Bài đăng của khách: Boaty McBoatface đang trở thành công cụ cho khoa học đại dương như thế nào

Vào năm 2016, Hội đồng Nghiên cứu Môi trường Tự nhiên (NERC) đã phát động một chiến dịch kêu gọi cộng đồng đặt tên cho con tàu nghiên cứu vùng cực đẳng cấp thế giới tiếp theo của Vương quốc Anh.

Cuộc thăm dò không diễn ra như mong đợi. 

Sản phẩm người chiến thắng chạy trốn cho tên của tàu nghiên cứu hoàng gia (RRS) sẽ thay thế RRS James Clark Ross và RRS Ernest Shackleton là "Boaty McBoatface". Với hơn 120,000 lượt bình chọn, cái tên này đã thoải mái chiến thắng trước các gợi ý bao gồm “Usain Boat” và “It's Bloody Cold Here”.

Con tàu sau đó được đặt tên là RRS Ngài David Attenborough, để vinh danh phát thanh viên kiêm nhà tự nhiên học kỳ cựu, nhưng không thể bỏ qua sự nổi tiếng của công chúng đối với cái tên Boaty McBoatface.

Năm sau, Trung tâm hải dương học quốc gia (NOC) thông báo rằng ba phương tiện dưới nước tự động mới (AUV) sẽ tự hào mang tên này. 

Những chiếc tàu ngầm rô-bốt này – dài khoảng 3.5 mét và đường kính 80 cm – đang được sử dụng để khám phá các đại dương trên thế giới mà không cần người điều khiển, thu thập dữ liệu ở những vùng xa xôi mà nếu không thì không thể tiếp cận được.

Trong 40 năm qua, Boaty đã được triển khai trên khắp thế giới để hỗ trợ nghiên cứu khí hậu. Các cuộc thám hiểm bao gồm việc di chuyển XNUMXkm dưới thềm băng ở Nam Cực để điều tra tác động của biến đổi khí hậu đối với sông băng Thwaites.

Nơi tất cả bắt đầu

Phương tiện tự hành dưới nước đầu tiên xuất hiện trên biển vào những năm 1950, và nhằm mục đích sử dụng cho mục đích thương mại, quân sự và tình báo. 

Thiết bị được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng và Đại học Washington ở Mỹ, được đặt tên SPURV (Phương tiện Nghiên cứu Dưới nước Mục đích Đặc biệt). Được thiết kế để nghiên cứu ở vùng biển Bắc Cực, thân tàu được làm bằng nhôm và có hình dạng giống ngư lôi. Việc điều khiển AUV này được thực hiện bằng liên lạc âm thanh và đã được sử dụng thành công trong nghiên cứu hải dương học cho đến năm 1979.

Trung tâm Hải dương học Quốc gia (NOC) đã và đang phát triển tự phụ loạt AUV từ những năm 1990. Mục đích là sử dụng công nghệ phương tiện dưới nước hiện có và nâng cao khả năng nghiên cứu của nó trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm cả hải dương vật lý và khoa học địa chất.

Trở lại tháng 1996 năm XNUMX, nhiệm vụ autosub đầu tiên của NOC đã diễn ra tại Empress Dock tại NOC ở Southampton. Điều này bắt đầu với một loạt các thử nghiệm ngắn để chứng minh cách AUV có thể được điều khiển từ xa. 

Một tháng sau, nhiệm vụ tự hành kéo dài năm phút đầu tiên diễn ra trong một tuần thử nghiệm tại Cảng Portland ở Dorset. Autosub đã lặn xuống ba mét, duy trì tiêu đề không đổi và kiểm soát độ sâu trong vòng nửa mét so với yêu cầu.

Tua nhanh đến ngày hôm nay và đội AUV của chúng tôi hiện có thể lặn sâu tới 6,000 mét và điều hướng qua các kênh hẹp dưới các tảng băng – những khu vực mà trước đây tàu nghiên cứu không thể tiếp cận được. Sự phát triển nhanh chóng này có nghĩa là AUV có thể đọc ở mọi nơi từ vùng sâu vùng xa đến vùng biển rộng lớn.

Phi đội AUV của NOC có thể được trang bị một loạt cảm biến, cho phép các nhà khoa học đo lường các dữ liệu như nhiệt độ, độ mặn, dòng hải lưu và hình dạng của đáy biển. 

Trước khi chúng được tung ra, các AUV được lập trình với các hướng dẫn về nơi sẽ đi, những gì cần đo và độ sâu cần đi. Sử dụng công nghệ cảm biến tiên tiến nhất, AUV có thể được triển khai từ tàu hoặc bờ biển và di chuyển hàng trăm dặm ra biển để thu thập dữ liệu quan trọng về khí hậu Trái đất, giảm nhu cầu thực hiện các chuyến thám hiểm phi hành đoàn dài và tốn kém.

AUV đang hoạt động

AUV mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng khoa học. Chúng có tuổi thọ pin dài và có thể bao phủ khoảng cách xa hơn, cho phép chúng được triển khai trong nhiều tháng tại một thời điểm. Điều này cho phép các nhà khoa học thu thập dữ liệu trong khoảng thời gian kéo dài và do đó phát triển các bản ghi quan sát toàn diện hơn.

