Gæsteindlæg: Hvordan Boaty McBoatface bliver instrumental for havvidenskab

I 2016 lancerede Natural Environment Research Council (NERC) en kampagne for at crowdsource et navn til Storbritanniens næste polarforskningsskib i verdensklasse.

Afstemningen gik ikke helt som forventet. 

løbsk vinder for navnet på det kongelige forskningsskib (RRS), der skulle erstatte RRS James Clark Ross , RRS Ernest Shackleton var "Boaty McBoatface". Med mere end 120,000 stemmer sejrede navnet komfortabelt foran forslag, herunder "Usain Boat" og "It's Bloody Cold Here".

Skibet blev efterfølgende navngivet RRS Sir David Attenborough, til ære for veteranen tv-station og naturforsker, men den offentlige popularitet af navnet Boaty McBoatface kunne ikke ignoreres.

Det følgende år, National Oceanography Center (NOC) meddelte, at dens tre nye autonome undervandsfartøjer (AUV'er) ville stolt bære navnet. 

Disse robotubåde - omkring 3.5 meter lange og 80 cm i diameter - bliver brugt til at udforske verdenshavene uden behov for en menneskelig pilot, og indsamler data i fjerntliggende områder, som ellers ville være utilgængelige.

De sidste fem år har Boaty været udstationeret over hele verden for at støtte klimaforskning. Ekspeditionerne omfatter rejser 40 km under antarktiske ishylder for at undersøge virkningerne af klimaændringer på Thwaites-gletsjeren.

Hvor det hele startede

Det første autonome undervandsfartøj ramte havene i 1950'erne og havde til formål at blive brugt til kommercielle, militære og efterretningsmæssige formål. 

Enheden, udviklet af Anvendt fysiklaboratorium , University of Washington i USA, blev navngivet SPURV (Special Purpose Underwater Research Vehicle). Dens skrog var designet til forskning i de arktiske farvande og var lavet af aluminium, og det havde en torpedo-lignende form. Kontrol af denne AUV blev udført ved akustisk kommunikation og blev med succes brugt i oceanografisk forskning indtil 1979.

National Oceanography Center (NOC) har udviklet vores autosub udvalg af AUV'er siden 1990'erne. Målet har været at tage eksisterende undervandsfartøjsteknologi og forbedre dens muligheder for forskning på tværs af discipliner, herunder fysisk oceanografi og geovidenskab.

Tilbage i juni 1996 fandt NOCs første autosubmission nogensinde sted ved Empress Dock ved NOC i Southampton. Dette startede med en række korte forsøg for at demonstrere, hvordan AUV'en kunne fjernstyres. 

En måned senere fandt den første fem-minutters autonome mission sted under en uges forsøg i Portland Harbor i Dorset. Autosub'en dykkede ned til tre meter, holdt en konstant kurs og kontrollerede dybden til inden for en halv meter af det nødvendige.

Spol frem til i dag, og vores flåde af AUV'er kan nu dykke op til 6,000 meter og navigere gennem smalle kanaler under iskapper – områder, der tidligere har været utilgængelige for forskningsskibe. Denne hurtige udvikling betyder, at AUV'er kan tage aflæsninger overalt fra fjerntliggende områder til stormfulde åbne hav.

NOC's flåde af AUV'er kan udstyres med en række sensorer, som gør det muligt for forskere at måle data som temperatur, saltholdighed, havstrømme og havbundens form. 

Før de lanceres, programmeres AUV'erne med instruktioner om, hvor de skal hen, hvad der skal måles og hvilke dybder de skal gå til. Ved hjælp af avanceret sensorteknologi kan AUV'er indsættes fra skib eller land og rejse hundredvis af miles ud til havet for at indsamle vigtige data om Jordens klima, hvilket reducerer behovet for lange og dyre ekspeditioner med besætning.

AUV'er i aktion

AUV'er tilbyder flere fordele for videnskabssamfundet. De har lang batterilevetid og kan dække længere afstande, hvilket giver dem mulighed for at blive installeret i flere måneder ad gangen. Dette gør det muligt for forskere at indsamle data over længere perioder og dermed udvikle mere omfattende observationsregistre.

For eksempel førte vi for nylig en studere at undersøge huller i viden om, hvordan havet optager organisk kulstof gennem biologisk kulstofpumpe. Denne afgørende proces ser, at organisk stof synker til bunden af ​​havet og bærer det kulstof, det har optaget fra atmosfæren, med sig.

Holdet brugte autonom undervandsteknologi til at vurdere elementer i kulstofkredsløbet for at opdatere fremtidige projektioner af pumpen. Undersøgelsen fremhævede forskellen mellem biologisk kulstofpumpestyrke i den nuværende generation af klimamodeller anvendes til Mellemstatslige Panel om Klimaændringer (IPCC) vurderinger. Den nye forskning identificerede de observationer, der kræves for at reducere usikkerheden i nuværende og fremtidige estimater i den samlede kredsløb af kulstof i havet - hvilket muliggør mere robuste klimamodeller.

I år integrerer holdet nye lab-on-chip-sensorer og partikelkamerasystemer for at gøre det muligt for forskere at vurdere, hvordan kulstof bevæger sig gennem havet. Utrolige innovationer er blevet foretaget i længden af ​​dækningen AUV'er er i stand til at få på bestemte steder, hvilket yderligere forbedrer vores forståelse af variationerne mellem forskellige årstider.

Thwaites-gletsjeren og pensionerede oliefelter

I starten af ​​2022, ingeniører tog ud til Thwaites-gletsjeren i Antarktis for at hjælpe videnskabsmænd med at forstå årsager til dets istab for bedre at kunne forudsige, hvordan dens forringelse kan bidrage til havniveaustigningen. 

På grund af usædvanlig tyk og tæt havis omkring Thwaites gennemførte holdet deres undersøgelse omkring den nærliggende Dotson-ishylde. 

Boaty McBoatface rejste mere end 40 km under ishylden og målte havstrømme, turbulens og andre egenskaber ved havvandet, såsom temperatur, saltholdighed og opløst ilt. Denne information – som stadig behandles – vil hjælpe os med at forstå egenskaberne af dybvandet langt under ishylderne og undersøge, hvordan de driver smelteprocesserne. 

Brugen af ​​den langvarige autosub har været medvirkende til at ændre, hvordan vi indsamler vigtige havdata for at forstå virkningerne af klimaændringer.

Vi er også begyndt at afprøve konceptet med at bruge Boaty til højteknologisk overvågning med lav påvirkning for at opfange eventuelle potentielle miljøpåvirkninger ved udtjente oliefelter. 

I efteråret 2022 fik Boaty til opgave at overvåge industriområder i Nordsøen. Autosub'en udforskede adskillige nedlagte olie- og gassteder samt Braemar Pockmarks Marine Protected Area - indsamlede data om vandet, forurenende stoffer og strømme, samt tog billeder af havbunden. 

Efterhånden som olie- og gasanlæg afvikles, kan autosubs spille en afgørende rolle i vurdering og overvågning af havområder før, under og efter nedlukningsoperationer.

Succesen med dette projekt skulle muliggøre en revolution i måden, hvorpå havundersøgelser udføres, hvilket understøtter industriens overgang mod sine netto-nul-mål.

Hvad er det næste?

I år arbejder NOC på at udvide vores AUV'ers muligheder for at understøtte en bredere vifte af videnskabelige discipliner. 

Vi vil integrere nye og nye sensorer for at udstyre vores autosubs klar til at understøtte kommende biogeokemisk forskning i Nordatlanten – samt forbedre deres autonomi til langsigtede udrulninger nær og under havis i Antarktis.

I et andet projekt arbejder vi lige nu på at levere en ny Net-nul oceanografisk kapacitet (NZOC) forskningsprogram. Dette har til formål at udvikle havforskningskapacitet med et mindre CO2-fodaftryk.

Dette vil kræve en overgang i teknologi, der spænder fra grønne brændstoffer, automatiseret fartøjsdrift, banebrydende batteriteknologi, AI-optimering, nye sensorteknologier og verdensførende robotteknologi.

Vi er spændte på at se, hvilke andre førstepladser Boaty McBoatface kan opnå i fremtiden.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Kilde: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/