האוקיינוס הדרומי סביב אנטארקטיקה הוא מקום מסוכן ומבשר רעות. מהירויות הרוח יכולות לעלות על 130 קמ"ש וגלים גבוהים כמו בניין בן 5 קומות הם שכיחים, יחד עם קרחונים תדירים. משמעות הסכנות באזור היא שאין תנועת אוניות סדירה, מה שמקשה על קבלת נתוני מזג אוויר מדויקים. עם זאת, רכישת נתונים אלה מהאוקיינוס הדרומי היא חיונית לביצוע הערכות מדעיות של האטמוספירה של כדור הארץ, האקלים ומצב האוקיינוסים.
כדי לעמוד באתגר, קונסורציום של חוקרים בחסות קרן לי קה שינג (Li Ka Shing Foundation) יצר סדרה של כלי שיט בלתי מאוישים המסוגלים לעמוד בתנאים הקיצוניים בים סביב אנטארקטיקה. משתפי פעולה מדעיים בפרויקט כוללים: מינהל האוקיינוסים והאטמוספירה הלאומי של ארה"ב (NOAA), מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי של ארה"ב (NASA), ארגון המחקר המדעי והתעשייתי של אוסטרליה (CSIRO), המחקר האקולוגי ארוך הטווח של פאלמר (LTER) , מכון סקריפס לאוקיינוגרפיה, מערכת התצפית של האוקיינוס הדרומי (SOOS), הסוכנות היפנית למדע וטכנולוגיה ימית וארצית (JAMSTEC), המכון לחקר הקוטב של קוריאה (KOPRI), מכון הקוטב הנורבגי (NPI), אוניברסיטת אקסטר, אוניברסיטת גטבורג, המחלקה למדעי הים, אוניברסיטת אוטגו והמכון הלאומי לחקר מים ואטמוספירה של ניו זילנד (NIWA).
הפרויקט תואר בהצהרה לעיתונות של סיילדרואון (Saildrone). "אחד ה'שטחים המתים' הגדולים ביותר שלנו מבחינת הידע האקלימי ותחזית העתיד שלו נמצאת באוקיינוס הדרומי. הדבר נובע בעיקר מהמחסור החמור בתצפיות, במיוחד בחורף, בסביבה הנידחת והקשה הזו. זה מוביל להבנה לקויה של האוקיינוסים הקוטביים הללו", אמר סבסטיאן סווארט (Sebastiaan Swart), יו"ר משותף של מערכת התצפית של האוקיינוס הדרומי (SOOS).
ב-19 בינואר 2019, כלי שייט בלתי מאויש בשם SD 1020 יצא מבלאף (Bluff), ניו זילנד, עם משימות כבדות. SD 1020 נשלח לכסות 22,000 קילומטרים מסביב לאוקיינוס האנטארקטי (הדרומי), שבו גלים עצומים מתנשאים מדי פעם לכמעט 24 מטר, רוחות פרץ עולות על 65 קשר (120 קמ"ש), וקרחוני ענק מגיחים משום מקום, כשהאוקיינוס עוטף את אנטארקטיקה כמו המרבד הקפוא ביותר אי פעם - מסת המים הקרה, הנידחת והעוינת ביותר בכדור הארץ. ה-SD 1020 הציג נחישות רבה. ב-3 באוגוסט 2019, הוא חזר לבלאף בשלום והפך לכלי השיט הראשון אי פעם שהשלים הקפת אוטונומית של אנטארקטיקה.
כלי השיט SD 1020 הוא חבר במשפחה הרחבה יותר של כלי שיט אוטנומיים של סיילדרואון, כלי שיט בלתי מאוישים המונעים ע"י רוח ושמש, המסוגלים לשוט 100 קילומטרים בממוצע ביום, ואשר מורכבים מגוף צר באורך שבעה מטרים, כנף גבוהה של חמישה מטרים ושדרית עם שוקע של 2.5 מטר. כלי שיט אלו ניתנים להשטה והחזרה מכל רציף על חוף הים ויכולים להארז בקונטיינר שילוח המאפשר העברה לכל אתר שיגור. כשהם משוגרים מרציף, הם יכולים להפליג לאזור המחקר ולחזור לאחר השלמת המשימה.
"סיילדרואונים הם אוטונומיים", אומר ריצ'רד ג'נקינס (Richard Jenkins), מהנדס, מייסד ומנכ"ל סיילדרואון החברה שמתכננת, מייצרת ומנהלת את כלי השיט הבלתי מאוישים (USV) האלה. אדם נותן להם מסלול להפלגה ונקודות ציון, וכלי השיט מגיעים מנקודת ציון אחת לאחרת באופן אוטונומי בעצמם. והם עושים זאת מבלי לסכן את הים או את כל החיים הימיים שהוא חוצה את דרכם.
