Wpis gościnny: Jak Boaty McBoatface staje się narzędziem nauki o oceanach

W 2016 r. Rada ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym (NERC) rozpoczęła kampanię mającą na celu pozyskanie nazwy dla kolejnego brytyjskiego statku do badań polarnych światowej klasy.

Ankieta nie poszła zgodnie z oczekiwaniami. 

Połączenia uciekający zwycięzca dla nazwy królewskiego statku badawczego (RRS), który miałby zastąpić RRS Jamesa Clarka Rossa i RRS Ernesta Shackletona był „Boaty McBoatface”. Z ponad 120,000 XNUMX głosów, nazwa wygodnie zatriumfowała przed sugestiami, takimi jak „Usain Boat” i „Tu jest cholernie zimno”.

Statek został następnie nazwany RRS Sir Davida Attenborough, na cześć doświadczonego prezentera i przyrodnika, ale popularność nazwiska Boaty McBoatface nie mogła zostać zignorowana.

W następnym roku Narodowe Centrum Oceanografii (NOC) ogłosił, że jego trzy nowe autonomiczne pojazdy podwodne (AUV) z dumą nosiłyby tę nazwę. 

Te zrobotyzowane łodzie podwodne – o długości około 3.5 metra i średnicy 80 cm – są wykorzystywane do eksploracji światowych oceanów bez udziału pilota-człowieka, zbierając dane w odległych obszarach, które w innym przypadku byłyby niedostępne.

W ciągu ostatnich pięciu lat firma Boaty była wdrażana na całym świecie w celu wspierania badań nad klimatem. Wyprawy obejmują podróżowanie 40 km pod szelfami lodowymi Antarktydy w celu zbadania wpływu zmian klimatu na lodowiec Thwaites.

Od czego wszystko się zaczęło

Pierwszy autonomiczny pojazd podwodny trafił na morza w latach pięćdziesiątych XX wieku i miał służyć celom komercyjnym, wojskowym i wywiadowczym. 

Urządzenie opracowane przez firmę Laboratorium Fizyki Stosowanej i uniwersytet Waszyngtoński w USA został nazwany SPURV (podwodny pojazd badawczy specjalnego przeznaczenia). Przeznaczony do badań na wodach arktycznych, jego kadłub był wykonany z aluminium i miał kształt torpedy. Sterowanie tym AUV odbywało się za pomocą łączności akustycznej i było z powodzeniem wykorzystywane w badaniach oceanograficznych do 1979 roku.

Narodowe Centrum Oceanografii (NOC) rozwija nasz autosub gama AUV od lat 1990. Celem było wykorzystanie istniejącej technologii pojazdów podwodnych i zwiększenie jej możliwości w zakresie badań w różnych dyscyplinach, w tym w oceanografii fizycznej i naukach o Ziemi.

W czerwcu 1996 r. w Empress Dock w NOC w Southampton odbyła się pierwsza w historii misja automatycznego podporządkowania NOC. Zaczęło się od serii krótkich prób, aby zademonstrować, w jaki sposób AUV może być zdalnie sterowany. 

Miesiąc później pierwsza pięciominutowa autonomiczna misja odbyła się podczas tygodnia prób w porcie Portland w hrabstwie Dorset. Autosub zanurkował na trzy metry, utrzymywał stały kurs i kontrolował głębokość z dokładnością do pół metra wymaganej.

Szybko do przodu, a nasza flota AUV może teraz nurkować na głębokość do 6,000 metrów i poruszać się po wąskich kanałach pod pokrywą lodową – obszarach, które wcześniej były niedostępne dla statków badawczych. Ten szybki rozwój oznacza, że ​​AUV mogą dokonywać odczytów wszędzie, od odległych obszarów po wzburzone otwarte morza.

Flota AUV firmy NOC może być wyposażona w szereg czujników, co pozwala naukowcom mierzyć takie dane, jak temperatura, zasolenie, prądy oceaniczne i kształt dna morskiego. 

Przed wystrzeleniem AUV są programowane z instrukcjami, gdzie się udać, co mierzyć i na jaką głębokość się udać. Korzystając z najnowocześniejszej technologii czujników, pojazdy AUV mogą być rozmieszczone ze statku lub brzegu i podróżować setki mil w morze, aby zebrać ważne dane o klimacie Ziemi, zmniejszając potrzebę długich i kosztownych ekspedycji z załogą.

AUV w akcji

AUV oferują wiele korzyści społeczności naukowej. Mają długą żywotność baterii i mogą pokonywać większe odległości, co pozwala na ich rozmieszczanie przez wiele miesięcy. Pozwala to naukowcom gromadzić dane przez dłuższy czas, a tym samym opracowywać bardziej wszechstronne zapisy obserwacyjne.

