Глубоководные роботы залива монтерей
MBARI стоит особняком среди других океанографических университетов мира. Формально он есть частью океанариума Монтерей Бэй, созданного Дэвидом Паккардом, одним из двух основателей известной Hewlett-Packard. Данный негосударственный океанариум, один из наибольших аквариумов в мире, содержит более 600 видов морских животных, а также скатов, тунцов, акул, медуз и морских коньков.
В год океанариум посещает более 1,8 млн человек, что разрешает ему благополучно существовать без госпомощи.
В случае если океанариум Монтерей Бэй существует для публики и за счет публики, то MBARI, наоборот, фактически закрыт для внешнего мира. Посетить его корпуса и задать вопросы ученым возможно лишь в сутки открытых дверей, что проводится раз в году. Эксперты MBARI нехотя общаются с журналистами, делая исключения только для авторитетных научных изданий.
Тяжелый занавес опускается чтобы чуть более 200 сотрудников университета имели возможность всецело сконцентрироваться на основной цели: разрабатывать новые технологии и методы изучения судьбы океана.
- Фото Ученые MBARI и пилоты ROV Doc Ricketts за ПУ дистанционно управляемого аппарата на борту исследовательского судна Western Flyer.
Создавая MBARI, Дэвид Паккард предвещал университету безоговорочное мировое лидерство в океанических изучениях. Он прекрасно знал три слагаемых успеха. Первое — денежная помощь Фонда Дэвида и Люсиль Паккард, разрешающая реализовывать масштабные проекты, каковые не потянуть на простые гранты.
Второе — междисциплинарное сотрудничество ученых из различных областей: биологии, химии, физики, геологии, инженерного дела. Третье слагаемое — право на неточность. «Идите на риск. Задавайте громадные вопросы.
Не опасайтесь ошибаться: если вы не ошибаетесь, вы идете не хватает на большом растоянии», — завещал основатель университета.
Имеется и четвертый компонент успеха MBARI — быть может, самый ответственный. Университет находится в местечке Мосс-Ландинг, где берет начало 150-километровый подводный каньон залива Монтерей, глубина которого в некоторых точках достигает 3600 м. Естественная глубоководная «лаборатория», отличающаяся немыслимым биологическим разнообразием, находится всего в нескольких часах хода от университета.
руки и Глаза на глубине
MBARI по праву считается пионером в использовании и разработке подводных роботов. Глубоководные автомобили делятся на два класса: роботы с дистанционным управлением (ROV) и независимые подводные аппараты (AUV).
Пример дистанционно управляемого робота — аппарат заключительного поколения ROV Doc Ricketts, изготовленный по заказу MBARI большим производителем промышленного оборудования SMD. Преимущество дистанционно управляемых аппаратов содержится в постоянном контроле над обстановкой: робот, кроме того пребывав на громадной глубине, всегда поддерживает сообщение с командным пунктом на судне по проводам.
Такие автомобили смогут выполнять щекотливые операции, такие как поиск а также отлов редких видов морских животных, сборка научного оборудования на океаническом дне, детальная фото- и видеосъемка.
- Аквариум для торпеды Инженеры MBARI выполняют опробования независимого подводного аппарата Tethys в тестовом бассейне.
Следить за аппаратом возможно как с поверхности воды, так и через смотровые окна.
ROV Doc Ricketts представляет собой прямоугольную машину длиной более 3,5 м и массой около 5 т. Его электрический двигатель производит мощность 75 л.с., которая передается нескольким пропеллерам посредством гидравлической трансмиссии. Гидравлика разрешает добиться большого крутящего момента при весьма правильном управлении тягой. Пропеллеры развивают большую тягу в 650 кг, а предельная глубина погружения для ROV образовывает 4000 м.
Робот всегда совершенствуется, обрастая новыми инструментами. Операторы в настоящем времени замечают картину с нескольких HDTV-камер и приобретают телеметрическую данные по оптоволоконному кабелю. Практически все камеры управляются по увеличению и наклону.
Два манипулятора с хирургической точностью делают распоряжения операторов, а бессчётные устройства для отбора проб разрешают деликатно изучить донные породы, воду, микроскопические организмы и морских животных. Особая барокамера оказывает помощь доставлять на поверхность живых глубоководных жителей.
Кроме бессчётных камер, зондов и манипуляторов, установленных на борту, робот может нести до 275 кг дополнительного груза. Эта свойство весьма понадобится для особых миссий, требующих дополнительного научного оборудования, либо для сборки независимых исследовательских установок прямо на морском дне.