Ví dụ, gần đây chúng tôi đã dẫn đầu một nghiên cứu để điều tra những lỗ hổng trong kiến ​​​​thức về cách đại dương hấp thụ carbon hữu cơ thông qua máy bơm carbon sinh học. Quá trình quan trọng này chứng kiến ​​vật chất hữu cơ chìm xuống đáy đại dương, mang theo carbon mà nó đã hấp thụ từ khí quyển.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ tự động dưới nước để đánh giá các yếu tố của chu trình carbon nhằm cập nhật các dự đoán về máy bơm trong tương lai. Nghiên cứu nhấn mạnh sự chênh lệch giữa cường độ bơm carbon sinh học trong thế hệ hiện tại của mô hình khí hậu được dùng cho Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đánh giá. Nghiên cứu mới đã xác định các quan sát cần thiết để giảm bớt sự không chắc chắn trong các ước tính hiện tại và tương lai trong chu trình carbon tổng thể trong đại dương – cho phép tạo ra các mô hình khí hậu mạnh mẽ hơn.

Năm nay, nhóm đang tích hợp các cảm biến phòng thí nghiệm trên chip mới và hệ thống camera dạng hạt để cho phép các nhà khoa học đánh giá cách carbon di chuyển trong đại dương. Những đổi mới đáng kinh ngạc đã được thực hiện trong phạm vi phủ sóng mà AUV có thể đến được ở những địa điểm cụ thể, nâng cao hơn nữa hiểu biết của chúng ta về sự thay đổi giữa các mùa khác nhau.

Sông băng Thwaites và các mỏ dầu đã nghỉ hưu

Vào đầu 2022, các kỹ sư hướng ra sông băng Thwaites ở Nam Cực để giúp các nhà khoa học hiểu được nguyên nhân mất băng của nó để dự đoán tốt hơn sự suy giảm của nó có thể góp phần vào mực nước biển dâng như thế nào. 

Do băng biển dày và đặc bất thường xung quanh Thwaites, nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu xung quanh thềm băng Dotson lân cận. 

Boaty McBoatface đã đi hơn 40km dưới thềm băng, đo các dòng hải lưu, sự nhiễu loạn và các tính chất khác của nước biển như nhiệt độ, độ mặn và oxy hòa tan. Thông tin này – vẫn đang được xử lý – sẽ giúp chúng tôi hiểu được các đặc tính của vùng nước sâu nằm sâu bên dưới các tảng băng và điều tra cách chúng thúc đẩy quá trình tan chảy. 

Việc sử dụng autosub dài hạn đã góp phần thay đổi cách chúng tôi thu thập dữ liệu quan trọng về đại dương để hiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Chúng tôi cũng đã bắt đầu thử nghiệm khái niệm sử dụng Boaty để giám sát tác động thấp, công nghệ cao nhằm phát hiện bất kỳ tác động môi trường tiềm ẩn nào tại các mỏ dầu sắp hết hạn sử dụng. 

Vào mùa thu năm 2022, Boaty được giao nhiệm vụ giám sát các khu công nghiệp ở Biển Bắc. Autosub đã khám phá một số địa điểm dầu khí đã ngừng hoạt động cũng như Khu bảo tồn biển Braemar Pockmarks – thu thập dữ liệu về nước, chất ô nhiễm và dòng chảy, cũng như chụp ảnh đáy biển. 

Khi các địa điểm dầu khí bị phá hủy, autosub có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc đánh giá và giám sát các khu vực biển trước, trong và sau khi ngừng hoạt động.

Sự thành công của dự án này sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong cách thực hiện các cuộc khảo sát biển được thực hiện để hỗ trợ ngành công nghiệp chuyển đổi sang các mục tiêu bằng không.

Những gì tiếp theo?

Năm nay, NOC đang nỗ lực mở rộng khả năng của các AUV của chúng tôi để hỗ trợ nhiều lĩnh vực khoa học hơn. 

Chúng tôi sẽ tích hợp các cảm biến mới và mới để trang bị cho các xe tự động của chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ nghiên cứu hóa sinh sắp tới ở Bắc Đại Tây Dương – cũng như tăng cường quyền tự chủ của chúng cho các hoạt động triển khai dài hạn gần và dưới băng biển ở Nam Cực.

Trong một dự án khác, chúng tôi hiện đang làm việc để cung cấp một Khả năng Hải dương học Net-Zero (NZOC) chương trình nghiên cứu. Điều này nhằm mục đích phát triển khả năng nghiên cứu đại dương với lượng khí thải carbon nhỏ hơn.

Điều này sẽ đòi hỏi một sự chuyển đổi trong công nghệ mở rộng từ nhiên liệu xanh, vận hành tàu tự động, công nghệ pin tiên tiến, tối ưu hóa AI, công nghệ cảm biến mới và robot hàng đầu thế giới.

Chúng tôi rất vui mừng được xem những điều đầu tiên mà Boaty McBoatface có thể đạt được trong tương lai.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/