Vendégbejegyzés: Hogyan válik Boaty McBoatface meghatározó szerepe az óceántudományban

2016-ban a Natural Environment Research Council (NERC) kampányt indított az Egyesült Királyság következő, világszínvonalú sarkkutató hajója névadója érdekében.

A szavazás nem úgy sikerült, ahogy várták. 

A szökött győztes a királyi kutatóhajó (RRS) nevére, amely felváltaná a RRS James Clark Ross és a RRS Ernest Shackleton „Boaty McBoatface” volt. Több mint 120,000 XNUMX szavazattal a név kényelmesen diadalmaskodott az olyan javaslatok előtt, mint az „Usain Boat” és a „It's Bloody Cold Here”.

A hajót később a RRS Sir David Attenborough, a veterán műsorszolgáltató és természettudós tiszteletére, de Boaty McBoatface név nyilvános népszerűsége nem hagyható figyelmen kívül.

A következő évben a Nemzeti Oceanográfiai Központ (NOC) bejelentette, hogy annak három új autonóm víz alatti jármű (AUV) büszkén viselné a nevet. 

Ezeket a körülbelül 3.5 méter hosszú és 80 cm átmérőjű robot-tengeralattjárókat a világ óceánjainak felfedezésére használják pilóta nélkül, olyan távoli területeken gyűjtve az adatokat, amelyek egyébként elérhetetlenek lennének.

Az elmúlt öt évben a Boaty az éghajlatkutatás támogatására világszerte bevetésre került. Az expedíciók során 40 km-t utaznak az antarktiszi jégtáblák alatt, hogy megvizsgálják az éghajlatváltozás hatásait a Thwaites-gleccserre.

Ahol kezdődött az egész

Az első autonóm víz alatti jármű az 1950-es években került a tengerbe, és kereskedelmi, katonai és hírszerzési célokra szánták. 

Az eszköz, amelyet a Alkalmazott Fizikai Laboratórium és a Washington Egyetem az USA-ban kapta a nevet SPURV (Speciális célú víz alatti kutatójármű). Az Északi-sarkvidéki vizeken végzett kutatásra tervezett hajótest alumíniumból készült, és torpedószerű alakja volt. Ennek az AUV-nak a vezérlését akusztikus kommunikációval végezték, és 1979-ig sikeresen használták az oceanográfiai kutatásokban.

A Nemzeti Oceanográfiai Központ (NOC) fejleszti a mi autosub AUV-k választéka az 1990-es évek óta. A cél az volt, hogy átvegye a meglévő víz alatti járműtechnológiát, és fokozza annak kutatási képességeit több tudományterületen, beleértve a fizikai oceanográfiát és a geotudományokat is.

1996 júniusában a NOC első automatikus küldetésére a Southamptoni NOC Empress Dockjában került sor. Ez egy rövid kísérletsorozattal kezdődött, hogy bemutassák, hogyan lehet az AUV-t távolról irányítani. 

Egy hónappal később az első ötperces autonóm küldetésre egy hétig tartó próbák során került sor a dorseti Portland kikötőben. Az autosub három méteresre merült, állandó irányt tartott, és a kívánt fél méteren belül szabályozott mélységet.

Gyorsan előre a mai naphoz, és AUV-flottánk immár akár 6,000 méter mélyre is merülhet, és keskeny csatornákon navigálhat a jégtakarók alatt – olyan területeken, amelyeket korábban a kutatóhajók nem tudtak elérni. Ez a gyors fejlődés azt jelenti, hogy az AUV-k a távoli területektől a viharos nyílt tengerekig mindenhol képesek leolvasni az adatokat.

A NOC AUV-flottája számos érzékelővel felszerelhető, így a tudósok olyan adatokat mérhetnek, mint a hőmérséklet, a sótartalom, az óceáni áramlatok és a tengerfenék alakja. 

Indításuk előtt az AUV-k be vannak programozva utasításokkal, hogy merre kell menni, mit kell mérni és milyen mélységbe kell menni. A legkorszerűbb szenzortechnológiát használva az AUV-k hajóról vagy partról telepíthetők, és több száz mérföldet utazhatnak ki a tengerbe, hogy fontos adatokat gyűjtsenek a Föld éghajlatáról, csökkentve a hosszú és költséges legénységgel végzett expedíciók szükségességét.

AUV-k működés közben

Az AUV-k számos előnnyel járnak a tudományos közösség számára. Kiterjedt akkumulátor-üzemidővel rendelkeznek, és nagyobb távolságokat is megtesznek, így akár hónapokig is használhatók. Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy elhúzódó időszakon keresztül adatokat gyűjtsenek, és ezáltal átfogóbb megfigyelési rekordokat dolgozzanak ki.

