Беспилотные катера заполняют белые пятна в полярной экспедиции
Не так давно пятая антарктическая научно-исследовательская станция Китая — Морская станция Росс — официально заложила свой первый камень на остров Невыразимый (74°54’S 163°39’E). Хотя подготовительные и исследовательские работы начались несколько лет назад, для полного завершения строительных работ потребуется еще четыре года. В ноябре 2017 года четыре беспилотных катера компании Oceanalpha Co., Ltd на борту экспедиционного антарктического судна «Снежный дракон» («Snow Dragon») выдвинулись на юг в направлении моря Росса, чтобы принять участие в строительстве. Беспилотники работали в течение почти 40 часов, завершив многолучевую топографическую съемку морского дна на всей площади в пять квадратных километров. Этот результат не только заполнит белое пятно в антарктическом регионе, но и обеспечивает поддержку пространственных географических данных для морской навигации и строительства новой станции.
Это 34- я китайская антарктическая экспедиция, цель которой — построить пятую антарктическую станцию страны, вслед за станциями «Великая китайская стена», «Чжуншань», «Куньлунь» и «Тайшань».
Команда экспедиции состоит из 334 участников из более чем 80 компаний и организаций. В ходе экспедиции команда в полной мере использовала корабельные, ледовые и морские платформы для проведения совместных наблюдений на суше, океане, атмосфере, шельфе льда и организмах. Их исследования также помогут создать национальную сеть наблюдений в Антарктике, защитить морскую среду и контролировать загрязнение вокруг станции.
Местоположения китайских арктических станций
Беспилотные катера компании Oceanalpha впервые посещают Антарктиду
Чансинь Лян, инженер из Oceanalpha, был выбран национальной командой экспедиции в июле прошлого года. Он погрузился на борт антарктического судна «Снежный дракон» с двумя беспилотными катерами M80 и двумя SE40 для выполнения автономной гидрографической разведки.
До этого, гидрографическая съемка выполнялась в основном с использованием судов, управляемых экипажем, который предупреждал геодезистов на борту об угрозах безопасности, но такие работы могли быть проведены только в каналах. Применение беспилотных судов значительно расширяет область исследования и снижает затраты на рабочую силу и топливо, так как они работают на электричестве или дизеле.
Задачи беспилотных катеров в этой экспедиции включают батиметрическую съемку, топографическую съемку морского дна, исследование потока воды и приливов. Определение направления течений поможет в проекте системы циркуляции воды на станции; наблюдение за приливами и определение самой высокой точки над уровнем моря определит высотное положение станции, чтобы избежать ее затопления морской водой.
М80 спускают на воду
На все нужно время, время,
время
Применение беспилотных судов сильно зависит от погодных условий. В условиях плохой погоды, работное время не превышает двух часов непрерывной работы.
«Погода в Антарктиде непредсказуема. Когда мы опускали катера, все было хорошо, погода была тихой, но как только катер коснулся поверхности моря, внезапно начал падать снег, и температура мгновенно упала. Как будто погода мешала нашей работе, но мы никогда не сдаемся», — комментирует Лян.
Поскольку материнское судно «Снежный дракон» сопровождает более 200 миссий, нелегко найти неперекрывающийся интервал. Лян продолжает:
«Мы должны были участвовать в гонках против погоды, а также координировать свои действия с другими 200 проектными командами, которые ожидали своей очереди, чтобы выполнить свои миссии на материнском корабле в строго ограниченное время».
Каждый проект имеет жесткие ограничения на участников и оборудование. Каждая команда может быть укомплектована только двумя-тремя сотрудниками. Оборудование должно быть высоко интегрировано; сборка, требующая много времени и энергии на месте, недопустима.
В своем интервью д-р ДжинДжинг Пу, директор по технологиям морских применений Oceanalpha, а также ведущий инженер по исследованиям и разработкам беспилотных катеров M80, заявил:
«Во время подготовки M80 для антарктической экспедиции мы учитывали все ограничения, но никогда не шли на компромисс в его многофункциональности и гуманизации ».
М80 во время испытаний на базе китайской полярной экспедиции
Доктор Пу был преподавателем в Океанском университете Циндао, участвуя в исследованиях он провел более 800 дней в море подряд. В 2016 году он решил покинуть университет и присоединиться к Oceanalpha, чтобы участвовать в разработке морских беспилотных катеров, которые в будущем помогут последователям и юниорам проводить океанские экспедиции, которые связаны с более высокой интенсивностью работы и большими рисками.
По словам доктора Пу, M80 имеет модульную конструкцию, поэтому его удобно собирать, он дает большую емкость для исследовательских приборов. С помощью крана и прицепных устройств катер выпускается и поднимается. Управление осуществляется двумя-тремя операторами, позволяя проводить несколько работ одновременно.
В течение всей экспедиции команда работала пять дней, пока «Снежный Дракон» выгружал материалы и оборудование для новой станции. Затем он должен был прерваться на десять дней, потому что «Снежный Дракон» отправился на станцию »Чжуншань» для участия в других проектах. Затем экспедиция могла продолжить работу еще три дня, после того, как «Снежный Дракон» вернулся в море Росса. За первые пять дней команда обследовала 3,6 квадратных километра акватории, а в общей сложности почти пять квадратных километров.
Работа М80 вблизи Невыразимого Острова
Геодезия в Антарктиде: чем полезны беспилотные катера?
Сильные ветры и течения в Антарктиде могут привести к большому количеству льдин, которые могут столкнуться с исследовательским судном, отклонить от запланированного пути или даже вызвать крушение. По словам доктора Пу, проведение точной линии съемки на воде является беспрецедентным преимуществом беспилотных катеров, что означает, так как они способны в точном соответствии с запланированным маршрутом, позволяя установленным датчикам равномерно сканировать морское дно, формируя точную топографическую карту морского дна.
Хотя M80 постоянно подвергался ударам случайно дрейфующего льда, его рабочий режим не пострадал.
Доктор Пу раскрыл секрет, который позволил выбрать M80 для полярной экспедиции:
«Принятие искусственного интеллекта и продвинутых алгоритмов гарантирует точность маршрута беспилотного катера. При объединении автономной системы предотвращения препятствий с ручным режимом дистанционного управления большинство аварийных ситуаций могут быть предотвращены. Уникально разработанный луковичный нос также может смягчить воздействие волн и льдин. Второе поколение катеров M80 улучшило материал от композитного до алюминиевого. Алюминиевый сплав более гибок, поэтому, когда происходит авария, катер будет максимально деформирован; его корпус не перестанет функционировать. Если повреждение серьезное, его можно легко отремонтировать с помощью резки и сварки. Из-за низкой температуры срок службы электрических судов в Антарктике резко сокращается, что делает их непригодными для экспедиций в Антарктику. У M80 дизельный двигатель, которые способен работать при -35 градусах Цельсия.»
Работа SE40 вблизи Невыразимого Острова