Робот-планер проплавал рекордные девять месяцев

Американский робот показал лучший результат по продолжительности работы среди всех автономных подводных машин. Он бесперебойно функционировал в Тихом океане 9 месяцев и 5 дней! За это время машина преодолела почти 5 тысяч километров, совершив 737 погружений на глубину до одного километра. Причём удивительный заплыв не был рекордом ради рекорда.

Аппарат под названием Seaglider разработан специалистами Вашингтонского университета под руководством профессора океанографии Чарльза Эриксена (Charles C. Eriksen).

Внешне устройство больше всего напоминает торпеду с крыльями, однако начинка его куда более замысловата. Достаточно сказать, что этот робот не использует винтов, а полагается на иной принцип перемещения.

В длину робот насчитывает 180 сантиметров. Кроме приёмника GPS и комплекта литиево-ионных батарей внутри корпуса уютно располагаются компьютерная система контроля, разнообразные датчики, система спутниковой связи и "плавательный пузырь" из эластичных полимеров. Последний и является одним из главных секретов машины.

Вместо отвесного спуска сквозь толщу воды планер регулирует собственную плавучесть почти так, как это делают рыбы, изменяя объём корпуса. Насосы выкачивают из расположенного в хвосте машины "плавательного пузыря" гидравлическую жидкость, когда надо нырнуть, и закачивают обратно, если нужно всплыть.

На этот раз Seaglider побил собственный рекорд, составлявший 7 месяцев и 7 дней. Когда Seaglider погружается, небольшой двигатель сдвигает комплект батарей немного вперёд, по направлению к носу устройства, так регулируется угол спуска. Рассекающие воду крылья сообщают планеру поступательное движение. Потому Seaglider и не падает – он красиво планирует, оправдывая своё название. Достигнув нужной ему глубины, робот просто повторяет процесс в обратном порядке, и Seaglider всплывает, как по волшебству. Если требуется повернуть, батареи крутятся в нужную сторону. Благодаря смещению центра тяжести "Сиглайдер" кренится и поворачивает, словно на вираже. Со стороны всё это выглядит донельзя плавно, как беззвучный пируэт маленького самолёта. Такими вот способами планер добирается до места работы.

Где он находится, с какой скоростью движется и нет ли на этом океаническом МКАД "пробок" — рифов, аппарат выясняет, сверяясь с компасом и спутниками GPS. Seaglider долго обкатывали перед решающим стартом – на фото команда учёных готовится к запуску планера на фестивале автономных подводных аппаратов AUVFEST в 2005 году (фото APL/University of Washington). О "Сиглайдере" мы, кстати, немного рассказывали ещё в 2002 году, и, надо признать, по техническим характеристикам этот аппарат во многом сходен с пересёкшим Гольфстрим роботом Spray. Тем не менее Seaglider, как абсолютный рекордсмен в своём классе, заслуживает того, чтобы познакомиться с ним поближе.

Запрограммировать Seaglider так, чтобы он мог использовать спутниковый телефон для передачи данных, – вот что было хорошей задумкой. Если учёных вдруг осеняет очередная гениальная идея, которую нужно проверить сейчас и только сейчас, они просто связываются с подопечным. Планер терпеливо выслушивает новые инструкции, а затем погружается снова. Схема наглядно демонстрирует этапы плавного погружения планера в океанскую глубину (иллюстрация APL/University of Washington). Экономичный принцип подводного передвижения, который использует Seaglider, был впервые предложен в 1989 году океанографом Генри Стоммелом (Henry Stommel). Некоторые биологи предполагают, что похожая способность позволяет дельфинам преодолевать под водой значительные расстояния, на первый взгляд даже чересчур значительные для возможностей их организма. Seaglider – далеко не первый аппарат, сконструированный с учётом этого принципа.

