แขกโพสต์: Boaty McBoatface กลายเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับวิทยาศาสตร์ทางทะเลได้อย่างไร

ในปี พ.ศ. 2016 สภาวิจัยสิ่งแวดล้อมธรรมชาติ (NERC) ได้เปิดตัวแคมเปญเพื่อระดมมวลชนเพื่อเสนอชื่อให้กับเรือวิจัยขั้วโลกระดับโลกลำต่อไปของสหราชอาณาจักร

ผลสำรวจไม่เป็นไปตามคาด 

พื้นที่ ผู้ชนะที่หลบหนี สำหรับชื่อเรือวิจัยพระที่นั่ง (ร.ร.) ที่จะมาแทน ร.ศ RRS เจมส์ คลาร์ก รอสส์ และ RRS เออร์เนสต์ แช็คเคิลตัน คือ “Boaty McBoatface” ด้วยคะแนนโหวตมากกว่า 120,000 เสียง ชื่อนี้ได้รับชัยชนะเหนือคำแนะนำอย่างเช่น “Usain Boat” และ “It's Bloody Cold Here”

ต่อมาได้ตั้งชื่อเรือว่า RRS เซอร์เดวิด แอตเทนโบโรห์เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ประกาศข่าวและนักธรรมชาติวิทยารุ่นเก๋า แต่ความนิยมของชื่อ Boaty McBoatface ไม่สามารถมองข้ามได้

ในปีต่อไป ศูนย์สมุทรศาสตร์แห่งชาติ (NOC) ประกาศว่า ยานใต้น้ำอัตโนมัติสามลำใหม่ (AUVs) จะใช้ชื่อนี้อย่างภาคภูมิใจ 

เรือดำน้ำหุ่นยนต์เหล่านี้ - ยาวประมาณ 3.5 เมตรและเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 ซม. - กำลังถูกใช้เพื่อสำรวจมหาสมุทรของโลกโดยไม่ต้องใช้นักบินของมนุษย์ รวบรวมข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่สามารถเข้าถึงได้

ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา Boaty ได้นำไปใช้งานทั่วโลกเพื่อสนับสนุนการวิจัยสภาพภูมิอากาศ การเดินทางรวมถึงการเดินทาง 40 กม. ภายใต้หิ้งน้ำแข็งแอนตาร์กติกเพื่อตรวจสอบผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มีต่อธารน้ำแข็ง Thwaites

มันเริ่มต้นที่ไหน

ยานใต้น้ำไร้คนขับลำแรกออกสู่ทะเลในทศวรรษ 1950 และมุ่งเป้าไปที่การใช้งานเพื่อการพาณิชย์ การทหาร และข่าวกรอง 

อุปกรณ์ดังกล่าวพัฒนาโดย ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ และ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ในสหรัฐอเมริกาได้รับการตั้งชื่อว่า สเปอร์ฟ (ยานวิจัยใต้น้ำเฉพาะกิจ). ออกแบบมาสำหรับการวิจัยในน่านน้ำอาร์กติก ตัวเรือทำจากอะลูมิเนียมและมีรูปร่างคล้ายตอร์ปิโด การควบคุม AUV นี้ดำเนินการโดยการสื่อสารแบบอะคูสติกและประสบความสำเร็จในการวิจัยทางสมุทรศาสตร์จนถึงปี 1979

ศูนย์สมุทรศาสตร์แห่งชาติ (NOC) ได้พัฒนาของเรา ออโต้ซับ AUV หลากหลายรุ่นตั้งแต่ช่วงปี 1990 เป้าหมายคือการใช้เทคโนโลยียานยนต์ใต้น้ำที่มีอยู่และเพิ่มขีดความสามารถสำหรับการวิจัยในสาขาต่าง ๆ รวมถึงสมุทรศาสตร์กายภาพและธรณีศาสตร์

ย้อนกลับไปในเดือนมิถุนายน 1996 ภารกิจ autosub ครั้งแรกของ NOC เกิดขึ้นที่ Empress Dock ที่ NOC ในเซาแธมป์ตัน สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยชุดการทดลองสั้นๆ เพื่อสาธิตวิธีการควบคุม AUV จากระยะไกล 