Nemrég például vezettük a tanulmány hogy feltárja a tudás hiányosságait, hogy az óceán hogyan veszi fel a szerves szenet a biológiai szénszivattyú. Ez a döntő folyamat azt eredményezi, hogy a szerves anyag az óceán fenekére süllyed, és magával viszi a légkörből felvett szenet.

A csapat autonóm víz alatti technológia segítségével értékelte a szénciklus elemeit, hogy frissítse a szivattyú jövőbeli előrejelzéseit. A tanulmány rámutatott a biológiai szénszivattyú erőssége közötti különbségre a jelenlegi generációban éghajlati modellek használt Kormányközi Panel on Climate Change (IPCC) értékelései. Az új kutatás azonosította azokat a megfigyeléseket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy csökkentsék a jelenlegi és jövőbeli becslések bizonytalanságait a szén óceánban való teljes körforgásában, ami robusztusabb éghajlati modelleket tesz lehetővé.

Ebben az évben a csapat új, laboron-chip érzékelőket és részecskekamera rendszereket integrál, hogy a tudósok felmérhessék, hogyan mozog a szén az óceánban. Hihetetlen újítások születtek az AUV-k adott helyekre való lefedettségének hosszában, ami tovább javítja a különböző évszakok közötti eltérések megértését.

Thwaites gleccser és visszavonult olajmezők

Az 2022 elején a mérnökök kimentek a Thwaites-gleccserhez az Antarktiszon, hogy segítsen a tudósoknak megérteni a jégvesztésének okai annak érdekében, hogy jobban megjósolhassuk, hogyan járulhat hozzá romlása a tengerszint emelkedéséhez. 

A Thwaites körüli szokatlanul vastag és sűrű tengeri jég miatt a csapat a szomszédos Dotson jégtakaró körül végezte el a vizsgálatot. 

A Boaty McBoatface több mint 40 km-t tett meg a jégtakaró alatt, mérve az óceáni áramlatokat, a turbulenciát és a tengervíz egyéb tulajdonságait, például a hőmérsékletet, a sótartalmat és az oldott oxigént. Ezek az információk – amelyek feldolgozása még folyamatban van – segít megérteni a mélyen a jégtáblák alatti mélyvíz tulajdonságait, és megvizsgálni, hogy ezek miként irányítják az olvadási folyamatokat. 

The use of the long-rage autosub has been instrumental in changing how we collect important ocean data to understand the effects of climate change.

Elkezdtük kipróbálni azt a koncepciót is, hogy a Boaty-t csúcstechnológiás, alacsony hatású monitorozásra használjuk, hogy feltárjuk a potenciális környezeti hatásokat az elhasználódott olajmezőkön. 

2022 őszén a Boaty megbízást kapott az Északi-tengeren található ipari területek megfigyelésére. Az autosub több leállított olaj- és gáztelepet, valamint a Braemar Pockmarks tengeri védett területet is feltárt – adatokat gyűjtött a vízről, a szennyező anyagokról és az áramlatokról, valamint képeket készített a tengerfenékről. 

Mivel az olaj- és gázipari létesítményeket felszámolják, az autosub-ok döntő szerepet játszhatnak a tengeri területek felmérésében és megfigyelésében a leszerelési műveletek előtt, alatt és után.

E projekt sikere forradalmat tesz lehetővé a tengeri felmérések végzésének módjában, amely támogatja az ipart a nulla nettó célkitűzések felé való átállásban.

Mi a következő lépés?

Ebben az évben a NOC azon dolgozik, hogy kiterjessze AUV-jaink képességeit a tudományágak szélesebb körének támogatására. 

Új és újszerű szenzorokat fogunk integrálni, hogy felszereljük autós aljainkat, amelyek készen állnak az észak-atlanti biogeokémiai kutatások támogatására, valamint növeljük autonómiájukat az Antarktiszon tengeri jég közelében és alatti hosszú távú telepítésekhez.

Egy másik projektben jelenleg egy új megvalósításán dolgozunk Net-Zero Oceanográfiai képesség (NZOC) kutatási program. Ennek célja az óceánkutatási képesség fejlesztése kisebb szénlábnyom mellett.

Ehhez olyan technológiai átmenetre lesz szükség, amely a zöld üzemanyagoktól, az automatizált hajóműveletektől, a legmodernebb akkumulátor-technológiától, a mesterséges intelligencia optimalizálástól, az új szenzortechnológiáktól és a világelső robotikától fogva tart.

Izgatottan várjuk, hogy Boaty McBoatface milyen elsőbbségeket érhet el a jövőben.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/