پست مهمان: چگونه Boaty McBoatface در حال تبدیل شدن به ابزاری برای علم اقیانوس است

در سال 2016، شورای تحقیقات محیط زیست طبیعی (NERC) کمپینی را برای جمع آوری نام کشتی تحقیقاتی قطبی بعدی بریتانیا در کلاس جهانی راه اندازی کرد.

نظرسنجی آنطور که انتظار می رفت پیش نرفت. 

La برنده فراری برای نام کشتی تحقیقاتی سلطنتی (RRS) که جایگزین آن می شود RRS جیمز کلارک راس و RRS ارنست شاکلتون "Boaty McBoatface" بود. با بیش از 120,000 رای، این نام به راحتی پیش از پیشنهادهایی از جمله "قایق یوسین" و "اینجا خونین سرد است" پیروز شد.

این کشتی متعاقباً نام گرفت RRS سر دیوید آتنبرو، به افتخار پخش کننده و طبیعت شناس کهنه کار، اما محبوبیت عمومی نام Boaty McBoatface را نمی توان نادیده گرفت.

سال بعد ، مرکز ملی اقیانوس شناسی (NOC) اعلام کرد که سه وسیله نقلیه خودران جدید زیر آب (AUVs) با افتخار این نام را یدک می کشند. 

این زیردریایی‌های روباتی - با طول حدود 3.5 متر و قطر 80 سانتی‌متر - برای اکتشاف اقیانوس‌های جهان بدون نیاز به خلبان انسان استفاده می‌شوند و داده‌ها را در مناطق دوردستی جمع‌آوری می‌کنند که در غیر این صورت غیرقابل دسترس هستند.

در پنج سال گذشته Boaty در سراسر جهان برای حمایت از تحقیقات آب و هوا مستقر شده است. این سفرها شامل سفر 40 کیلومتری زیر قفسه های یخی قطب جنوب برای بررسی تأثیرات تغییرات آب و هوایی بر یخچال طبیعی Thwaites است.

از کجا شروع شد

اولین وسیله نقلیه زیردریایی خودمختار در دهه 1950 به دریاها برخورد کرد و هدف آن استفاده برای اهداف تجاری، نظامی و اطلاعاتی بود. 

دستگاه توسعه یافته توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی و دانشگاه واشنگتن در ایالات متحده، نامگذاری شد SPURV (وسایل نقلیه تحقیقاتی زیر آب ویژه). بدنه آن که برای تحقیق در آب های قطب شمال طراحی شده بود از آلومینیوم ساخته شده بود و شکلی شبیه اژدر داشت. کنترل این AUV توسط ارتباطات صوتی انجام شد و تا سال 1979 با موفقیت در تحقیقات اقیانوس شناسی مورد استفاده قرار گرفت.

مرکز ملی اقیانوس شناسی (NOC) ما را توسعه داده است زیر خودکار طیف وسیعی از AUV ها از دهه 1990. هدف استفاده از فناوری وسایل نقلیه زیرآبی موجود و افزایش قابلیت‌های آن برای تحقیق در رشته‌های مختلف از جمله اقیانوس‌شناسی فیزیکی و علوم زمین بوده است.

در ژوئن سال 1996، اولین ماموریت NOC تا کنون در اسکله Empress در NOC در ساوتهمپتون انجام شد. این کار با یک سری آزمایشات کوتاه شروع شد تا نشان دهد چگونه AUV را می توان از راه دور کنترل کرد. 

یک ماه بعد، اولین ماموریت خودمختار پنج دقیقه ای طی یک هفته آزمایش در بندر پورتلند در دورست انجام شد. زیردریایی خودکار تا سه متر شیرجه زد، مسیر ثابت و عمق کنترل شده را تا نیم متر از آنچه مورد نیاز بود حفظ کرد.

به سرعت به امروز بروید و ناوگان AUV ما اکنون می‌تواند تا 6,000 متر شیرجه بزند و در کانال‌های باریک زیر صفحات یخ حرکت کند - مناطقی که قبلاً کشتی‌های تحقیقاتی به آن‌ها دسترسی نداشتند. این توسعه سریع به این معنی است که AUV ها می توانند خواندن را در همه جا از مناطق دور افتاده تا دریاهای آزاد طوفانی انجام دهند.

ناوگان AUV های NOC را می توان به طیف وسیعی از حسگرها مجهز کرد که به دانشمندان اجازه می دهد داده هایی مانند دما، شوری، جریان های اقیانوس و شکل بستر دریا را اندازه گیری کنند. 

قبل از راه اندازی، AUV ها با دستورالعمل هایی برنامه ریزی می شوند که به کجا بروند، چه چیزی را اندازه گیری کنند و به چه عمقی بروند. با استفاده از پیشرفته ترین فناوری حسگر، AUV ها را می توان از کشتی یا ساحل مستقر کرد و صدها مایل را به دریا سفر کرد تا اطلاعات مهمی در مورد آب و هوای زمین جمع آوری کند و نیاز به سفرهای طولانی و پرهزینه خدمه را کاهش دهد.

AUVs در عمل

AUV ها مزایای متعددی را برای جامعه علمی ارائه می دهند. آنها عمر باتری گسترده ای دارند و می توانند مسافت های طولانی تری را پوشش دهند، که به آنها اجازه می دهد ماه ها در یک زمان مستقر شوند. این به دانشمندان اجازه می دهد تا داده ها را در دوره های طولانی جمع آوری کنند و از این رو سوابق مشاهداتی جامع تری ایجاد کنند.

