Изучение полезных ископаемых океана носит комплексный характер и включает:
- геолого-разведочные работы (ГРР),
- инженерно-геологические работы,
- экологические исследования
- геолого-экономические исследования;
- информационно-аналитическую службу;
- разработку аппаратурно-технических комплексов,
- разработку технологий металлургической переработки океанических руд,
- разработку глубоководных (обитаемых) аппаратов .
Решаются технологические и технические вопросы добычи ТПИ со дна океана и обеспечения ГРР.
Аналоги[]
Оптика: см. Всефокусная видеокамера
"Страна роботов"[]
Фрагмент "городка роботов". Внизу показаны: плавающий робот, измеритель течений, ровер, видеокамера с освещением, акустический допплеровский датчик, датчик питательных веществ и волновой сенсор (иллюстрация с сайта neptune.washington.edu).
Неподвижные станции и россыпи датчиков, роботы, ползающие по дну, и роботы, плавающие в толще воды – все они способны жить на глубине и беспрерывно отправлять наверх гигабайты научной информации. Это - роботизированная исследовательская сеть, покрывающая участок дна размером 500 на 1 тысячу километров, развернётся на тектонической плите Хуан-де-Фука (Juan de Fuca) в Тихом океане, лежащей близ побережья США и Канады
Создано 25 экспериментальных участков (чуть позже — до 50), которые вполне можно назвать "городками" роботов. Между собой они соединены грандиозной оптико-волоконной и силовой кабельной сетью общей протяжённостью 3 тысячи километров. Ничего более масштабного человечество, кажется, на дне пока не строило.
Эта сеть-обсерватория наполнена машинами, собирающими всю мыслимую информацию о геологических, физических, химических и биологических процессах на дне, в толще воды и даже на некоторой глубине под океанским дном...
Измерения сети будут охватывать процессы, длящиеся от микросекунд до десятилетий. Это тоже уникальная возможность нового инструмента учёных.
Neptune будет иметь выход в Интернет, куда в реальном времени и непрерывно будет скармливать добытые данные. И не только командам учёных, занятым в проекте, но и множеству научных групп по всему миру и даже – прямо в классы школ и институтов. Это будет не только научно-исследовательский, но и образовательный проект.
Neptune рассчитан на непрерывную работу в течение 30 лет.
А что дальше? Быть может, попрактиковавшись в эксплуатации этой сети, учёные приступят к изучению (при помощи роботов) внеземных океанов! Есть же предположения о наличии таковых на некоторых спутниках внешней Солнечной системы.
Сами авторы проекта Neptune отмечают, что он может стать, кроме своего основного назначения, ещё и полигоном для экспериментальных автоматических аппаратов, спроектированных специально для внеземных подводных миссий.
Вся инфраструктура Neptune обойдётся США и Канаде в $250 миллионов, включая разработку, постройку, монтаж и эксплуатационные расходы в первые пять лет.
"Автономные подводные исследователи"[]
(autonomous underwater explorers – AUE)
На начальном этапе экспериментального проекта исследователи построят пять или шесть "футбольных мячей" и 20 версий роботов меньшего размера.
С помощью роя роботов учёные рассчитывают получить новые данные о течениях, температуре, солёности и давлении, информацию о ряде океанических явлений, разузнать подробности о ситуации в охраняемых морских районах, определить места обитания находящихся под угрозой видов, отследить вредные цветущие водоросли и фитопланктон, а потенциально – заняться мониторингом последствий инцидентов, например разливов нефти или авиакатастроф.
Научный робот с зарядкой от океана[]
SOLO-TREC весит 84 килограмма. Ключ к его подводной подзарядке – восковой состав – содержится в 10 внешних трубах, закреплённых на корпусе. Справа: маршрут первого путешествия робота (иллюстрации NASA/JPL/SIO/NOAA/U.S. Navy/NGA/GEBCO/Google).
Звуковой океанографический лагранжевый наблюдатель с термической зарядкой" (Sounding Oceanographic Lagrangrian Observer Thermal RECharging — SOLO-TREC). На воду он был спущен 30 ноября 2009-го, а в марте 2010 года успешно завершил трёхмесячный тест на выносливость, совершив в ходе миссии более 300 погружений.
Энергию SOLO-TREC извлекает из разности температуры поверхностных и глубинных вод по мере того, как выполняет регулярные спуски на глубину 500 метров. Специально подобранный материал (восковой состав)с изменением фазы (PCM) плавится и расширяется примерно на 13%, когда нагревается выше 10 градусов Цельсия и, соответственно, твердеет и сжимается, когда охлаждается ниже этой отметки.
Эти пульсации создают давление в масляной системе, — объясняется в пресс-релизе JPL (лаборатория и создала эту систему зарядки), — масло приводит в движение гидромотор, который соединён с генератором, питающим батареи. SOLO-TREC запрограммирован выполнять за один день по 3-4 погружения, и в ходе каждого из них термальная система генерирует 1,6-1,7 ватт-часа электроэнергии. Кажется, совсем немного, но этого хватает для питания научных датчиков, GPS-навигатора и системы связи, а также — для управления плавучестью аппарата (для чего на борту имеется поплавок с изменяемым объёмом).
Сейчас SOLO-TREC перешёл к расширенной миссии: JPL и институт намерены оставить машину в воде на месяцы, если не на годы. Отныне подобные аппараты не ограничены в сроке службы зарядом батарей и могут поставлять информацию из морских глубин непрерывно.