У северного берега Мауи пара торпедообразных погружных аппаратов исполняет замысловатый танец внутри вращающегося столба воды. Когда Эдди вращается против часовой стрелки, вытягивая осадок и питательные вещества из глубины, один из этих подводных автономных транспортных средств большой дальности терпеливо плывет, собирая образцы микробной жизни в колонне, в то время как другой движется по кругу, проверяя соленость и температуру воды. На близлежащем корабле океанографы из Гавайского университета следят за ситуацией и, при необходимости, вносят коррективы в траектории движения транспортных средств.
Проект представляет собой сотрудничество между Гавайским университетом в Маноа, Институтом океана Шмидта и Научно-исследовательским институтом аквариума Монтерей-Бей (MBARI) для отбора проб воды, секвенирования геномов микроскопической жизни в ней и использования этих данных для лучшего понимания вертикальные слои воды в этих вихрях и то, как жизнь в них влияет на продуктивность океана, включая пищевую цепь, а также на производство и хранение углерода. Микробы, в том числе фотосинтезирующий фитопланктон, могут поглощать углекислый газ и втягивать его глубоко в океан, но также могут производить другие парниковые газы.
«Это не битные игроки. Микробы в океане контролируют элементные циклы и составляют основу пищевой цепи. Вообще говоря, они действительно важны в океане », - говорит Эд Делонг, профессор океанографии в Гавайском университете. «Именно такого рода физико-биологическое взаимодействие, вращение этих вихрей может вызвать рост питательных веществ и вызвать цветение фитопланктона, и мы пытаемся это понять. Эти вихри, вероятно, могут оказать большое влияние на то, насколько продуктивен океан, сколько там растительной жизни, насколько хороши леса. Это действительно трудно учиться и не так хорошо понято ».
ДеЛонг вместе с профессором Гавайского университета Дейвом Карлом являются главными исследователями первого рейса автономных подводных аппаратов большой дальности. Хотя Делонг давно изучает микробные сообщества в океане, время и затраты, связанные с отправкой корабля для отбора проб, ограничивают объем информации, которую он может собрать. Получив финансирование от Фонда Саймонса, он и Карл вместе с MBARI разработали транспортные средства, которые закончили свою первую двухнедельную миссию 24 марта и уехали еще на две недели. Они останутся рядом или в Эдди, который в настоящее время вращается против часовой стрелки в сотне или около того миль к северу от Мауи. Используя поездку как пробный заезд для транспортных средств, исследователи стремятся получить серию четырехмерных снимков воды и микробов, чтобы показать, как их сообщества и действия меняются со временем.
Транспортные средства завершили свою первую двухнедельную миссию и уехали еще на две недели. (Том Хоффман, Океанский институт Шмидта) При длине до 10 футов и диаметре 12 дюймов роботы выглядят как торпеды, и на них написано «НЕ ОРУЖИЕ». (Команда сделала три, но развернуто только два). Одна опора, работающая на литии Ионные батареи, будут разгонять их до 600 миль на зарядке. Спутниковая связь помогает контролировать маневры, и большие пакеты данных передаются, когда транспортные средства находятся в пределах досягаемости Wi-Fi или сотовых данных. Внутри находится уменьшенная версия имеющегося в продаже процессора для обработки окружающей среды (ESP), созданного инженерами из MBARI.
Джим Бирч, который руководит программой ESP в MBARI, также помогал проектировать и создавать подводные аппараты. Это включало минимизацию сопротивления и энергопотребления, а также использование скользящего батарейного блока (для перемещения массы вперед / назад и наклона носа вниз или вверх) и внешнего мочевого пузыря, расширяемого маслом, для изменения плавучести. Устройства могут быть быстро развернуты, чтобы обнаружить вихри, видимые со спутника, и могут спокойно путешествовать под бурей. Опция нейтральной плавучести делает их хорошо подходящими для плавания в вихрях, но это не единственная ситуация, в которой они могут быть полезны. Они предлагают более активные альтернативы менее мобильным устройствам, таким как 4000 плавучих Argos в форме буя, управляемых Калифорнийским университетом Сан-Диего, которые тонут и поднимаются в вертикальной плоскости. Волновые планеры и парусные дроны курсируют по поверхности, но не могут исследовать более глубокие слои океана. Океанографический институт Вудс-Хоул эксплуатирует несколько автономных транспортных средств, в том числе некоторые, которые ныряют очень глубоко, а некоторые движутся без движения, полагаясь на ток и заполненный маслом пузырь, аналогичный устройству MBARI, при этом большая разница заключается в комбинации Гавайских островов. / Дальнобойщик MBARI и пробоотборник ESP. Уже существует так много беспилотных подводных автономных транспортных средств, что в 2012 году The Economist опубликовали историю под названием «20 000 коллег под водой» о плавучих морских планерах, таких как в Вудс-Хоул.
«Изучение океана похоже на изучение Марса или Юпитера», - говорит Берч. «Мы можем выходить из этого немного чаще, но это суровая, суровая среда, и отправка роботов, которые могут оставаться в течение длительного периода времени относительно того, что мы делаем сейчас, является огромным скачком. Это изменит океанографию ».
