Podglądanie oceanu od środka

Nazywa się SeaExplorer. Właśnie zakończył pierwszą dwumiesięczną wyprawę badawczą. W ciągu 60 dni przepłynął 1183 kilometry, prowadził samodzielnie obserwacje i gromadził dane na Morzu Śródziemnym w ramach programu badania wpływu zmian klimatu na środowisko naturalne.

Zaprojektowany i zbudowany w Europie SeaExplorer jest pierwszym na świecie urządzeniem tego typu. Zebrane dane przekazuje do francuskiego Obserwatorium Oceanologicznego CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) w Villefranche-sur-Mer. Eksperymentem kieruje prof. Herve Claustre.

SeaExplorer, zbudowany siłami firm francuskich z regionu Provence-Alpes-Cote d'Azur, należy do laboratorium IFREMER (Institut Francais de Recherche pour l'Exploitation de la Mer).

Supernurek

Urządzenie ma 2 m długości i waży 70 kg. Koszt jego budowy wyniósł 100 tysięcy euro. Podczas pierwszego rejsu operował w pasie 50 km od wybrzeży. Regularnie wynurzał się na powierzchnię, gdzie rozkładał antenę i przesyłał dane do bazy – laboratorium. Uzyskiwał i analizował na bieżąco dane pochodzące z głębokości do 700 m.

Ale jego zdolność do zanurzania się jest sześciokrotnie większa, może swobodnie osiągać głębokość ponad 4 tys. metrów, co praktycznie daje możliwość penetrowania całego basenu Morza Śródziemnego.

Francuscy i współpracujący z nimi naukowcy włoscy prowadzą regularne podwodne badania Morza Śródziemnego między Korsyką i Niceą. Dotychczas posługiwali się robotami konstruowanymi w Stanach Zjednoczonych. Nowe europejskie urządzenie dysponuje lepszymi bateriami, których nie trzeba wymieniać, są przystosowane do cyklicznego ładowania, nawet w czasie rejsu na pełnym morzu, korzystając z jakiegoś wspomagającego statku – handlowego, rybackiego, jachtu czy choćby zwykłej motorówki, której silnikiem można ładować akumulatory.

– SeaExplorer wyposażony w baterie wielokrotnego ładowania udowodnił, że jest już dostatecznie „dojrzały technicznie", aby stanowić poważną alternatywę dla robotów wyposażonych w tradycyjne baterie. Jego eksploatacja będzie co najmniej dwukrotnie tańsza. Wystarczy go ładować co dwa–cztery miesiące. Zakończony właśnie rejs został przerwany w momencie, gdy w baterii pozostało 18 proc. energii.

Całą baterię trzeba będzie wymienić dopiero po dziesięciu latach. Ma to kolosalne znaczenie, skoro chcemy, aby w ciągu roku SeaExplorer spędzał 10 miesięcy w morzu – powiedział Laurent Beguery, ekspert z LOV.

Dzięki prostemu ładowaniu  trasa, jaką zechcą zaplanować badacze dla SeaExplorera, może być skomplikowana, a nawet może być modyfikowana, jeśli pozwolą na to kontakty z jednostkami znajdującymi się aktualnie na morzu w strefie operowania robota.

Nawet podczas burz i sztormów Laboratoire d'Oceanographie de Villefranche (LOV) monitorujące rejs nie traciło kontaktu z robotem.

Maszyna wyposażona jest w liczne czujniki przeznaczone do pomiarów przewodnictwa wody, jej temperatury, zasolenia, zawartości w wodzie tlenu i planktonu. Dokonując pomiarów, robot pływał z prędkością 0,5 węzła (ok. 900 m/godz.). Sporządził 1168 tzw. profili kolumny wody sięgających od 0 do 500 m w głąb.

Rezultaty tej pierwszej wyprawy zostaną przedstawione w lutym 2014 r w Honolulu (Hawaje) podczas Ocean Science Meeting.

Wielki program

W czerwcu 2014, po przeglądzie technicznym, SeaExplorer weźmie udział w dwutygodniowej operacji koło Korsyki. Zostanie wyposażony w odbiornik akustyczny do rejestrowania odgłosów głębin. Naukowcy chcą wiedzieć, jakie jest ich natężenie, ile decybeli wytwarzają śruby statków i w jakim stopniu te odgłosy zagrażają wielkim morskim ssakom, zakłócając ich orientację.

Automatyczne roboty Sea- Explorer zostaną wykorzystane w ramach już realizowanego programu remOcean (remotely-sensed biogeochemical cycles in the Ocean). Chodzi o obserwowanie na odległość oceanicznych cykli biochemicznych, cyrkulacji węgla i azotu regulowanej przez fitoplankton.

Badania te koordynuje zespół pod kierunkiem prof. Hervé Claustre'a z Observatoire Oceanologique w Villfranche-sur-Mer we Francji na Lazurowym Wybrzeżu. European Research Council, wspierająca badania fundamentalne, przeznaczyła na ten cel 3,3 mln euro.

Prof. Hervé Claustre i jego zespół już korzystają z najnowocześniejszej technologii, autonomicznych sond systemu Argo.

Powstał on w wyniku współpracy 50 instytutów badawczych z 26 krajów. Jest częścią wielu międzynarodowych projektów, m.in. Global Climate Observing System czy Climate Variability and Predictability Experiment. Prof. Dean Roemmich z Instytutu Oceanograficznego Scripps otrzymał Medal im. Sverdrupa – najwyższe wyróżnienie Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego – za stworzenie sieci Argo.

Sieć tę tworzą automatyczne sondy mierzące temperaturę i zasolenie oceanów. Aktualnie pływa ich blisko 4000. Ponieważ czas ich funkcjonowania wynosi około trzech lat, każdego roku w oceanach trzeba umieszczać mniej więcej 750 sond, żeby utrzymać względnie stałą ich liczbę.

Sondy pracują w cyklach dziesięciodniowych. Na początku cyklu zanurzają się na 1 km. Pozostają na tej głębokości dziewięć dni, następnie zanurzają się na głębokość ?2 km, po czym powracają na powierzchnię. Przez cały czas dokonują pomiarów i przerywają je dopiero wtedy, gdy znajdą się metr pod powierzchnią wody, aby pomiary nie były zakłócone i zniekształcone zanieczyszczeniami na powierzchni oceanu. Po wynurzeniu sondy przekazują zebrane dane – via satelita – do naziemnych stacji regionalnych, a te przesyłają je do Observatoire Oceanologique w Villefranche-sur-Mer.

Sondy zanurzają się i wynurzają, ponieważ są tak skonstruowane, że – nie zmieniając masy – zmieniają wyporność. Jest to możliwe, ponieważ zmieniają objętość, przez co wzrasta lub maleje ich gęstość.

Na miarę XXI wieku

Naukowcy mają teraz możliwość nie tylko odbierania danych via satelita, ale także przekazywania sondom poleceń.

Na przykład w razie potrzeby, zanim sonda zanurzy się w kolejnym dziesięciodniowym cyklu, mogą zmienić jej program, wysłać polecenie, aby zbierała określone dane. Umożliwia to sieć Iridium składająca się z 66 satelitów telekomunikacyjnych rozmieszczonych na sześciu orbitach okołoziemskich, na wysokości 780 km.