Не обращая внимания на приставку «дистанционно управляемый», ROV Doc Ricketts заслужил полное право именоваться роботом. Он имеет массу независимых функций, наиболее значимая из которых — автоматическое поддержание заданной глубины, углов наклона и географических координат. Машина может «зависать» в любом положении.
Кроме этого ROV может направляться заблаговременно заданному маршруту, перемещаться на заданные расстояния в любом направлении и самостоятельно возвращаться на домашнее судно.
Торпеды для боя за знания
Дистанционно управляемые роботы — это прецизионные инструменты для работы на громадных глубинах. Но они имеют последовательность важных ограничений: робот требует постоянного присутствия действия команды и домашнего судна операторов, исходя из этого миссии с участием ROV не смогут продолжаться более дней. В продолжительных изучениях ученым оказывают помощь независимые подводные аппараты (AUV).
Суперсовременный аппарат Tethys напоминает торпеду длиной 2,3 м и диаметром всего 30 см. Эта машина способна без участия человека охранять глубины океана и заданные районы, собирая нужную информацию. Tethys может измерять физические характеристики воды, обнаруживать хлорофилл микроскопических водорослей, измерять концентрацию небольших взвесей и частиц, составлять карту дна моря и фотографировать окружающую обстановку.
Двигаясь со скоростью 1 м/с, аппарат может преодолеть расстояние в 1000 км. При скорости и минимальной загрузке 0,5 м/ч дальность возрастает многократно. Помимо этого, встроенный механизм регулирования плавучести разрешает машине зафиксироваться на определенной глубине и просто дрейфовать, повинуясь воле течений.
В таком режиме миссии смогут длиться сколь угодно продолжительно.
Основное преимущество исследовательских «торпед» — их экономическая эффективность. Они оказывают помощь избавиться от затрат и на технический персонал, и на эксплуатацию исследовательских судов. Аппараты, созданные MBARI, довольно несложны в применении и доступны для других групп и научных учреждений.
Ферма морских чудищ
- В ноябре 2014 года ученые MBARI в первый раз замечали «морского черта», либо глубоководного удильщика, в естественной среде обитания посредством ROV Doc Ricketts.
Коралловые полипы разновидности Paragorgia arborea вырастают до 2,5 м в высоту. Они питаются, отфильтровывая маленькие микробы из местных течений.
Обитают на глубинах более 200 м, где температура воды только на пара градусов выше ноля.
Это пока не названное животное, предположительно относящееся к отряду голожаберных, было сфотографировано в открытом океане на глубине нескольких сотен метров.
Эта прекрасная медуза из семейства Colobonema — стремительный и страшный глубоководный хищник. Не быть съеденной ей оказывает помощь способность и прозрачное тело отбрасывать одно либо пара щупалец, дабы отвлечь нападающего.
Apolemia — громадная глубоководная сифонофора (колония стрекающих), складывается из тысяч жалящих клеток, формирующих структуру до тридцати метров длиной. Ее долгий «хвост» подтягивается к пульсирующей «голове» для продвижения через толщу воды.
Данный мелкий, но броский прозрачный кальмар обитает на глубине около 600 м в заливе Монтерей.
Vampyroteuthis infernalis, он же «кальмар-вампир», проводит б? льшую часть судьбы на глубине 600−900 м, где растворено предельное число кислорода и, следовательно, обитает минимум живых организмов.
Длиннорогий саблезуб был сфотографирован на глубине 800 м. Он может семь дней дрейфовать в темноте, ожидая добычи. зубы и Огромная челюсть разрешают саблезубу атаковать рыбу либо кальмаров, по размерам равных себе.
Розетка на дне морском
самый перспективный вид морских изучений на сегодня — создание проводных сетей подводных научных инструментов. Такие сети разрешают вести постоянные наблюдения параметров океана без ограничений по мощности и ёмкости аккумуляторная батарей, длительности миссии и количеству передаваемой информации.
Совокупность MARS, развернутая MBARI в заливе Монтерей, включает в себя 52-километровый подводный кабель, что помогает для обмена и питания информацией с «научным узлом», установленным на глубине 891 м. Узел имеет восемь портов для подключения научных инструментов. Но пара наборов оборудования смогут подключаться к одному порту последовательно, исходя из этого настоящее количество инструментов, в один момент трудящихся с узлом, возможно значительно больше восьми.
Статья «Глубоководный бестиарий» размещена в издании «Популярная механика» (№148, февраль 2015).
<
h4>