منشور الضيف: كيف أصبحت Boaty McBoatface مفيدة لعلوم المحيطات

في عام 2016 ، أطلق مجلس أبحاث البيئة الطبيعية (NERC) حملة لحشد مصدر اسم لسفينة الأبحاث القطبية التالية ذات المستوى العالمي في المملكة المتحدة.

لم يسر الاستطلاع كما كان متوقعا. 

• الفائز الهارب عن اسم سفينة الأبحاث الملكية (RRS) التي ستحل محل RRS جيمس كلارك روس و RRS إرنست شاكلتون كان "Boaty McBoatface". مع أكثر من 120,000،XNUMX صوت ، انتصر الاسم بشكل مريح قبل الاقتراحات بما في ذلك "Usain Boat" و "It's Bloody Cold Here".

سميت السفينة فيما بعد باسم RRS السير ديفيد أتينبوروتكريما للمذيع المخضرم وعالم الطبيعة ، ولكن لا يمكن تجاهل الشعبية العامة لاسم Boaty McBoatface.

في العام التالي ، مركز علوم البحار وطنية أعلنت (NOC) أن ثلاث مركبات جديدة مستقلة تحت الماء (AUVs) ستحمل الاسم بفخر. 

تُستخدم هذه الغواصات الروبوتية - التي يبلغ طولها حوالي 3.5 مترًا وقطرها 80 سم - لاستكشاف محيطات العالم دون الحاجة إلى طيار بشري ، وجمع البيانات في المناطق النائية التي لا يمكن الوصول إليها بطريقة أخرى.

شهدت السنوات الخمس الماضية انتشار Boaty في جميع أنحاء العالم لدعم أبحاث المناخ. تشمل الرحلات الاستكشافية السفر لمسافة 40 كيلومترًا تحت الجروف الجليدية في القطب الجنوبي للتحقيق في آثار تغير المناخ على نهر ثويتس الجليدي.

من أين بدأ كل شيء

ضربت أول مركبة ذاتية القيادة تحت الماء البحار في الخمسينيات من القرن الماضي ، وكان الهدف منها استخدامها لأغراض تجارية وعسكرية واستخباراتية. 

الجهاز من تطوير شركة معمل الفيزياء التطبيقية و جامعة واشنطن في الولايات المتحدة SPURV (مركبة أبحاث تحت الماء للأغراض الخاصة). تم تصميمه للبحث في مياه القطب الشمالي ، وكان بدنه مصنوعًا من الألومنيوم وله شكل يشبه الطوربيد. تم التحكم في AUV هذا عن طريق الاتصالات الصوتية واستخدم بنجاح في أبحاث المحيطات حتى عام 1979.

يقوم المركز الوطني لعلوم المحيطات (NOC) بتطوير تحميل تلقائي مجموعة من AUVs منذ التسعينيات. كان الهدف هو الاستفادة من تكنولوجيا المركبات الموجودة تحت الماء وتعزيز قدراتها للبحث عبر التخصصات ، بما في ذلك علم المحيطات الفيزيائية وعلوم الأرض.

بالعودة إلى يونيو 1996 ، تمت أول مهمة لمؤسسة النفط الوطنية (NOC) على الإطلاق في Empress Dock في NOC في ساوثهامبتون. بدأ هذا بسلسلة من التجارب القصيرة لتوضيح كيف يمكن التحكم في AUV عن بعد. 

بعد شهر ، جرت أول مهمة مستقلة مدتها خمس دقائق خلال أسبوع من التجارب في بورتلاند هاربور في دورست. غطس الناقل الآلي إلى ارتفاع ثلاثة أمتار ، وحافظ على اتجاه ثابت وعمق متحكم فيه إلى مسافة نصف متر مما هو مطلوب.

تقدم سريعًا إلى يومنا هذا ، ويمكن لأسطولنا من مركبات AUV الآن الغوص لمسافة تصل إلى 6,000 متر والتنقل عبر القنوات الضيقة تحت الصفائح الجليدية - وهي مناطق لم تتمكن سفن الأبحاث من الوصول إليها سابقًا. هذا التطور السريع يعني أن AUVs يمكن أن تأخذ قراءات في كل مكان من المناطق النائية إلى البحار المفتوحة العاصفة.

يمكن تجهيز أسطول المركبات ذاتية التشغيل التابعة للمؤسسة الوطنية للنفط بمجموعة من أجهزة الاستشعار ، مما يسمح للعلماء بقياس البيانات مثل درجة الحرارة والملوحة وتيارات المحيط وشكل قاع البحر. 

قبل إطلاقها ، تمت برمجة مركبات AUV مع تعليمات حول المكان الذي يجب أن تذهب إليه ، وما يجب قياسه والأعماق التي يجب الذهاب إليها. باستخدام أحدث تقنيات الاستشعار ، يمكن نشر AUVs من السفينة أو الشاطئ والسفر مئات الأميال إلى البحر لجمع البيانات المهمة حول مناخ الأرض ، مما يقلل من الحاجة إلى الرحلات الاستكشافية الطويلة والمكلفة.

AUVs في العمل

تقدم AUVs فوائد متعددة للمجتمع العلمي. تتمتع بعمر بطارية طويل ويمكن أن تغطي مسافات أطول ، مما يسمح بنشرها لعدة أشهر في كل مرة. يسمح هذا للعلماء بجمع البيانات على مدى فترات طويلة وبالتالي تطوير سجلات رصد أكثر شمولاً.