หนึ่งเดือนต่อมา ภารกิจอิสระ XNUMX นาทีแรกเกิดขึ้นระหว่างสัปดาห์ของการทดลองที่ Portland Harbour ใน Dorset ระบบย่อยอัตโนมัติพุ่งไปสามเมตร รักษาทิศทางคงที่และควบคุมความลึกให้อยู่ในระยะครึ่งเมตรจากที่จำเป็น

ก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วจนถึงวันนี้ กองยาน AUV ของเราสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 6,000 เมตร และนำทางผ่านช่องแคบๆ ใต้แผ่นน้ำแข็ง ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ก่อนหน้านี้เรือวิจัยไม่สามารถเข้าถึงได้ การพัฒนาอย่างรวดเร็วนี้หมายความว่า AUV สามารถอ่านค่าได้ทุกที่ตั้งแต่พื้นที่ห่างไกลไปจนถึงทะเลเปิดที่มีพายุ

กองยาน AUV ของ NOC สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ได้หลากหลาย ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดข้อมูลต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความเค็ม กระแสน้ำในมหาสมุทร และรูปร่างของก้นทะเล 

ก่อนเปิดตัว AUV จะได้รับการตั้งโปรแกรมพร้อมคำแนะนำว่าจะไปที่ไหน วัดอะไร และลึกเท่าไร ด้วยการใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย AUV สามารถติดตั้งจากเรือหรือชายฝั่งและเดินทางไกลหลายร้อยไมล์ไปยังทะเลเพื่อรวบรวมข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับสภาพอากาศของโลก ลดความจำเป็นในการเดินทางที่ยาวนานและมีค่าใช้จ่ายสูง

AUVs ในการดำเนินการ

AUV มีประโยชน์มากมายสำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ พวกมันมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานและสามารถครอบคลุมระยะทางที่ไกลกว่า ซึ่งช่วยให้ใช้งานได้นานหลายเดือนต่อครั้ง สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถรวบรวมข้อมูลในช่วงเวลาที่ยืดเยื้อและพัฒนาบันทึกการสังเกตที่ครอบคลุมมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น เราเพิ่งนำ ศึกษา เพื่อตรวจสอบช่องว่างในความรู้เกี่ยวกับวิธีการที่มหาสมุทรดูดซับสารอินทรีย์คาร์บอนผ่าน ปั๊มคาร์บอนชีวภาพ. กระบวนการที่สำคัญนี้จะทำให้อินทรียวัตถุจมลงสู่ก้นมหาสมุทร และนำคาร์บอนที่ดูดซับจากชั้นบรรยากาศไปด้วย

ทีมงานใช้เทคโนโลยีใต้น้ำอัตโนมัติเพื่อประเมินองค์ประกอบของวัฏจักรคาร์บอนเพื่ออัปเดตการคาดการณ์ในอนาคตของปั๊ม การศึกษาเน้นความแตกต่างระหว่างความแรงของปั๊มคาร์บอนชีวภาพในรุ่นปัจจุบันของ แบบจำลองภูมิอากาศ ใช้สำหรับ คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) การประเมิน งานวิจัยชิ้นใหม่ระบุข้อสังเกตที่จำเป็นเพื่อลดความไม่แน่นอนในการประมาณการในปัจจุบันและอนาคตในการหมุนเวียนคาร์บอนในมหาสมุทรโดยรวม ทำให้ได้แบบจำลองสภาพอากาศที่แข็งแกร่งขึ้น

ในปีนี้ ทีมงานกำลังผสานรวมเซ็นเซอร์แล็บบนชิปแบบใหม่และระบบกล้องตรวจจับอนุภาค เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าคาร์บอนเคลื่อนที่ผ่านมหาสมุทรได้อย่างไร นวัตกรรมที่เหลือเชื่อได้ถูกสร้างขึ้นในระยะเวลาของการครอบคลุม AUVs สามารถไปถึงสถานที่เฉพาะได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างฤดูกาลต่างๆ

ธารน้ำแข็ง Thwaites และแหล่งน้ำมันเก่า

เมื่อต้นปี 2022 วิศวกรมุ่งหน้าไปยังธารน้ำแข็ง Thwaites ในทวีปแอนตาร์กติกาเพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึง สาเหตุของการสูญเสียน้ำแข็ง เพื่อที่จะคาดการณ์ได้ดีขึ้นว่าการเสื่อมสภาพจะส่งผลให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นได้อย่างไร 

