פוסט אורח: כיצד Boaty McBoatface הופך להיות מכשיר למדע האוקיינוסים

בשנת 2016, המועצה לחקר הסביבה הטבעית (NERC) השיקה קמפיין למקור המונים שם לספינת המחקר הקוטבית הבאה של בריטניה ברמה עולמית.

הסקר לא התנהל כצפוי. 

השמיים זוכה בורח לשמה של ספינת המחקר המלכותית (RRS) שתחליף את RRS ג'יימס קלארק רוס ו RRS ארנסט שקלטון היה "Boaty McBoatface". עם יותר מ-120,000 הצבעות, השם ניצח בנוחות לפני הצעות כולל "Usain Boat" ו-"It's Bloody Cold Here".

הספינה נקראה לאחר מכן בשם RRS סר דיוויד אטנבורו, לכבודו של השדרן וחוקר הטבע הוותיק, אבל אי אפשר היה להתעלם מהפופולריות הציבורית של השם Boaty McBoatface.

בשנה שלאחר מכן, המרכז הלאומי לאוקיאנוגרפיה (NOC) הודיעה כי שלה שלושה כלי רכב אוטונומיים תת ימיים חדשים (AUVs) יישא את השם בגאווה. 

צוללות רובוטים אלה - באורך של כ-3.5 מטרים ובקוטר של 80 ס"מ - משמשות לחקור את האוקיינוסים בעולם ללא צורך בטייס אנושי, תוך איסוף נתונים באזורים מרוחקים שאחרת לא יהיו נגישים.

בחמש השנים האחרונות נפרסה Boaty ברחבי העולם כדי לתמוך בחקר האקלים. המשלחות כוללות נסיעה של 40 ק"מ מתחת למדפי הקרח האנטארקטיים כדי לחקור את ההשפעות של שינויי האקלים על קרחון ת'ווייטס.

איפה הכל התחיל

הרכב התת-ימי האוטונומי הראשון פגע בים בשנות ה-1950, והוא נועד לשמש למטרות מסחריות, צבאיות ומודיעיניות. 

המכשיר, שפותח על ידי ה מעבדה לפיזיקה יישומית ו אוניברסיטת וושינגטון בארה"ב, נקרא SPURV (רכב מחקר תת-ימי למטרות מיוחדות). עוצב למחקר במימי הקוטב הצפוני, גוף הספינה שלו עשוי מאלומיניום והיה לו צורה דמוית טורפדו. השליטה ב-AUV זה בוצעה על ידי תקשורת אקוסטית ושימשה בהצלחה במחקר אוקיאנוגרפי עד 1979.

המרכז הלאומי לאוקיאנוגרפיה (NOC) פיתח את שלנו autosub מגוון רכבי AUV מאז שנות ה-1990. המטרה הייתה לקחת את הטכנולוגיה הקיימת של כלי רכב תת-מימיים ולשפר את היכולות שלה למחקר על פני דיסציפלינות, כולל אוקיאנוגרפיה פיזית ומדעי הגיאוגרפיה.

עוד ביוני 1996, משימת המשלוח האוטומטית הראשונה אי פעם של NOC התקיימה ב-Empress Dock ב-NOC בסאות'המפטון. זה התחיל בסדרה של ניסויים קצרים כדי להדגים כיצד ניתן לשלוט ב-AUV מרחוק. 

חודש לאחר מכן, המשימה האוטונומית הראשונה בת חמש דקות התקיימה במהלך שבוע של ניסויים בנמל פורטלנד בדורסט. האוטו-סאב צלל לשלושה מטרים, שמר על כיוון קבוע ושלט על עומק עד חצי מטר מהנדרש.

מהר קדימה להיום וצי רכבי ה-AUV שלנו יכולים כעת לצלול עד 6,000 מטר ולנווט דרך ערוצים צרים מתחת ליריעות קרח - אזורים שבעבר לא היו נגישים לספינות מחקר. התפתחות מהירה זו פירושה שמכוניות AUV יכולות לבצע קריאות בכל מקום, מאזורים מרוחקים ועד לים פתוחים סוערים.

צי רכבי ה-AUV של NOC יכול להיות מצויד במגוון חיישנים, המאפשרים למדענים למדוד נתונים כמו טמפרטורה, מליחות, זרמי אוקיינוס ​​וצורת קרקעית הים. 

לפני השקתם, ה-AUV מתוכנתים עם הוראות לאן ללכת, מה למדוד ולאיזה עומקים ללכת. באמצעות טכנולוגיית חיישנים מתקדמת, ניתן לפרוס מטוסי AUV מהספינה או החוף ולנסוע מאות קילומטרים אל הים כדי לאסוף נתונים חשובים על האקלים של כדור הארץ, ולהפחית את הצורך במסעות צוותים ארוכים ויקרים.

רכבי AUV בפעולה

AUVs מציעים יתרונות מרובים לקהילת המדע. יש להם חיי סוללה ארוכים והם יכולים לכסות מרחקים ארוכים יותר, מה שמאפשר לפרוס אותם במשך חודשים בכל פעם. זה מאפשר למדענים לאסוף נתונים על פני תקופות ממושכות ולפתח רשומות תצפיות מקיפות יותר.

