Гостьова публікація: Як Boaty McBoatface стає важливою для науки про океан

У 2016 році Рада з досліджень природного середовища (NERC) запустила кампанію з краудсорсингу назви наступного британського полярного дослідницького корабля світового класу.

Опитування пройшло не зовсім так, як очікувалося. 

Команда переможець-втікач для назви королівського дослідницького корабля (RRS), який замінив би RRS Джеймс Кларк Росс та RRS Ернест Шеклтон був "Boaty McBoatface". Набравши понад 120,000 XNUMX голосів, назва перемогла над пропозиціями, зокрема «Човен Юсейна» та «Тут проклято холодно».

Згодом корабель отримав назву RRS Сер Девід Аттенборо, на честь ветерана телемовника та натураліста, але суспільну популярність імені Boaty McBoatface не можна було ігнорувати.

Наступного року Національний центр океанографії (NOC) оголосив, що його три нові автономні підводні апарати (AUV) з гордістю носили б цю назву. 

Ці роботи-підводні човни — приблизно 3.5 метри в довжину та 80 см у діаметрі — використовуються для дослідження світового океану без допомоги людини-пілота, збираючи дані у віддалених районах, які інакше були б недоступні.

За останні п’ять років Boaty розгорнули по всьому світу для підтримки кліматичних досліджень. Експедиції включають подорож на 40 км під шельфовими льодами Антарктики, щоб дослідити вплив зміни клімату на льодовик Туейтс.

З чого все почалося

Перший автономний підводний апарат вийшов у море в 1950-х роках і був призначений для використання в комерційних, військових і розвідувальних цілях. 

Пристрій, розроблений в Лабораторія прикладної фізики та Університет Вашингтона в США, було названо SPURV (Підводний науково-дослідний апарат спеціального призначення). Призначений для досліджень в арктичних водах, його корпус був виготовлений з алюмінію і мав торпедоподібну форму. Управління цим АНПА здійснювалося за допомогою акустичного зв'язку і успішно використовувалося в океанографічних дослідженнях до 1979 року.

Національний океанографічний центр (НОЦ) розробляє наш автосуб асортимент АНПА з 1990-х років. Мета полягала в тому, щоб використати існуючу технологію підводних апаратів і розширити її можливості для досліджень у різних дисциплінах, включаючи фізичну океанографію та геонауки.

Ще в червні 1996 року перша в історії автопідводна місія NOC відбулася в Empress Dock у NOC у Саутгемптоні. Це почалося з серії коротких випробувань, щоб продемонструвати, як AUV можна керувати дистанційно. 

Через місяць відбулася перша п’ятихвилинна автономна місія під час тижня випробувань у гавані Портленда в Дорсеті. Автопідводна підводна пірнала на три метри, підтримувала постійний курс і контролювала глибину з точністю до півметра від необхідної.

Повернемося до сьогоднішнього дня, і тепер наш флот АНПА може занурюватися на глибину до 6,000 метрів і проходити через вузькі канали під льодовими щитами – райони, які раніше були недоступні для дослідницьких кораблів. Цей швидкий розвиток означає, що АНПА можуть знімати показання всюди, від віддалених районів до бурхливих відкритих морів.

Флот АНПА NOC може бути оснащений рядом датчиків, що дозволяє вченим вимірювати такі дані, як температура, солоність, океанські течії та форма морського дна. 

Перед запуском АНПА програмуються з інструкціями про те, куди йти, що вимірювати та на яку глибину йти. Використовуючи найсучаснішу сенсорну технологію, АНПА можна розгортати з корабля чи берега та долати сотні миль у море, щоб зібрати важливі дані про клімат Землі, зменшуючи потребу в тривалих і дорогих експедиціях з екіпажем.

АНПА в дії

AUV пропонують численні переваги для наукової спільноти. Вони мають тривалий термін служби батареї та можуть долати більші відстані, що дозволяє використовувати їх протягом кількох місяців. Це дозволяє вченим збирати дані протягом тривалих періодів і, отже, створювати більш повні записи спостережень.

