Гостевой пост: Как Boaty McBoatface играет важную роль в науке об океане

В 2016 году Совет по исследованиям окружающей среды (NERC) запустил кампанию по поиску названия для следующего британского полярного исследовательского корабля мирового класса.

Опрос прошел совсем не так, как ожидалось. 

Ассоциация беглый победитель для имени королевского исследовательского корабля (RRS), который заменит RRS Джеймс Кларк Росс и RRS Эрнест Шеклтон был «Боути МакБотфейс». Набрав более 120,000 XNUMX голосов, имя с комфортом одержало победу над предложениями, включая «Усэйн Бот» и «Здесь чертовски холодно».

Впоследствии корабль получил название RRS сэр Дэвид Аттенборо, в честь ветерана-телеведущего и натуралиста, но общественная популярность имени Боути МакБотфейс не могла быть проигнорирована.

В следующем году Национального океанографического центра (НОК) объявил, что его три новых автономных подводных аппарата (АПА) с гордостью будет носить это имя. 

Эти роботизированные подводные лодки длиной около 3.5 метров и диаметром 80 см используются для исследования мирового океана без пилота-человека, собирая данные в отдаленных районах, которые в противном случае были бы недоступны.

За последние пять лет Boaty развернули по всему миру для поддержки исследований климата. Экспедиции включают в себя путешествие на 40 км под шельфовыми ледниками Антарктики для изучения воздействия изменения климата на ледник Туэйтса.

Где все началось

Первый автономный подводный аппарат вышел в море в 1950-х годах и предназначался для использования в коммерческих, военных и разведывательных целях. 

Устройство, разработанное компанией Лаборатория прикладной физики и Университет Вашингтона в США был назван SPURV (Подводный исследовательский аппарат специального назначения). Предназначенный для исследований в арктических водах, его корпус был изготовлен из алюминия и имел торпедообразную форму. Управление этим АНПА осуществлялось по акустической связи и успешно использовалось в океанографических исследованиях до 1979 года.

Национальный океанографический центр (NOC) разрабатывает нашу автоподсистема Ассортимент АНПА с 1990-х гг. Цель состояла в том, чтобы использовать существующие технологии подводных аппаратов и расширить их возможности для исследований в разных дисциплинах, включая физическую океанографию и науки о Земле.

Еще в июне 1996 года первая в истории миссия NOC по автоподлодке состоялась в доке Empress Dock в NOC в Саутгемптоне. Это началось с серии коротких испытаний, чтобы продемонстрировать, как AUV можно управлять дистанционно. 

Месяц спустя состоялась первая пятиминутная автономная миссия во время недельных испытаний в гавани Портленда в Дорсете. Автоподводная лодка погружалась на три метра, сохраняя постоянный курс и контролируя глубину с точностью до полуметра от необходимой.

Перенесемся в сегодняшний день, и наш флот AUV теперь может погружаться на глубину до 6,000 метров и перемещаться по узким каналам под ледяными щитами — областям, которые ранее были недоступны для исследовательских кораблей. Это быстрое развитие означает, что AUV могут снимать показания везде, от отдаленных районов до бурных открытых морей.

Флот NOC AUV может быть оснащен рядом датчиков, позволяющих ученым измерять такие данные, как температура, соленость, океанские течения и форма морского дна. 

Перед запуском AUV запрограммированы с инструкциями о том, куда идти, что измерять и на какие глубины идти. Используя самые современные сенсорные технологии, AUV могут быть развернуты с корабля или берега и путешествовать на сотни миль в море для сбора важных данных о климате Земли, что снижает потребность в длительных и дорогостоящих экспедициях с экипажем.

АНПА в действии

AUV предлагают множество преимуществ для научного сообщества. Они имеют длительное время автономной работы и могут преодолевать большие расстояния, что позволяет использовать их в течение нескольких месяцев. Это позволяет ученым собирать данные в течение длительных периодов времени и, следовательно, разрабатывать более полные записи наблюдений.

Например, недавно мы провели Исследование исследовать пробелы в знаниях о том, как океан поглощает органический углерод через биологический угольный насос. В ходе этого критического процесса органические вещества опускаются на дно океана, унося с собой углерод, который они поглотили из атмосферы.

Команда использовала автономные подводные технологии для оценки элементов углеродного цикла, чтобы обновить будущие прогнозы помпы. Исследование выявило несоответствие между силой биологического углеродного насоса в нынешнем поколении климатические модели используется для Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Новое исследование определило наблюдения, необходимые для уменьшения неопределенностей в текущих и будущих оценках общего круговорота углерода в океане, что позволяет создавать более надежные климатические модели.

В этом году команда интегрирует новые датчики типа «лаборатория на кристалле» и системы камер обнаружения частиц, чтобы ученые могли оценить, как углерод перемещается в океане. Невероятные нововведения были сделаны в области охвата AUV в определенных местах, что еще больше улучшило наше понимание различий между разными сезонами.

Ледник Туэйтса и заброшенные нефтяные месторождения

В начале 2022, Инженеры отправились к леднику Туэйтса в Антарктиде, чтобы помочь ученым понять причины его обледенения чтобы лучше предсказать, как его ухудшение может способствовать повышению уровня моря. 

Из-за необычно толстого и плотного морского льда вокруг Туэйтса команда провела исследование вокруг соседнего шельфового ледника Дотсон. 

Boaty McBoatface прошел более 40 км под шельфовым ледником, измеряя океанские течения, турбулентность и другие свойства морской воды, такие как температура, соленость и содержание растворенного кислорода. Эта информация, которая все еще обрабатывается, поможет нам понять свойства глубоководных слоев глубоко под шельфовыми ледниками и выяснить, как они влияют на процессы таяния. 

Использование автосубмарины дальнего действия сыграло важную роль в изменении того, как мы собираем важные данные об океане, чтобы понять последствия изменения климата.

Мы также начали опробовать концепцию использования Boaty для высокотехнологичного мониторинга с низким уровнем воздействия, чтобы выявить любые потенциальные воздействия на окружающую среду на нефтяных месторождениях, вышедших из эксплуатации. 

Осенью 2022 года Боати было поручено следить за промышленными объектами в Северном море. Автоподводная лодка исследовала несколько выведенных из эксплуатации месторождений нефти и газа, а также морской охраняемый район Бремар-Покмаркс, собирая данные о воде, загрязняющих веществах и течениях, а также делая снимки морского дна. 

По мере того, как нефтяные и газовые объекты закрываются, автоподводные лодки могут играть решающую роль в оценке и мониторинге морских районов до, во время и после операций по выводу из эксплуатации.

Успех этого проекта должен привести к революционным изменениям в способах проведения морских съемок, помогая промышленности перейти к ее нулевым целям.

Что дальше?

В этом году NOC работает над расширением возможностей наших AUV для поддержки более широкого круга научных дисциплин. 

Мы будем интегрировать новые и новейшие датчики для оснащения наших автоподводных лодок, готовых поддерживать предстоящие биогеохимические исследования в Северной Атлантике, а также повышать их автономию для долгосрочного развертывания вблизи и подо льдом в Антарктике.

В рамках другого проекта мы в настоящее время работаем над созданием нового Океанографические возможности Net-Zero (NZOC) исследовательская программа. Это направлено на развитие возможностей исследования океана с меньшим углеродным следом.

Это потребует перехода к технологиям, которые охватывают экологически чистое топливо, автоматизированные операции судов, передовые аккумуляторные технологии, оптимизацию искусственного интеллекта, новые сенсорные технологии и ведущую в мире робототехнику.

Нам не терпится увидеть, каких еще новинок Boaty McBoatface сможет достичь в будущем.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/