לדוגמה, לאחרונה הובלנו את א ללמוד לחקור פערים בידע כיצד האוקיינוס ​​קולט פחמן אורגני דרך משאבת פחמן ביולוגית. תהליך מכריע זה רואה חומר אורגני שוקע לקרקעית האוקיינוס, נושא עמו את הפחמן שלקח מהאטמוספירה.

הצוות השתמש בטכנולוגיה תת-מימית אוטונומית כדי להעריך אלמנטים של מחזור הפחמן כדי לעדכן תחזיות עתידיות של המשאבה. המחקר הדגיש את הפער בין חוזק משאבת פחמן ביולוגי בדור הנוכחי של מודלים אקלימיים משמש ל פאנל בין - ממשלתי לשינוי האקלים הערכות (IPCC). המחקר החדש זיהה את התצפיות הנדרשות להפחתת אי הוודאות בהערכות הנוכחיות והעתידיות במחזוריות הכוללת של פחמן באוקיינוס ​​- מה שמאפשר מודלים אקלים חזקים יותר.

השנה, הצוות משלב חיישני מעבדה-על-שבב חדשים ומערכות מצלמות חלקיקים כדי לאפשר למדענים להעריך כיצד פחמן נע באוקיינוס. חידושים מדהימים נעשו באורך הכיסוי שמכוניות AUV מסוגלות להשיג במקומות ספציפיים, מה שמשפר עוד יותר את ההבנה שלנו לגבי השונות בין עונות שונות.

קרחון ת'ווייטס ושדות נפט בדימוס

בתחילת 2022, מהנדסים יצאו אל קרחון ת'ווייטס באנטארקטיקה כדי לעזור למדענים להבין את הגורמים לאובדן הקרח שלו על מנת לחזות טוב יותר כיצד ההידרדרות שלו יכולה לתרום לעליית פני הים. 

בגלל קרח ים סמיך וצפוף בצורה יוצאת דופן סביב ת'ווייטס, הצוות ביצע את המחקר שלהם סביב מדף הקרח דוטסון השכן. 

Boaty McBoatface עברה יותר מ-40 ק"מ מתחת למדף הקרח, מדידה זרמי אוקיינוס, מערבולות ותכונות אחרות של מי הים, כגון טמפרטורה, מליחות וחמצן מומס. מידע זה - שעדיין מעובד - יעזור לנו להבין את תכונות המים העמוקים הרחק מתחת למדפי הקרח ולחקור כיצד הם מניעים את תהליכי ההיתוך. 

השימוש באוטו-סאב ארוך הזעם היה מכריע בשינוי האופן שבו אנו אוספים נתונים חשובים על האוקיינוסים כדי להבין את ההשפעות של שינויי האקלים.

כמו כן, התחלנו לבחון את הרעיון של שימוש ב-Boaty לניטור היי-טק, בעל השפעה נמוכה, כדי לאסוף כל השפעות סביבתיות פוטנציאליות בשדות נפט סופיים. 

בסתיו 2022, הוטל על Boaty לפקח על אתרי תעשייה בים הצפוני. ה-autosub חקר כמה אתרי נפט וגז שהושבתו, כמו גם את האזור המוגן הימי של Braemar Pockmarks - איסוף נתונים על המים, המזהמים והזרמים, כמו גם צילום של קרקעית הים. 

כאשר אתרי נפט וגז מופרעים, רכבי חילוף אוטומטיים יכולים למלא תפקיד מכריע בהערכה ובניטור של אזורים ימיים לפני, במהלך ואחרי פעולות ההשבתה.

הצלחתו של פרויקט זה אמורה לאפשר מהפכה באופן שבו מתבצעים סקרים ימיים התומכים בתעשייה במעבר לעבר יעדי האפס שלה.

מה הלאה?

השנה, ה-NOC פועל להרחבת היכולות של ה-AUVs שלנו כדי לתמוך במגוון רחב יותר של דיסציפלינות מדעיות. 

אנו נשלב חיישנים חדשים וחדשים כדי לצייד את ה-autosubs שלנו מוכנים לתמוך במחקר ביו-גיאוכימי הקרוב בצפון האוקיינוס ​​האטלנטי - כמו גם לשפר את האוטונומיה שלהם לפריסות ארוכות טווח ליד ומתחת לקרח הים באנטארקטיקה.

בפרויקט אחר, אנו עובדים כעת כדי לספק פרויקט חדש יכולת אוקיאנוגרפית נטו-אפס תוכנית מחקר (NZOC). מטרתו היא לפתח יכולת מחקר באוקיינוס ​​עם טביעת רגל פחמנית קטנה יותר.

זה ידרוש מעבר בטכנולוגיה המתפרשת מדלק ירוק, תפעול אוטומטי של כלי שיט, טכנולוגיית סוללה מתקדמת, אופטימיזציה של AI, טכנולוגיות חיישנים חדשות ורובוטיקה מובילה בעולם.

אנו נרגשים לראות אילו נקודות ראשונות נוספות ש-Boaty McBoatface יכולה להשיג בעתיד.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/