เนื่องจากทะเลน้ำแข็งหนาและหนาแน่นผิดปกติรอบๆ ทเวตส์ ทีมงานจึงทำการศึกษารอบๆ หิ้งน้ำแข็ง Dotson ที่อยู่ใกล้เคียง 

Boaty McBoatface เดินทางมากกว่า 40 กม. ใต้หิ้งน้ำแข็ง วัดกระแสน้ำในมหาสมุทร ความปั่นป่วน และคุณสมบัติอื่นๆ ของน้ำทะเล เช่น อุณหภูมิ ความเค็ม และออกซิเจนที่ละลาย ข้อมูลนี้ – ซึ่งยังอยู่ระหว่างการประมวลผล – จะช่วยให้เราเข้าใจคุณสมบัติของน้ำลึกที่อยู่ใต้หิ้งน้ำแข็ง และตรวจสอบว่าพวกมันขับเคลื่อนกระบวนการหลอมละลายอย่างไร 

การใช้ autosub ที่โกรธจัดเป็นเวลานานเป็นเครื่องมือในการเปลี่ยนแปลงวิธีที่เรารวบรวมข้อมูลมหาสมุทรที่สำคัญเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

เรายังเริ่มทดลองใช้แนวคิดของการใช้ Boaty สำหรับการตรวจสอบที่มีผลกระทบต่ำและมีเทคโนโลยีสูง เพื่อรับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากแหล่งน้ำมันที่หมดอายุการใช้งาน 

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2022 Boaty ได้รับมอบหมายให้ตรวจสอบพื้นที่อุตสาหกรรมในทะเลเหนือ ยานสำรวจอัตโนมัติสำรวจแหล่งน้ำมันและก๊าซที่เลิกใช้แล้วหลายแห่ง รวมถึงพื้นที่คุ้มครองทางทะเล Braemar Pockmarks โดยรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับน้ำ มลพิษ และกระแสน้ำ ตลอดจนถ่ายภาพพื้นทะเล 

เนื่องจากแหล่งน้ำมันและก๊าซถูกปิดตัวลง autosubs สามารถมีบทบาทสำคัญในการประเมินและตรวจสอบพื้นที่ทางทะเลทั้งก่อน ระหว่าง และหลังปฏิบัติการปลดระวาง

ความสำเร็จของโครงการนี้ควรทำให้เกิดการปฏิวัติวิธีการสำรวจทางทะเลที่ดำเนินการสนับสนุนอุตสาหกรรมเพื่อเปลี่ยนไปสู่เป้าหมายสุทธิเป็นศูนย์

อยู่ถัดจากอะไร?

ในปีนี้ NOC กำลังทำงานเพื่อขยายขีดความสามารถของ AUV ของเราเพื่อสนับสนุนสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายยิ่งขึ้น 

เราจะผสานรวมเซ็นเซอร์ใหม่และแปลกใหม่เพื่อเตรียม autosubs ของเราให้พร้อมสนับสนุนการวิจัยทางชีวธรณีเคมีในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ รวมทั้งปรับปรุงความเป็นอิสระสำหรับการติดตั้งระยะยาวใกล้และใต้ทะเลน้ำแข็งในแอนตาร์กติกา

ในโครงการอื่น เรากำลังทำงานเพื่อส่งมอบใหม่ ความสามารถด้านสมุทรศาสตร์สุทธิเป็นศูนย์ (NZOC) โครงการวิจัย สิ่งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาความสามารถในการวิจัยมหาสมุทรด้วยรอยเท้าคาร์บอนที่น้อยลง

การดำเนินการนี้จะต้องมีการเปลี่ยนถ่ายเทคโนโลยีที่ครอบคลุมตั้งแต่เชื้อเพลิงสีเขียว การเดินเรืออัตโนมัติ เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ล้ำสมัย การเพิ่มประสิทธิภาพ AI เทคโนโลยีเซ็นเซอร์แบบใหม่ และวิทยาการหุ่นยนต์ชั้นนำระดับโลก

เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะได้เห็นผลงานอื่นๆ ที่ Boaty McBoatface สามารถบรรลุได้ในอนาคต

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/