הטכנולוגיה המאפשרת אוטונומיה זו מיטבית: כל כלי שיט נושא מערכת זיהוי אוטומטית, פנסי ניווט, רפלקטור מכ"ם, צבעי כנפיים עם נראות גבוהה, ארבע מצלמות, פרופילי זרם דופלר אקוסטיים (מערכות סונאר למדידת מהירויות זרם מים), מקליטים אקוסטיים פסיביים עבור מחקרי יונקים ימיים, ומערך של 20 חיישנים, שונים עבור כל כלי שיט (חיישנים מותאמים בהתאם למשימות שהמפעיל האנושי רוצה להשלים).
מקושרים למחשבים על הסיפון ומשדרים את הנתונים שלהם באמצעות תקשורת לוויינית למרכז בקרת משימות סיילדרואון באלמדה (Alameda), קליפורניה, חיישנים אלה יכולים למדוד כל דבר, בין אם זה אוויר, ים וטמפרטורת מים, קרינה, לחץ ברומטרי, מהירות וכיוון הרוח, גובה ותדירות גלים, רמות מליחות וחומציות, ביומסה והרשימה עוד ארוכה.
כאשר SD 1020 שוגר מבלאף, ניתנה לו פקודה להשלים אוסף של מטרות מדעיות. רובן עסקו בחקר שפע הקרילאים, הקשרים הישירים והעקיפים בין טורפים ימיים וטרף, וספיגת הפחמן הדו חמצני באוקיינוס וההחמצה הכללית - מטרות שפותחו בשיתוף עם סוכנויות מחקר בולטות בארה"ב, אירופה ואוסטרליה. אך SD 1020 לא עזב את חופי ניו זילנד לבד.
באותו יום בינואר שוגרו SD 1022 ו-SD 1023, שני כלי שיט בלתי מאוישים נוספים, לצד SD 1020, אך ניזוקו בדרך ונאלצו לחזור לבלאף זמן קצר לאחר מכן. (שני כלי השיט שוגרו מחדש במאי 2020 לדרום האוקיינוס האטלנטי, לאסוף נתונים על קרילאים). מה שהפך את SD 1020 להצלחה היה הכנף שלו. ל-SD 1022 ול-SD 1023 היה כנף גבוה וצר, שלא היה מסוגל לעמוד בפני רוחות מעל 60 קשר ובגלים המאסיביים שלה. לכלי השיט המנצח היה "ריג מרובע" חזק המסוגל לעמוד בכוחות העצומים של גלגול ושקיעה בגלים של 15 מטר. זו היתה תוצאה של 10 שנים של מחקר שנמשך בצורה מעניינת מהניסיון המוצלח הקודם של ג'נקינס לשבור את שיא מהירות היבשה לרכב המונע ברוח. "האוקיינוס הדרומי הוא אחד האזורים הבלתי נחקרים ביותר בכוכב הלכת שלנו", אומר ג'נקינס. "הישרדות כלי השיט בים במשך [כל כך] הרבה זמן היא אבולוציה של הנדסה מוצקה מאד", אמר ג'נקינס.
למרות שמדענים עדיין לא סיכמו את הסקרים שלהם, ג'נקינס בטוח שלנתונים שהביא SD 1020 לחוף לאחר שהקיף את האוקיינוס הצעיר בעולם במשך 196 ימים תהיה השפעה עצומה על הבנתנו את הסביבה, מזג האוויר והאקלים. ויסייע למגזרי הספנות, הדיג וחיפושי הנפט והגז.
"אנחנו לא יכולים לטעון שום טענות גורפות לפני שמדענים מעבדים את הנתונים, אבל זה בטוח לומר שכבר יש לנו נתונים חדשים וחשובים, במיוחד בהתייחס לשיעורי ספיגת הפחמן באוקיינוס הדרומי", אומר ג'נקינס. ידע מדעי קודם על האוקיינוס הדרומי שהתבסס בעיקר על תצפיות שבוצעו מספינות שנמנעו מתנאי מזג אוויר חורפיים קיצוניים באזור הניח שאנטארקטיקה היא אגן פחמן ענק. אבל לנוכח הממצאים האחרונים, מדענים עשויים לרצות לשקול זאת מחדש.
"עבודה שנעשתה באמצעות פרויקט תצפית ומידול הפחמן והאקלים הדרומי [SOCCOM - תוכנית רב-מוסדית שמטרתה לפענח את מסתורי האוקיינוס הדרומי ולקבוע את השפעתו על האקלים] כללה פריסת חיישני pH על מצופים אוטונומיים באוקיינוס, צינור שפותח על ידי Team Durafet, אחד מהצוותים הזוכים ב-Wendy Schmidt Ocean Health XPRIZE", אומרת ג'יוטיקה וירמאני (Jyotika Virmani), אוקיאנוגרפית, מדענית אטמוספירה ומנהלת הפלנטה והסביבה ב-XPRIZE.