Na przykład ostatnio prowadziliśmy a „The Puzzle of Monogamous Marriage” zbadanie luk w wiedzy o tym, w jaki sposób ocean pochłania węgiel organiczny poprzez biologiczna pompa węglowa. W tym kluczowym procesie materia organiczna opada na dno oceanu, niosąc ze sobą węgiel pobrany z atmosfery.

Zespół wykorzystał autonomiczną technologię podwodną do oceny elementów obiegu węgla, aby zaktualizować przyszłe prognozy pompy. W badaniu podkreślono rozbieżności między wytrzymałością biologicznej pompy węglowej w obecnej generacji modele klimatyczne używany do Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu (IPCC). W ramach nowych badań zidentyfikowano obserwacje wymagane do zmniejszenia niepewności w obecnych i przyszłych szacunkach dotyczących ogólnego obiegu węgla w oceanie, co umożliwiło stworzenie bardziej niezawodnych modeli klimatycznych.

W tym roku zespół integruje nowatorskie czujniki typu lab-on-chip i systemy kamer cząstek stałych, aby umożliwić naukowcom ocenę przemieszczania się węgla w oceanie. Wprowadzono niesamowite innowacje w długości zasięgu pojazdów AUV, które są w stanie uzyskać w określonych lokalizacjach, jeszcze bardziej poprawiając nasze zrozumienie różnic między różnymi porami roku.

Lodowiec Thwaites i wycofane pola naftowe

Na początku 2022, inżynierowie udali się na lodowiec Thwaites na Antarktydzie, aby pomóc naukowcom zrozumieć przyczyny utraty lodu w celu lepszego przewidywania, w jaki sposób jego pogorszenie może przyczynić się do wzrostu poziomu mórz. 

Ze względu na niezwykle gruby i gęsty lód morski wokół Thwaites, zespół przeprowadził badania wokół sąsiedniego szelfu lodowego Dotson. 

Boaty McBoatface przebył ponad 40 km pod lodowcem szelfowym, mierząc prądy oceaniczne, turbulencje i inne właściwości wody morskiej, takie jak temperatura, zasolenie i rozpuszczony tlen. Te informacje – które wciąż są przetwarzane – pomogą nam zrozumieć właściwości głębokich wód głęboko pod szelfami lodowymi i zbadać, w jaki sposób napędzają one procesy topnienia. 

Zastosowanie autosub dalekiego zasięgu odegrało kluczową rolę w zmianie sposobu gromadzenia ważnych danych oceanicznych, aby zrozumieć skutki zmian klimatu.

Rozpoczęliśmy również testowanie koncepcji wykorzystania Boaty do zaawansowanego technologicznie monitorowania o niskim wpływie na środowisko w celu wykrycia potencjalnego wpływu na środowisko na polach naftowych wycofanych z eksploatacji. 

Jesienią 2022 roku Boaty otrzymał zadanie monitorowania terenów przemysłowych na Morzu Północnym. Autosub zbadał kilka wycofanych z eksploatacji miejsc naftowych i gazowych, a także morski obszar chroniony Braemar Pockmarks – zbierając dane na temat wody, zanieczyszczeń i prądów, a także robiąc zdjęcia dna morskiego. 

Ponieważ złoża ropy i gazu są likwidowane, autosubs mogą odgrywać kluczową rolę w ocenie i monitorowaniu obszarów morskich przed, w trakcie i po zakończeniu operacji likwidacyjnych.

Sukces tego projektu powinien umożliwić rewolucję w sposobie przeprowadzania badań morskich, wspierając przemysł w przejściu na cele zerowej emisji netto.

Co jest następne?

W tym roku NOC pracuje nad rozszerzeniem możliwości naszych AUV w celu wspierania szerszego zakresu dyscyplin naukowych. 

Będziemy integrować nowe i nowatorskie czujniki, aby wyposażyć nasze autosub gotowe do wspierania nadchodzących badań biogeochemicznych na Północnym Atlantyku – a także zwiększać ich autonomię w przypadku długoterminowych rozmieszczeń w pobliżu i pod lodem morskim na Antarktydzie.

W innym projekcie pracujemy obecnie nad dostarczeniem nowego Zdolność oceanograficzna zerowa netto (NZOC) program badawczy. Ma to na celu rozwój możliwości badawczych oceanów przy mniejszym śladzie węglowym.

Będzie to wymagało zmiany technologii obejmującej paliwa ekologiczne, zautomatyzowaną obsługę statków, najnowocześniejszą technologię akumulatorów, optymalizację sztucznej inteligencji, nowatorskie technologie czujników i wiodącą na świecie robotykę.

Nie możemy się doczekać, aby zobaczyć, jakie inne nowatorskie rozwiązania Boaty McBoatface może osiągnąć w przyszłości.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/