Подробный анализ технологий, преобразующих исследование океана — и, возможно, весь остальной мир.

Часто говорят, что мы знаем о поверхности Марса больше, чем о глубинах собственных океанов. Однако это связано не с отсутствием интереса, а с серьёзными вызовами, которые создают экстремальные условия океана, такие как огромное давление, морозные температуры и в основном полная тьма глубин.

Однако недавние технологические достижения в беспилотной разведке позволяют учёным исследовать эти неизведанные территории, что может положительно повлиять на жизнь над водой, например, улучшить текущие климатические модели, улучшить устойчивые рыболовные практики и открыть биомедицинские ресурсы глубоководных организмов.

Достижения в области автономных подводных аппаратов (AUV) кардинально изменили исследование океанов. Эти роботизированные подводные лодки могут работать самостоятельно, перемещаясь по глубинам океана без экипажа на борту. Например, в 2020 году российский AUV «Витязь-Д» провёл три часа, исследуя Марианскую впадину — самую глубокую океаническую впадину на Земле, достигнувшую глубины 10 028 метров — глубже, чем высота горы Эверест.

Аналогично, дрон ВМС США Manta Ray, долгосрочный беспилотник, представляет собой большой скачок в области беспилотных подводных технологий. Этот аппарат может работать автономно длительное время и даже впадать в спячку на морском дне, снижая расход топлива.

Одной из самых больших трудностей в глубоководных исследованиях является сложность передачи данных в режиме реального времени. В отличие от суши или космоса, радиоволны не могут распространяться через океан, поскольку вода поглощает и рассеивает эти сигналы, что существенно ограничивает их дальность и эффективность.

Недавние прорывы в подводной коммуникации начинают решать эти проблемы. Например, синие и зелёные лазеры использовались для ускорения оптической связи, позволяя передавать данные на короткие расстояния и увеличивая скорость передачи данных в 1000 раз по сравнению с традиционными методами. В сочетании с акустическими системами эти лазеры обеспечивают более эффективную связь между подводными аппаратами и наземными станциями.

Кроме того, произошли достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения, улучшившие методы сжатия данных и коррекции ошибок, что позволило передавать сложную информацию на расстояния, ранее труднодоступные и непрактичные. Эти технологии ускорили обмен данными и повысили эффективность подводных миссий, обеспечив поступление критически важной информации к ученым без существенных задержек или потерь.

Достижения в области коммуникаций также расширили наши возможности по изучению морских глубин в режиме реального времени. Например, судно NOAA Okeanos Explorer, переоборудованное из корабля ВМС США в исследовательское судно, оснащено камерами высокого разрешения и системами спутниковой связи, позволяющими вести прямую трансляцию их миссий.

Аналогично, Инициатива океанических обсерваторий предлагает прямую видеотрансляцию напрямую с Аксиального подводного вулкана — активного подводного вулкана в 250 милях от побережья Орегона. Эти видеопотоки в высоком разрешении доступны каждые три часа, позволяя каждому в мире наблюдать за активностью вулкана и окружающей морской жизнью. Вы можете смотреть его отсюда.