Gostujoča objava: Kako postaja Boaty McBoatface ključna za znanost o oceanih

Leta 2016 je Svet za raziskave naravnega okolja (NERC) sprožil kampanjo za množično iskanje imena za naslednjo britansko ladjo za polarne raziskave svetovnega razreda.

Anketa se ni izšla povsem po pričakovanjih. 

O ubežni zmagovalec za ime kraljeve raziskovalne ladje (RRS), ki bi nadomestila RRS James Clark Ross in RRS Ernest Shackleton je bil "Boaty McBoatface". Z več kot 120,000 glasovi je ime udobno zmagalo pred predlogi, vključno z "Usain Boat" in "It's Bloody Cold Here".

Kasneje so ladjo poimenovali RRS Sir David Attenborough, v čast veteranu televizijskega programa in naravoslovcu, vendar ni bilo mogoče prezreti javne priljubljenosti imena Boaty McBoatface.

Naslednje leto je Nacionalni oceanografski center (NOC) je objavil, da je tri nova avtonomna podvodna vozila (AUV) bi ponosno nosili to ime. 

Te robotske podmornice – dolge približno 3.5 metra in premera 80 cm – se uporabljajo za raziskovanje svetovnih oceanov brez potrebe po človeškem pilotu, pri čemer zbirajo podatke na oddaljenih območjih, ki bi sicer bila nedostopna.

V zadnjih petih letih je bil Boaty razporejen po vsem svetu za podporo podnebnim raziskavam. Odprave vključujejo potovanje 40 km pod antarktičnimi ledenimi policami, da bi raziskali vplive podnebnih sprememb na ledenik Thwaites.

Kjer se je vse začelo

Prvo avtonomno podvodno vozilo je priplulo v morja v petdesetih letih prejšnjega stoletja in je bilo namenjeno uporabi v komercialne, vojaške in obveščevalne namene. 

Naprava, ki jo je razvil Laboratorij za uporabno fiziko in Univerza v Washingtonu v ZDA, je bil imenovan SPURV (Podvodno raziskovalno vozilo za posebne namene). Zasnovan za raziskave v vodah Arktike, njegov trup je bil narejen iz aluminija in je imel obliko torpeda. Nadzor tega AUV je bil izveden z akustičnimi komunikacijami in je bil do leta 1979 uspešno uporabljen v oceanografskih raziskavah.

Nacionalni oceanografski center (NOC) razvija naše autosub vrsto AUV od devetdesetih let prejšnjega stoletja. Cilj je bil uporabiti obstoječo tehnologijo podvodnih vozil in povečati njene zmogljivosti za raziskave v različnih disciplinah, vključno s fizično oceanografijo in geoznanostmi.

Junija 1996 je bila prva avtopodmornica NOC v Empress Docku pri NOC v Southamptonu. To se je začelo s serijo kratkih poskusov, da bi pokazali, kako je mogoče AUV nadzorovati na daljavo. 

Mesec dni kasneje je med tednom poskusov v pristanišču Portland v Dorsetu potekala prva petminutna avtonomna misija. Avtopodmornica se je potopila na tri metre, ohranila stalno smer in nadzorovano globino na pol metra od zahtevane.

Hitro naprej do danes in naša flota AUV se zdaj lahko potopi do 6,000 metrov in pluje po ozkih kanalih pod ledenimi ploščami – območjih, ki prej niso bila dostopna raziskovalnim ladjam. Ta hiter razvoj pomeni, da lahko AUV odčitavajo povsod, od oddaljenih območij do nevihtnega odprtega morja.

NOC-ova flota AUV je lahko opremljena z vrsto senzorjev, ki znanstvenikom omogočajo merjenje podatkov, kot so temperatura, slanost, oceanski tokovi in ​​oblika morskega dna. 

Pred izstrelitvijo so AUV programirani z navodili, kam iti, kaj meriti in do kakšnih globin iti. Z uporabo najsodobnejše senzorske tehnologije je mogoče AUV uporabiti z ladje ali obale in prepotovati na stotine milj na morje, da zberejo pomembne podatke o podnebju na Zemlji, kar zmanjša potrebo po dolgih in dragih odpravah s posadko.

AUV v akciji

AUV nudijo številne prednosti za znanstveno skupnost. Imajo dolgo življenjsko dobo baterije in lahko pokrivajo daljše razdalje, kar jim omogoča uporabo več mesecev. To omogoča znanstvenikom, da zbirajo podatke v daljših obdobjih in tako razvijejo obsežnejše zapise opazovanj.

Pred kratkim smo na primer vodili a študija raziskati vrzeli v znanju o tem, kako ocean sprejema organski ogljik skozi biološka ogljikova črpalka. Pri tem ključnem procesu organska snov potone na dno oceana in s seboj nosi ogljik, ki ga je prevzela iz ozračja.

Ekipa je uporabila avtonomno podvodno tehnologijo za oceno elementov ogljikovega cikla za posodobitev prihodnjih projekcij črpalke. Študija je poudarila neskladje med močjo biološke ogljikove črpalke v trenutni generaciji podnebni modeli uporablja za Medvladni panel o podnebnih spremembah (IPCC) ocene. Nova raziskava je opredelila opažanja, ki so potrebna za zmanjšanje negotovosti v trenutnih in prihodnjih ocenah celotnega kroženja ogljika v oceanu – kar omogoča bolj robustne podnebne modele.

Letos ekipa integrira nove senzorje laboratorija na čipu in sisteme kamer za delce, da bi znanstvenikom omogočili oceniti, kako se ogljik premika skozi ocean. Izvedene so bile neverjetne inovacije glede dolžine pokritosti, ki jo lahko AUV dosežejo na določenih lokacijah, kar dodatno izboljšuje naše razumevanje razlik med različnimi letnimi časi.

Ledenik Thwaites in odslužena naftna polja

Na začetku 2022 inženirji odpravili na ledenik Thwaites na Antarktiki, da bi znanstvenikom pomagali razumeti vzroke za njegovo izgubo ledu da bi bolje predvideli, kako bi lahko njegovo poslabšanje prispevalo k dvigu morske gladine. 

Zaradi nenavadno debelega in gostega morskega ledu okoli Thwaitesa je ekipa opravila študijo okoli sosednje ledene police Dotson. 

Boaty McBoatface je prepotoval več kot 40 km pod ledeno ploščo, pri čemer je meril oceanske tokove, turbulenco in druge lastnosti morske vode, kot so temperatura, slanost in raztopljeni kisik. Te informacije – ki se še obdelujejo – nam bodo pomagale razumeti lastnosti globoke vode daleč pod ledenimi policami in raziskati, kako poganjajo procese taljenja. 

Uporaba avtopodmornice dolgega besa je bila ključna pri spreminjanju načina zbiranja pomembnih podatkov o oceanih za razumevanje učinkov podnebnih sprememb.

Začeli smo tudi preizkušati koncept uporabe Boatyja za visokotehnološko spremljanje z majhnim vplivom, da bi ugotovili morebitne vplive na okolje izrabljenih naftnih polj. 

Jeseni 2022 je bil Boaty zadolžen za spremljanje industrijskih območij v Severnem morju. Avtopodmornica je raziskala več razgrajenih nahajališč nafte in plina ter zaščiteno morsko območje Braemar Pockmarks – zbirala je podatke o vodi, onesnaževalih in tokovih ter posnela slike morskega dna. 

Ker se naftna in plinska nahajališča ukinjajo, imajo lahko avtopodmornice ključno vlogo pri ocenjevanju in spremljanju morskih območij pred, med in po operacijah razgradnje.

Uspeh tega projekta bi moral omogočiti revolucijo v načinu izvajanja morskih raziskav, ki podpira industrijo pri prehodu na njene cilje neto ničelnosti.

Kaj je naslednje?

Letos si NOC prizadeva razširiti zmogljivosti naših AUV za podporo širšemu naboru znanstvenih disciplin. 

Vključevali bomo nove in nove senzorje za opremljanje naših avtopodmornic, ki so pripravljene podpirati prihajajoče biogeokemične raziskave v severnem Atlantiku – prav tako pa bomo povečali njihovo avtonomijo za dolgoročno uporabo blizu in pod morskim ledom na Antarktiki.

V drugem projektu trenutno delamo na izdelavi novega Oceanografska zmogljivost Net-Zero (NZOC) raziskovalni program. Cilj tega je razviti raziskovalno zmogljivost oceanov z manjšim ogljičnim odtisom.

To bo zahtevalo prehod v tehnologiji, ki sega od zelenih goriv, ​​avtomatiziranih operacij plovil, najsodobnejše tehnologije baterij, optimizacije umetne inteligence, novih senzorskih tehnologij in svetovno vodilne robotike.

Navdušeni smo, da vidimo, kaj bo Boaty McBoatface še lahko dosegel v prihodnosti.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/