開發水下機器人探索極地冰層深處

以下翻译自原文：

在阿拉斯加北部多風、冰凍的波弗特海的一個偏遠地區，來自南加州美國宇航局噴氣推進實驗室的工程師們擠在一起，凝視著厚厚的海冰層中的一個狹窄的洞。在他們下方，一個圓柱形機器人在寒冷的海洋中收集測試科學數據，透過繩索將其連接到將其放入鑽孔的三腳架上。

這次測試讓工程師有機會在北極操作他們的原型機器人。這也是他們向「IceNode」計畫的最終願景邁出的一步：一群自主機器人將在南極冰架下冒險，幫助科學家計算冰凍大陸失去冰的速度，以及融化可能導致全球海洋變暖的速度。 。

海水變暖，地形險惡

如果南極洲冰蓋完全融化，全球海平面預計將上升 200 英尺（60 公尺）。它的命運是海平面上升預測中最大的不確定性之一。就像氣溫升高導致地表融化一樣，冰與下方循環的溫暖海水接觸時也會融化。

為了改進預測海平面上升的電腦模型，科學家需要更準確的融化速率，特別是在冰架（從陸地延伸出的數英里長的浮冰板）下方。雖然冰架不會直接增加海平面上升，但它會減緩冰蓋向海洋的流動。

噴射推進實驗室的 IceNode 計畫專為地球上最難以到達的地點之一而設計：南極冰架深處的水下洞穴。目標是直接在冰融化速度最快的區域的冰海界面獲取融化速率數據。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

挑戰：科學家想要測量融化的地方是地球上最難到達的地方。具體來說，科學家希望瞄準被稱為「接地區」的水下區域，那裡是漂浮的冰架、海洋和陸地的交匯處，並觀察未繪製地圖的洞穴深處，那裡的冰可能融化得最快。上方危險且不斷變化的景觀對人類來說是危險的，衛星無法看到這些空洞，這些空洞有時位於一英里厚的冰層之下。 IceNode就是為了解決這個問題而設計的。

JPL 氣候科學家兼 IceNode 科學負責人 Ian Fenty 表示：“多年來，我們一直在思考如何克服這些技術和後勤挑戰，我們認為我們已經找到了方法。” “目標是直接獲取冰架下方冰海融化界面的數據。”

浮動船隊

IceNode 的工程師利用他們在設計太空探索機器人方面的專業知識，正在開發長約8 英尺（2.4 公尺）、直徑約10 英寸（25 公分）的飛行器，其三腳「起落架」從一端彈出，用於連結機器人。這些機器人不具備任何形式的推進力；相反，他們會藉助使用洋流模型資訊的新穎軟體自主定位自己。

北極實地測試

雖然 IceNode 還需要進一步的開發和測試，但迄今為止的工作還是很有希望的。繼先前在加州蒙特利爾灣和蘇必利爾湖冰凍的冬季水面下進行部署之後，2024 年 3 月的波弗特海之旅提供了首次極地測試。 -50 華氏度（-45 攝氏度）的氣溫對人類和機器人硬體都構成了挑戰。

該測試是透過美國海軍北極潛艇實驗室兩年一次的冰營進行的，該行動為期三週，為研究人員提供了一個臨時大本營，可以在北極環境中進行實地工作。

當原型機下降到海洋約 330 英尺（100 公尺）時，其儀器收集了鹽度、溫度和流量資料。團隊還進行了測試，以確定未來機器人脫離束縛所需的調整。

「我們對進展感到滿意。希望繼續開發原型機，將它們帶回北極進行未來海冰下的測試，並最終看到整個艦​​隊部署在南極冰架下，」格里克說。 “這是科學家需要的有價值的數據。任何讓我們更接近實現這一目標的事情都是令人興奮的。”

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原文：https://techxplore.com/news/2024-08-underwater-robots-venture-deep-polar.html

油管：https://youtu.be/nBB2jvaQvs8