"הנתונים הראו שהאוקיינוס הדרומי אולי לא סופג פחמן כמו שחשבו עד כה, עם זאת, היה חוסר ודאות בנתונים האלה", ממשיכה וירמני. ברור שהיא מוצאת את משימת הסיילדרואון כהישג גדול: "הרוחות החזקות וגלי הענק, ובאופן כללי התנאים הקשים ביותר של האוקיינוס האנטארקטי בחורף מקשים מאד על דגימה מדויקת עם כלי שיט מאוישים. משימת הסיילדרואון המדהימה האחרונה הראתה שקידום טכנולוגיות אוטונומיות ובלתי מאוישות יכולות באמת לשפר את ההבנה של האוקיינוס שלנו".
פטרוס יואנו (Petros Ioannou), פרופסור למערכות הנדסת חשמל באוניברסיטת דרום קליפורניה, גם הוא בטוח שצעדים כה גדולים בחקר האוקיינוסים הם ביטוי טבעי של לאן מועדות פניה של הטכנולוגיה. "זה נהדר שיש את כל כלי השיט הבלתי מאוישים האלה", אומר יואנו. "אנחנו מדברים על סביבה מאד עוינת שבה זה יהיה מסוכן לבני אדם להיות על הסיפון".
אז כלי השיט האלה הופכים לרבי עוצמה. הם יכולים לגלות דברים שלא ניתן היה לגלות בעבר. עם זאת, יואנו ממהר להשמיע הערה סקפטית יותר לגבי בטיחות כלי השיט הבלתי מאוישים. "מה קורה אם פיראטים יפריעו לאותות המגיעים ממרכזי השליטה של המפקדים ויכוונו את כלי השיט למקום אחר?" הוא שואל. "מה אם יאבד קשר עם כלי השיט? איך זה משוחזר? אחרי איזה סוג של פרוטוקולים הוא יעקוב? מה לגבי מצבי הכשל שלו? אפשר להטביע אותו למשל? איך מבטלים את הסיכון של גרימת תאונות אפיות?" שואל יואנו.
כשנשאל אם לכלי השיט הבלתי מאוישים יש מצבי כשל, ג'נקינס אמר שאין צורך ביכולת השמדה עצמית של כלי השיט מכיוון שהנתונים שלהם מוצפנים, ואין ערך גרוטאה לכלי השיט, כך שהמטרות ללכידה באותה צורה שבה לוכדים מל"טים, בעיקר מל"טים צבאיים, הן אחרות.
יואנו גם נראה לא בטוח לגבי מי עומד להרוויח מטכנולוגיות כאלה. "בוא נגיד שאתה ממפה את האוקיינוס, כמו שאנחנו ממפים את החלל. מי ישלם על זה? מי ירוויח מהידע על האוקיינוס העמוק? אנחנו יודעים שיש מינרלים בקרקעית האוקיינוס. כנראה חברות כריית נפט?" הוא אומר. (מאמינים שהאוקיינוס האנטארקטי מחזיק מרבצים עצומים של שדות נפט וגז בשולי היבשת ומינרלים יקרי ערך כמו זהב).
בינתיים, באוגוסט 2020, בן משפחה אחר, SD 1021, השלים את החציה הבלתי מאוישת המהירה ביותר של האוקיינוס האטלנטי. SD 1021 שוגר מברמודה שבצפון האוקיינוס האטלנטי ב-25 במאי, עם המשימה להפליג לעבר הסולנט (Solent), המיצר המפריד בין האי וייט ליבשת אנגליה, ולכסות 5,550 ק"מ ב-75 ימים. זה היה עוד מירוץ שיא עבור סיילדרואון, שלפי אתר האינטרנט שלה, אוספת את הנתונים של כל המשימות שלה להערכת מצאי דגים, מעקב אחר יונקים ימיים, מיפוי באטימטרי, ניטור שינויים במערכת האקולוגית של האוקיינוס, ותחזית מזג אוויר משופרת.
ממש עכשיו, החברה משיטה יותר מ-30 כלי שיט ברחבי העולם, במטרה לגדול לגודל של צי. "אנחנו מייצרים 100 כלי שיט בלתי מאוישים השנה ומתכוונים לייצר 200 בשנה הבאה", אומר ג'נקינס. "בשנה הבאה, אנחנו רוצים שיהיו לנו 10 עד 20 כלי שיט שיקיפו באופן קבוע את האוקיינוס הדרומי". על פי ההערכות 1,000 כלי שיט בלתי מאוישים שמשייטים על פני כדור הארץ הם מטרת הקצה האולטימטיבית של מנכ"ל סיילדרואון; הוא רוצה למלא את כדור הארץ עם סליידרונים. "אספנו נתונים מהמקום שבו מעולם לא נאספו נתונים והוכחנו שאנחנו מסוגלים לנווט בכל מקום בעולם, לאורך כל השנה", אומר ג'נקינס. "זה פותח את הדלת לפרק חדש לגמרי בהבנת מזג האוויר והאקלים."
מקורות:
