Gästinlägg: Hur Boaty McBoatface blir avgörande för havsvetenskapen

2016 lanserade Natural Environment Research Council (NERC) en kampanj för att samla in ett namn för Storbritanniens nästa polarforskningsfartyg i världsklass.

Omröstningen gick inte riktigt som förväntat. 

Smakämnen skenande vinnare för namnet på det kungliga forskningsfartyget (RRS) som skulle ersätta RRS James Clark Ross och RRS Ernest Shackleton var "Boaty McBoatface". Med mer än 120,000 XNUMX röster triumferade namnet bekvämt före förslag som "Usain Boat" och "It's Bloody Cold Here".

Fartyget fick senare namnet RRS Sir David Attenborough, för att hedra veteranen sändare och naturforskare, men den offentliga populariteten för namnet Boaty McBoatface kunde inte ignoreras.

Året därpå, National Oceanography Centre (NOC) meddelade att dess tre nya autonoma undervattensfordon (AUV) skulle stolt bära namnet. 

Dessa robotubåtar – cirka 3.5 meter långa och 80 cm i diameter – används för att utforska världshaven utan behov av en mänsklig pilot, och samlar in data i avlägsna områden som annars skulle vara otillgängliga.

De senaste fem åren har Boaty distribuerats runt om i världen för att stödja klimatforskning. Expeditionerna inkluderar att resa 40 km under Antarktis ishyllor för att undersöka effekterna av klimatförändringar på Thwaites-glaciären.

Där började allt

Det första autonoma undervattensfordonet slog till i havet på 1950-talet och var avsett att användas för kommersiella, militära och underrättelseändamål. 

Enheten, utvecklad av Tillämpad fysiklaboratorium och University of Washington i USA, hette SPURV (Special Purpose Underwater Research Vehicle). Designad för forskning i de arktiska vattnen var skrovet tillverkat av aluminium och det hade en torpedliknande form. Kontroll av denna AUV utfördes genom akustisk kommunikation och användes framgångsrikt i oceanografisk forskning fram till 1979.

National Oceanography Center (NOC) har utvecklat vår autosub utbud av AUV sedan 1990-talet. Syftet har varit att ta befintlig undervattensfarkostteknik och förbättra dess förmåga för forskning över discipliner, inklusive fysisk oceanografi och geovetenskap.

Tillbaka i juni 1996 ägde NOC:s första autosubmission någonsin rum vid Empress Dock vid NOC i Southampton. Detta började med en serie korta försök för att visa hur AUV:n kunde fjärrstyras. 

En månad senare ägde det första fem minuter långa autonoma uppdraget rum under en vecka av rättegångar i Portland Harbor i Dorset. Autosuben dök till tre meter, höll en konstant kurs och kontrollerade djupet inom en halv meter från vad som krävdes.

Snabbspola fram till idag och vår flotta av AUV kan nu dyka upp till 6,000 XNUMX meter och navigera genom smala kanaler under inlandsisar – områden som tidigare varit otillgängliga för forskningsfartyg. Denna snabba utveckling gör att AUV:er kan ta avläsningar överallt från avlägsna områden till stormiga öppna hav.

NOC:s flotta av AUV kan utrustas med en rad sensorer, vilket gör att forskare kan mäta data som temperatur, salthalt, havsströmmar och havsbottnens form. 

Innan de lanseras programmeras AUV:erna med instruktioner om vart de ska gå, vad de ska mäta och vilket djup de ska gå till. Med hjälp av den senaste sensorteknologin kan AUV:er användas från fartyg eller land och resa hundratals mil ut till havs för att samla in viktig data om jordens klimat, vilket minskar behovet av långa och kostsamma besättningsexpeditioner.

AUV i aktion

AUV erbjuder flera fördelar för vetenskapssamfundet. De har lång batteritid och kan täcka längre sträckor, vilket gör att de kan användas i månader i taget. Detta gör det möjligt för forskare att samla in data över utdragna perioder och därmed utveckla mer omfattande observationsregister.