على سبيل المثال ، قمنا مؤخرًا بقيادة ملف دراسة للتحقيق في الفجوات في المعرفة حول كيفية امتصاص المحيط للكربون العضوي من خلال مضخة الكربون البيولوجية. هذه العملية الحاسمة ترى المادة العضوية تغرق في قاع المحيط ، حاملة معها الكربون الذي امتصته من الغلاف الجوي.

استخدم الفريق تقنية مستقلة تحت الماء لتقييم عناصر دورة الكربون لتحديث التوقعات المستقبلية للمضخة. سلطت الدراسة الضوء على التباين بين قوة مضخة الكربون البيولوجية في الجيل الحالي نماذج المناخ يستعمل ل الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) تقييمات. حدد البحث الجديد الملاحظات المطلوبة لتقليل حالات عدم اليقين في التقديرات الحالية والمستقبلية في الدورة الإجمالية للكربون في المحيط - مما يسمح بنماذج مناخية أكثر قوة.

هذا العام ، يقوم الفريق بدمج مستشعرات معملية على الرقاقة وأنظمة كاميرات الجسيمات لتمكين العلماء من تقييم كيفية تحرك الكربون عبر المحيط. تم إجراء ابتكارات لا تصدق في طول التغطية التي يمكن لـ AUVs الحصول عليها في مواقع محددة ، مما يعزز فهمنا للاختلافات بين المواسم المختلفة.

نهر ثويتس الجليدي وحقول النفط المتقاعدة

في بداية 2022 ، توجه المهندسون إلى نهر ثويتس الجليدي في القارة القطبية الجنوبية لمساعدة العلماء على فهم أسباب فقدان الجليد من أجل التنبؤ بشكل أفضل بكيفية مساهمة تدهورها في ارتفاع مستوى سطح البحر. 

بسبب الجليد البحري الكثيف والسميك غير المعتاد حول ثويتس ، أجرى الفريق دراستهم حول الجرف الجليدي دوتسون المجاور. 

سافر Boaty McBoatface لأكثر من 40 كيلومترًا تحت الجرف الجليدي ، ليقيس تيارات المحيط والاضطرابات وغيرها من خصائص مياه البحر ، مثل درجة الحرارة والملوحة والأكسجين المذاب. ستساعدنا هذه المعلومات - التي لا تزال قيد المعالجة - على فهم خصائص المياه العميقة البعيدة تحت الأرفف الجليدية والتحقيق في كيفية دفعها لعمليات الذوبان. 

كان استخدام التفريغ التلقائي طويل المدى مفيدًا في تغيير طريقة جمعنا لبيانات المحيط المهمة لفهم تأثيرات تغير المناخ.

لقد بدأنا أيضًا تجربة مفهوم استخدام Boaty للمراقبة عالية التقنية ومنخفضة التأثير لالتقاط أي آثار بيئية محتملة في حقول النفط التي انتهى عمرها الافتراضي. 

في خريف عام 2022 ، تم تكليف بواتي بمراقبة المواقع الصناعية في بحر الشمال. استكشف المصب الآلي العديد من مواقع النفط والغاز التي تم إيقاف تشغيلها بالإضافة إلى منطقة Braemar Pockmarks البحرية المحمية - وجمع البيانات عن المياه والملوثات والتيارات ، بالإضافة إلى التقاط صور لقاع البحر. 

عندما يتم تدمير مواقع النفط والغاز ، يمكن أن تلعب مراكز السيارات دورًا مهمًا في تقييم ومراقبة المناطق البحرية قبل وأثناء وبعد عمليات إيقاف التشغيل.

يجب أن يؤدي نجاح هذا المشروع إلى إحداث ثورة في الطريقة التي يتم بها إجراء المسوحات البحرية لدعم الصناعة للانتقال نحو أهدافها الصافية صفر.

ما هي الخطوة التالية؟

هذا العام ، تعمل NOC على توسيع قدرات AUVs لدينا لدعم مجموعة واسعة من التخصصات العلمية. 

سنقوم بدمج مستشعرات جديدة ومبتكرة لتجهيز محطاتنا الآلية الجاهزة لدعم الأبحاث الكيميائية الحيوية القادمة في شمال المحيط الأطلسي - بالإضافة إلى تعزيز استقلاليتها لعمليات النشر طويلة الأجل بالقرب من الجليد البحري وتحته في أنتاركتيكا.

في مشروع آخر ، نعمل حاليًا على تسليم ملف القدرة الصافية الصفرية لعلوم المحيطات (NZOC) برنامج البحث. يهدف هذا إلى تطوير القدرة على البحث في المحيطات باستخدام بصمة كربونية أصغر.

سيتطلب ذلك انتقالًا في التكنولوجيا التي تمتد من الوقود الأخضر ، وعمليات السفن الآلية ، وتكنولوجيا البطاريات المتطورة ، وتحسين الذكاء الاصطناعي ، وتقنيات الاستشعار الجديدة ، والروبوتات الرائدة عالميًا.

نحن متحمسون لمعرفة ما يمكن أن تحققه Boaty McBoatface في المستقبل.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/