Наприклад, нещодавно ми вели а вчитися дослідити прогалини в знаннях про те, як океан поглинає органічний вуглець біологічний вуглецевий насос. Цей важливий процес призводить до того, що органічна речовина опускається на дно океану, несучи з собою вуглець, який вона поглинула з атмосфери.

Команда використовувала автономну підводну технологію для оцінки елементів вуглецевого циклу, щоб оновити майбутні прогнози насоса. Дослідження підкреслило невідповідність між силою біологічного вуглецевого насоса в нинішньому поколінні кліматичні моделі використовується для Міжурядова група з питань зміни клімату (МГЕЗК). Нове дослідження визначило спостереження, необхідні для зменшення невизначеності в поточних і майбутніх оцінках загального кругообігу вуглецю в океані, що дозволило створити більш надійні кліматичні моделі.

Цього року команда інтегрує нові лабораторні датчики та системи камер для твердих частинок, щоб дозволити вченим оцінювати, як вуглець рухається океаном. Були зроблені неймовірні інновації щодо тривалості охоплення АНПА в певних місцях, що ще більше покращує наше розуміння відмінностей між різними сезонами.

Льодовик Туейтс і виведені нафтові родовища

На початку 2022 р. інженери вирушили до льодовика Туейтс в Антарктиді, щоб допомогти вченим зрозуміти причини його втрати льоду щоб краще передбачити, як його погіршення може сприяти підвищенню рівня моря. 

Через надзвичайно товстий і щільний морський лід навколо Туейтса команда провела своє дослідження навколо сусіднього шельфового льодовика Дотсон. 

Boaty McBoatface пройшов понад 40 км під шельфовим льодовиком, вимірюючи океанські течії, турбулентність та інші властивості морської води, такі як температура, солоність і розчинений кисень. Ця інформація, яка все ще обробляється, допоможе нам зрозуміти властивості глибокої води далеко під шельфовим льодовиком і дослідити, як вони керують процесами танення. 

Використання довгострокової автопідводної підводної станції допомогло змінити спосіб збору важливих даних про океан, щоб зрозуміти наслідки зміни клімату.

Ми також розпочали випробування концепції використання Boaty для високотехнологічного моніторингу з низьким рівнем впливу, щоб виявити будь-який потенційний вплив на навколишнє середовище на нафтових родовищах із завершеним терміном експлуатації. 

Восени 2022 року Боаті було доручено стежити за промисловими об’єктами в Північному морі. Автопідводна лодка досліджувала кілька виведених з експлуатації нафтових і газових ділянок, а також морську заповідну територію Бремар Покмаркс, збираючи дані про воду, забруднюючі речовини та течії, а також роблячи зображення морського дна. 

Оскільки нафтогазові об’єкти ліквідовуються, автопідводні підводні підводні підводні підводні апарати можуть відігравати вирішальну роль в оцінці та моніторингу морських районів до, під час і після операцій з виведення з експлуатації.

Успіх цього проекту має сприяти революції у способах проведення морських досліджень, щоб підтримати промисловість у переході до її цілей чистого нуля.

Що далі?

Цього року НОК працює над розширенням можливостей наших АНПА для підтримки ширшого спектру наукових дисциплін. 

Ми будемо інтегрувати нові та новітні датчики, щоб оснастити наші автопідводні підводні апарати, готові підтримувати майбутні біогеохімічні дослідження в Північній Атлантиці, а також підвищувати їх автономність для тривалого розгортання поблизу та під морським льодом в Антарктиді.

В іншому проекті ми зараз працюємо над створенням нового Океанографічні можливості Net-Zero (NZOC) дослідницька програма. Це спрямовано на розвиток можливостей дослідження океану з меншим викидом вуглецю.

Це вимагатиме переходу до технологій, які охоплюють екологічне паливо, автоматизовані роботи суден, передову технологію акумуляторів, оптимізацію штучного інтелекту, новітні сенсорні технології та провідну у світі робототехніку.

Ми з нетерпінням чекаємо, чого ще вперше зможе досягти Boaty McBoatface у майбутньому.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. Доступ тут.
• джерело: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/