Глибоке занурення в технологічні зміни, що трансформують дослідження океану — і, можливо, решту світу

Часто кажуть, що ми знаємо більше про поверхню Марса, ніж про глибини наших океанів. Однак це пов'язано не з браком інтересу, а радше з величезними викликами, що виникають через екстремальні умови океану, такі як величезний тиск, низькі температури та здебільшого повна темрява глибин.

Але нещодавні технологічні досягнення в безпілотних дослідженнях дозволяють вченим досліджувати ці незвідані території, що потенційно позитивно впливає на життя над водою, наприклад, покращує сучасні кліматичні моделі, вдосконалює методи сталого рибальства та відкриває біомедичні ресурси з глибоководних організмів.

Досягнення в галузі автономних підводних апаратів (АНПА) докорінно змінили дослідження океану. Ці роботизовані підводні човни можуть працювати самостійно, переміщаючись по глибинах океану без екіпажу на борту. Наприклад, у 2020 році російський автономний безпілотний корабель «Витязь-Д» провів три години, досліджуючи Маріанську западину, найглибшу океанічну западину на Землі, досягнувши глибини 10 028 метрів — глибше, ніж висота гори Еверест.

Аналогічно, Manta Ray ВМС США, безпілотник тривалої дії, є великим кроком у розвитку безпілотних підводних технологій. Цей транспортний засіб може працювати автономно протягом тривалого часу і навіть може перебувати в сплячці на морському дні, щоб зменшити витрату палива.

Однією з найбільших перешкод у глибоководних дослідженнях була складність передачі даних у режимі реального часу. На відміну від суші чи космосу, радіохвилі не можуть поширюватися через океан, оскільки вода поглинає та розсіює ці сигнали, що значно обмежує їхню дальність та ефективність.

Нещодавні прориви в підводному зв'язку починають вирішувати ці проблеми. Наприклад, сині та зелені лазери використовувалися для пришвидшення оптичного зв'язку, що дозволяло здійснювати високошвидкісну передачу даних на короткі відстані, збільшуючи швидкість передачі даних у 1000 разів порівняно з традиційними методами. У поєднанні з акустичними системами ці лазери забезпечують ефективніший зв'язок між підводними апаратами та наземними станціями.

Крім того, відбулися досягнення в галузі штучного інтелекту та машинного навчання, що вдосконалило методи стиснення даних та виправлення помилок, що дозволило передавати складну інформацію на раніше складні та непрактичні відстані. Ці технології пришвидшили обмін даними та підвищили успішність підводних місій, гарантуючи, що критично важлива інформація досягне вчених без значних затримок чи втрат.

Досягнення в галузі комунікації також розширили нашу здатність відчувати морські глибини в режимі реального часу. Наприклад, Okeanos Explorer NOAA, корабель ВМС США, перетворений на дослідницьке судно, оснащений камерами високої чіткості та системами супутникового зв'язку, що дозволяють транслювати їхні місії в прямому ефірі.

Аналогічно, Ініціатива океанічних обсерваторій пропонує пряму відеотрансляцію безпосередньо з Аксіальної підводної гори, активного підводного вулкана за 250 миль від узбережжя Орегону. Ці відеопотоки високої чіткості доступні кожні три години, дозволяючи будь-кому у світі спостерігати за активністю вулкана та навколишнім морським життям. Ви можете дивитися це звідси.