的“龙蛋”的小型四旋翼无人机发起。这些可燃蛋在释放时会点燃小型、可追踪且可控的火源。
Drone Amplified是一家总部位于内布拉斯加州的初创公司，该公司于2017年在美国内政部和美国林务局的参与下，开创了这项名为“IGNIS”的系统。八年后，Drone Amplified公司业务开发副总裁Dan Justa告诉《Popular Science》，该公司目前在至少30个美国州以及加拿大、德国和澳大利亚运营着200多个系统。
Justa说：“这个[系统]可以让你覆盖大片区域，并在森林火灾期间获得火情信息，以进行态势感知。它还允许你在夜间飞行。”
从侦察到干预
消防员使用无人机已有十多年的历史。大约在2011年，州和联邦机构开始部署配备摄像头的无人机，用于早期侦察或评估森林火灾后的损失。从一开始，小型无人机就被视为比直升机更便宜的替代品，可用于野生动物监测和实时数据收集。它们的体积小巧，还可以到达大型有人驾驶飞机难以到达的区域。
西部消防局长协会估计，到2018年，美国约有200个消防部门在使用无人机。这个数字在两年内翻了三倍。Drone Amplified代表了向利用这些无人机进行积极的森林火灾缓解措施的近期转变，超出了基本的侦察和记录。随着2019年一项两党法案的通过，重点关注灾害响应的无人机公司也获得了发展势头，该法案鼓励联邦机构在森林火灾管理行动中更多地使用无人机。
Justa说：“我们的一个北极星是做一些真正影响世界的酷炫的无人机应用，而不是仅仅是图像。很多无人机只是飞行摄像头或传感器。”
以火攻火
Drone Amplified的IGNIS系统源自内布拉斯加大学林肯分校两位教授的研究，由四个主要子系统组成。据Justa介绍，无人机本身是美国制造的Freefly Systems Alta X型号的深度改装版。它配备了一个大型料斗，可容纳多达450个（约13磅）“龙蛋”。这些小塑料球内装有高锰酸钾。在可控燃烧过程中，每个球都会被释放到一个独立的穿刺机构中，然后注入乙二醇（一种常见的防冻剂成分）。由此产生的化学反应会产生稳定、相对凉爽且可控的火焰。
穿刺后，龙蛋大约需要30到45秒才能点燃，在此期间，它们会被从无人机上发射到预设的目标。这个过程每分钟最多可以重复120次，直到料斗变空。消防员可以根据所需的燃烧强度调整投掷的蛋的数量。每个载荷也被编程为仅在一个特定的地理区域内释放燃烧弹。
消防员使用配套的应用程序控制无人机。无人机配备了热成像摄像头，使操作员能够在烟雾弥漫的条件下也能清晰地看到目标，并在计划性火灾开始后监测其进展。据Justa介绍，无人机、配套软件以及必要的培训总成本约为10万美元。
这听起来是一笔巨款，但与部署载有全套消防员的直升机相比，这通常是一种更经济的选择。而且明显更安全。无人机不受烟雾吸入或一氧化碳中毒的风险影响，使其能够在更危险的环境中运行。还有一个额外的好处是，即使无人机坠毁代价昂贵，但并不会危及生命。CDC估计，所有消防员的死亡事故中约有25%与航空有关。
Justa说：“在森林火灾上空驾驶直升机非常危险，因为有上升气流，有烟雾，你看不到任何东西。你可以把无人机放到任何地方。”
所有这些都为配备无人机的消防员提供了更大的能力和灵活性来执行计划性火灾，而这些工具可以产生显著的影响。2024年发表在《Forest Ecology and Management》杂志上的一项研究发现，与未接受类似处理的区域相比，计划性燃烧与树木稀疏相结合，将森林火灾的严重程度降低了60%以上。
确保龙蛋用于正途
但是，也存在确保能够引发森林火灾的无人机只在它应该起火的地方起火的担忧。为此，Justa表示，该公司从头开始设计了带有安全性和缓解工具的系统。虽然飞行员可以根据需要控制无人机，但料斗只会在预设的地理围栏区域（即指定的计划性燃烧区域）内释放龙蛋。机载传感器可以检测无人机或其有效载荷是否损坏。如果发生这种情况，系统会自动禁用投掷机构并触发一个低温的小型火，以安全地将其烧尽。
至于黑客入侵设备并利用其制造混乱的风险，Justa表示，无人机通过使用基于无线电的加密来降低风险。他还指出，任何有意引发森林火灾的人几乎肯定有更容易的方法。在加油站购买一包香烟比破解无人机便宜且简单得多。
尽管到目前为止，其最显著的影响在于森林火灾管理，但Drone Amplified公司的物体投掷机制并不仅限于释放龙蛋。上个月，该公司与美国鸟类保护协会合作，在夏威夷森林中投放了数十个可生物降解的实验室培育蚊子卵，以遏制该地区入侵性蚊子种群，这些蚊子对一些本地鸟类构成严重威胁。Justa告诉《Popular Science》，该公司还在与阿拉斯加交通部合作，部署可控爆炸物以引发可控雪崩。