Till exempel ledde vi nyligen en studera att undersöka kunskapsluckor om hur havet tar upp organiskt kol genom biologisk kolpump. Denna avgörande process gör att organiskt material sjunker till havets botten och bär med sig det kol som det har tagit upp från atmosfären.

Teamet använde autonom undervattensteknik för att bedöma delar av kolcykeln för att uppdatera framtida prognoser för pumpen. Studien belyste skillnaden mellan biologisk kolpumpstyrka i den nuvarande generationen av klimatmodeller används för Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) bedömningar. Den nya forskningen identifierade de observationer som krävs för att minska osäkerheten i nuvarande och framtida uppskattningar i den totala kretsloppet av kol i havet – vilket möjliggör mer robusta klimatmodeller.

I år integrerar teamet nya lab-on-chip-sensorer och partikelkamerasystem för att göra det möjligt för forskare att bedöma hur kol rör sig genom havet. Otroliga innovationer har gjorts när det gäller hur lång täckning AUV:er kan få på specifika platser, vilket ytterligare förbättrar vår förståelse för variationerna mellan olika årstider.

Thwaites glaciär och pensionerade oljefält

I början av 2022, ingenjörer begav sig ut till Thwaites-glaciären i Antarktis för att hjälpa forskare förstå orsakerna till dess isförlust för att bättre kunna förutsäga hur dess försämring kan bidra till höjning av havsnivån. 

På grund av ovanligt tjock och tät havsis runt Thwaites genomförde teamet sin studie runt den närliggande Dotson ishyllan. 

Boaty McBoatface reste mer än 40 km under ishyllan och mätte havsströmmar, turbulens och andra egenskaper hos havsvattnet, såsom temperatur, salthalt och löst syre. Denna information – som fortfarande bearbetas – kommer att hjälpa oss att förstå egenskaperna hos djupvattnet långt under ishyllor och undersöka hur de driver smältprocesserna. 

Användningen av den långvariga autosuben har varit avgörande för att förändra hur vi samlar in viktig havsdata för att förstå effekterna av klimatförändringar.

Vi har också börjat testa konceptet att använda Boaty för högteknologisk övervakning med låg påverkan för att fånga upp eventuella miljöpåverkan vid uttjänta oljefält. 

Hösten 2022 fick Boaty i uppdrag att övervaka industriplatser i Nordsjön. Autosub utforskade flera nedlagda olje- och gasplatser samt Braemar Pockmarks Marine Protected Area – samlade in data om vatten, föroreningar och strömmar, samt tog bilder av havsbotten. 

När olje- och gasanläggningar avvecklas kan autosubs spela en avgörande roll för att bedöma och övervaka marina områden före, under och efter avvecklingsoperationer.

Framgången för detta projekt bör möjliggöra en revolution i det sätt på vilket marina undersökningar genomförs för att stödja industrin att övergå till sina netto-nollmål.

Vad är nästa?

I år arbetar NOC för att utöka kapaciteten hos våra AUV:er för att stödja ett bredare utbud av vetenskapsdiscipliner. 

Vi kommer att integrera nya och nya sensorer för att utrusta våra autosubs redo att stödja kommande biogeokemisk forskning i Nordatlanten – samt förbättra deras autonomi för långsiktiga utbyggnader nära och under havsisen i Antarktis.

I ett annat projekt arbetar vi just nu med att leverera en ny Net-Zero Oceanografisk kapacitet (NZOC) forskningsprogram. Detta syftar till att utveckla havsforskningskapacitet med ett mindre koldioxidavtryck.

Detta kommer att kräva en övergång i teknik som sträcker sig från gröna bränslen, automatiserad fartygsdrift, banbrytande batteriteknik, AI-optimering, nya sensorteknologier och världsledande robotik.

Vi är spännande att se vilka andra nyheter som Boaty McBoatface kan uppnå i framtiden.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/