https://frosthead.com

Need veealused robotid pakuvad uut võimalust mikroobide proovimiseks ookeanist

Maui põhjakalda ääres teevad paar torpeedokujulist sukeldujat keerulise tantsu keerlevas veesambas. Kuna eddie pöörleb vastupäeva, tõmmates setteid ja toitaineid sügavusest üles, hõljub üks neist pikamaa-alustest veealustest autonoomsetest sõidukitest kannatlikult, kogudes kolonnis mikroobide elu proove, teine ​​aga ajab ennast ringi, katsetades soolsust ja temperatuuri. veest. Lähedal asuva laeva pardal hoiavad Hawaii ülikooli okeograafid vahelehti ja vajadusel kohandavad sõidukite trajektoore.

Projekt on Manoa Hawaii ülikooli, Schmidti ookeani instituudi ja Monterey lahe akvaariumi uurimisinstituudi (MBARI) koostöö, et proovida vett, seostada selles mikroskoopilise elu genoome ja kasutada neid andmeid vertikaalsed veekihid nendes keeristes ja kuidas elu nendes mõjutab ookeani, sealhulgas toiduahela, ning süsiniku tootmist ja ladustamist. Mikroobid, sealhulgas fütoplanktonit fotosünteesiv, võivad absorbeerida süsinikdioksiidi ja juhtida selle sügavale ookeani, kuid võivad tekitada ka muid kasvuhoonegaase.

“Need pole natuke mängijad. Ookeanis olevad mikroobid kontrollivad elementaarseid tsükleid ja on aluseks toiduahelale. Üldiselt on nad ookeanis tõesti olulised, ”ütleb Hawaii ülikooli okeanograafiaprofessor Ed DeLong. "See on selline füüsikalis-bioloogiline koostoime, need keerised, mis keerutavad ja mis võivad toitaineid tuua üles ja põhjustada fütoplanktoni õitsemist, mida me proovime mõista. Nendel pööristel võib olla suur mõju ookeani produktiivsusele, kui palju on seal taimestikku, kui head metsad kasvavad. Seda on tõesti raske uurida ja mitte nii hästi aru saada. ”

DeLong koos Hawaii ülikooli professori Dave Karliga on peamised uurijad pikamaa-autonoomsete veealuste sõidukite esimesel reisil. Ehkki DeLong on juba pikka aega uurinud ookeani mikroobikooslusi, on laevade proovide võtmiseks väljasaatmiseks kulunud aeg ja kulud piiratud kogusega, mida ta võib koguda. Simoni Fondi rahastusel tegid ta koos Karl-ga MBARI-ga koostööd sõidukite kavandamisel, mis lõpetasid oma esimese kahenädalase missiooni 24. märtsil ja on lahkunud veel kaheks nädalaks. Nad jäävad pöördele või pöördealale, mis praegu keerleb Maui'st sada miili põhja pool vastupäeva. Kasutades reisi sõidukite jaoks mõeldud tavajooksuna, on teadlaste eesmärk saada vee ja mikroobide neljamõõtmeliste piltide seeria, et näidata, kuidas nende kogukonnad ja tegevused aja jooksul muutuvad.

Varjab-vee all-pikamaa-robot.jpg Sõidukid lõpetasid oma esimese kahenädalase missiooni ja on äsja lahkunud veel kaheks nädalaks. (Thom Hoffman, Schmidti ookeani instituut)

Kuni 10 jalga pikad ja läbimõõduga 12 tolli näevad robotid piisavalt välja nagu torpeedod, et neil oleks silt “NOT WEAPON” (meeskond tegi kolm, kuid kasutusele on võetud ainult kaks.) Üks liitiumjõul töötav tugipostid. ioonakud, sõidavad need laadimisega kuni 600 miili. Satelliidiühendus aitab manöövreid juhtida ning suuremad andmepaketid edastatakse siis, kui sõidukid on WiFi või mobiilsideandmete levialas. Housed sees on MBARI inseneride ehitatud müügiloleva keskkonnaprooviprotsessori (ESP) väiksem versioon.

Jim Birch, kes juhib ESP programmi MBARI-s, aitas ka veealuseid sõidukeid kavandada ja ehitada. See hõlmas tõmbe ja energiatarbimise minimeerimist, samuti libiseva akupaki (massi liigutamiseks ette / tahapoole ja nina alla või üles kallutamiseks) ja välise põie, õliga laiendatava, kasutamist ujuvuse muutmiseks. Seadmeid saab kiiresti kasutusele võtta, et satelliidilt nähtud pööriseid uurida ja need võivad tormi all rahulikult liikuda. Neutraalse ujuvuse võimalus muudab need hästi keerdustes hõljumiseks, kuid see pole ainus olukord, kus need võivad olla kasulikud. Nad pakuvad vähem aktiivsetele seadmetele aktiivsemaid alternatiive, näiteks 4000 poi kujulist ujuvat Argot, mida haldab California ülikool San Diegos ja mis vajuvad vertikaaltasapinnale. Laine purilennukid ja purjede droonid reisivad pinnale, kuid ei suuda sügavamaid ookeanikihte uurida. Woods Hole'i ​​okeanograafiainstituut opereerib käputäis autonoomseid sõidukeid, sealhulgas mõned, mis sukelduvad väga sügavale, ja mõned, mis liiguvad ilma tõukejõuta, toetudes praegusele ja õliga täidetud põiele, mis sarnaneb MBARI seadmega, suureks erinevuseks on Hawaii kombinatsioon / MBARI sõiduki pikamaa ja ESP proovivõtja. Juba praegu on seal nii palju mehitamata veealuseid autonoomseid sõidukeid, et 2012. aastal avaldas The Economist loo nimega “20 000 kolleegi mere all” ujuvusjõul töötavate merelaevade kohta, nagu näiteks Woods Hole'ilt.

“Ookeani õppimine on nagu Marsi või Jupiteri uurimine, ” ütleb Kask. „Saame sellesse natuke sagedamini välja minna, kuid see on karm ja karm keskkond ning robotite väljasaatmine, mis võivad jääda pikaks ajaks, võrreldes sellega, mida me praegu teeme, on tohutu hüpe. See muudab okeanograafiat. ”

Need veealused robotid pakuvad uut võimalust mikroobide proovimiseks ookeanist