Существует целый ряд автономных подводных планеров (Underwater glider), классифицирующихся по давлению, которое они способны выдержать. Так, Slocum Стоммела может опускаться на глубину до 200 метров. Spray — до 1500, Seaglider, как уже говорилось, — до 1000, SeaExplorer — до 700, и Slocum Thermal — до 1200. В декабре 2006 года усовершенствованная модель Seaglider (Deepglider) достигла глубины в 2700 метров.

Автономные планеры уступают в скорости прочим механизмам подводного исследования, однако они могут заплывать на более дальние расстояния и дольше функционировать. В общем, "медленно, но верно", и трудно отрицать, что именно такой подход часто нужен при научной работе. Датчики и приборы на "Сиглайдерах" ведут запись температуры, солёности, растворённого кислорода и разных биооптических характеристик воды. Вся эта информация в целом помогает учёным лучше понять сложный процесс изменения океанических состояний. Наш герой, к примеру, за эти 9 месяцев и 5 дней добавил огромное количество ценных данных к полувековой истории изучения загадочного явления — разделения проходящего через Тихий океан единого течения на Аляскинское и Калифорнийское. Последние испытания перед выходом в открытое море.

Миссия рекордсмена проходила в Аляскинском заливе, где-то в 1500 километрах к западу от Ванкувера. Учёные скромно умалчивают, что рекордный срок автономного функционирования – это ещё не всё: уже после команды "стоп!" прошло дополнительных 10 дней. Это время Seaglider тихо-мирно дрейфовал по течению, пока его наконец не подобрало судно исследователей. Обычно когда механизмы долго находятся в море, их так и норовят облепить любопытные микроорганизмы и водоросли. Тем более поразил учёных тот факт, что когда планер вытащили из воды, его корпус был практически чист! Неизвестно, что послужило тому причиной, покрытие корпуса, скорость или какие-то иные факторы. Тот отважный планктон, который всё же прицепился к бокам Seaglider, на успешное выполнение задачи никак не повлиял. Судя по всему, аппарат его просто проигнорировал. Seaglider — отнюдь не последнее слово техники среди планеров. Поэтому исследовательская группа профессора Эриксена ещё до начала рекордного эксперимента решила усовершенствовать конструкцию аппарата. Конкретно — сделать корпус "Сиглайдера" более лёгким, чтобы он мог нести большее количество батарей. Тесно сотрудничая с Лабораторией прикладной физики (Applied Physics Laboratory), учёные сотворили из планера настоящего атлета без грамма "жира".

Однако уже в самом начале рекордного вояжа произошло недоразумение, из-за которого энергии было потрачено куда больше, чем планировалось. Океанический звук неизвестного происхождения случайно активировал одну из функций робота. В результате "испуганный" планер в течение всех девяти месяцев опыта каждые тридцать секунд (!) посылал акустический сигнал о помощи, чтобы его подобрал проходящий вблизи корабль. 14 процентов батареи разрядилось в пустоту из-за этой ошибки, что не помешало "Сиглайдеру" успешно сделать всё, что от него требовалось. Вес Seaglider составляет 52 килограмма, потому двое людей на маленькой лодке элементарно справляются с его спуском в воду и последующим подъемом. А уж при помощи крана на судне робота достать из воды и вовсе не проблема.

 Разработчики неустанно колдуют над своим детищем. В ближайших планах по модернизации — замена нынешних аккумуляторов более ёмкими (что увеличит срок нахождения под водой более чем в два раза). Также помимо надёжного, но всё же не самого изящного способа изменения курса за счёт смещения центра тяжести разрабатываются альтернативные варианты. Между тем некоторые специалисты высказывают мнение, что такие свойства планера, как экономичность и компактность, можно в будущем с успехом использовать при освоении космоса. Зонд-разведчик, сконструированный по образцу подводного планера, только представляющий собой уже небольшой дирижабль с крыльями, мог бы долгое время парить в атмосфере другой планеты, передавая на Землю бесценную информацию.

Источник: www.membrana.ru

Новости партнеров: