Подводный робот

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.

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.

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.
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.
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.

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.