به عنوان مثال، ما اخیراً a مطالعه برای بررسی شکاف‌های دانش در مورد چگونگی جذب کربن آلی اقیانوس از طریق اقیانوس پمپ کربن بیولوژیکی. این فرآیند حیاتی می بیند که مواد آلی به کف اقیانوس فرو می روند و کربنی را که از اتمسفر گرفته اند با خود حمل می کنند.

این تیم از فناوری خودکار زیر آب برای ارزیابی عناصر چرخه کربن برای به روز رسانی پیش بینی های آینده پمپ استفاده کرد. این مطالعه تفاوت بین قدرت پمپ کربن بیولوژیکی را در نسل فعلی برجسته کرد مدل های آب و هوا استفاده برای پنل بین دولتی در مورد تغییرات اقلیمی ارزیابی های (IPCC) این تحقیق جدید مشاهدات مورد نیاز برای کاهش عدم قطعیت در برآوردهای فعلی و آینده در چرخه کلی کربن در اقیانوس را شناسایی کرد - که به مدل‌های آب و هوایی قوی‌تر اجازه می‌دهد.

امسال، این تیم در حال ادغام حسگرهای جدید آزمایشگاه روی تراشه و سیستم‌های دوربین ذرات معلق است تا دانشمندان بتوانند نحوه حرکت کربن در اقیانوس را ارزیابی کنند. نوآوری‌های باورنکردنی در طول پوششی که AUVها می‌توانند در مکان‌های خاص دریافت کنند، انجام شده است که درک ما از تغییرات بین فصول مختلف را بیشتر می‌کند.

یخچال طبیعی Thwaites و میادین نفتی بازنشسته

در شروع 2022 ، مهندسان به سمت یخچال طبیعی Thwaites حرکت کردند در قطب جنوب برای کمک به دانشمندان در درک علل از بین رفتن یخ آن به منظور پیش بینی بهتر اینکه چگونه وخامت آن می تواند به افزایش سطح دریا کمک کند. 

به دلیل یخ های دریایی غلیظ و متراکم غیرمعمول در اطراف Thwaites، این تیم مطالعه خود را در اطراف قفسه یخی Dotson همسایه انجام داد. 

Boaty McBoatface بیش از 40 کیلومتر در زیر قفسه یخ سفر کرد و جریان های اقیانوس، تلاطم و سایر ویژگی های آب دریا مانند دما، شوری و اکسیژن محلول را اندازه گرفت. این اطلاعات - که هنوز در حال پردازش است - به ما کمک می کند تا خواص آب های عمیق را در زیر قفسه های یخی درک کنیم و بررسی کنیم که چگونه آنها فرآیندهای ذوب را هدایت می کنند. 

استفاده از خودکار طولانی مدت در تغییر نحوه جمع‌آوری داده‌های مهم اقیانوس برای درک تأثیرات تغییرات آب و هوا مؤثر بوده است.

ما همچنین شروع به آزمایش مفهوم استفاده از Boaty برای نظارت با فناوری پیشرفته و کم ضربه برای شناسایی هرگونه اثرات زیست محیطی بالقوه در میادین نفتی پایان عمر کرده ایم. 

در پاییز 2022، Boaty وظیفه نظارت بر سایت‌های صنعتی در دریای شمال را بر عهده گرفت. زیرساخت خودکار چندین سایت نفت و گاز از کار افتاده و همچنین منطقه حفاظت شده دریایی Braemar Pockmarks را کاوش کرد - داده‌های مربوط به آب، آلاینده‌ها و جریان‌ها را جمع‌آوری کرد و همچنین از کف دریا عکس گرفت. 

از آنجایی که سایت‌های نفت و گاز از بین می‌روند، زیرساخت‌های خودکار می‌توانند نقش مهمی در ارزیابی و نظارت بر مناطق دریایی قبل، در حین و پس از عملیات‌های انحلال ایفا کنند.

موفقیت این پروژه باید انقلابی را در روش انجام بررسی‌های دریایی برای حمایت از صنعت برای انتقال به اهداف خالص صفر ایجاد کند.

بعدی چیه؟

امسال، NOC در تلاش است تا قابلیت های AUV های ما را برای حمایت از طیف وسیع تری از رشته های علمی گسترش دهد. 

ما حسگرهای جدید و جدیدی را ادغام خواهیم کرد تا زیرساخت‌های خودکار خود را برای پشتیبانی از تحقیقات بیوژئوشیمیایی آتی در اقیانوس اطلس شمالی تجهیز کنیم - و همچنین استقلال آنها را برای استقرار طولانی‌مدت در نزدیکی و زیر یخ دریا در قطب جنوب افزایش دهیم.

در یک پروژه دیگر، ما در حال حاضر برای ارائه یک پروژه جدید کار می کنیم قابلیت اقیانوس شناسی خالص صفر برنامه تحقیقاتی (NZOC) هدف از این کار توسعه قابلیت تحقیقات اقیانوسی با ردپای کربن کوچکتر است.

این امر مستلزم انتقالی در فناوری است که از سوخت‌های سبز، عملیات خودکار کشتی، فناوری باتری پیشرفته، بهینه‌سازی هوش مصنوعی، فناوری‌های حسگر جدید و روباتیک پیشرو در جهان را شامل می‌شود.

ما هیجان زده هستیم که ببینیم Boaty McBoatface چه اولین‌های دیگری را می‌تواند در آینده به دست آورد.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/