Od kilku tygodni w rejonie podmorskiej kaldery przebywa 12-metrowy bezzałogowy statek USV "Maxlimer", który rejestruje fizyczne i chemiczne parametry wody do głębokości 300 metrów oraz przeprowadza pomiary batymetryczne. Co ciekawe, wśród międzynarodowej ekipy badawczej znajdują się także polscy naukowcy z K2sea z siedzibą w Gdyni, w tym doktor inżynier Karolina Zwolak, która kontroluje dane przesłane prosto z pokładu USV "Maxlimer". Z racji tego, że jestem ogromnie ciekaw na czym dokładnie polega jej praca naukowa nawiązałem z Karoliną kontakt.
Na czym dokładnie polega Pani praca? W jaki sposób tworzona jest mapa podmorskiej kaldery wulkanu w Tonga?
Opracowanie mapy Hunga Tonga-Hunga Ha'apai jest częścią projektu TESMaP - Tonga Eruption Seabed Mapping Project. W ramach tego projektu dane w rejonie kaldery wulkanu zbierane były przez 2 jednostki. W maju w rejonie kaldery pracowała załoga nowozelandzkiego statku badawczego RV Tangaroa. W oparciu o zebrane przez nich dane batymetryczne powstała mapa głębokowodnych obszarów wokół HTHH. Sama kaldera uważana była za obszar wciąż niebezpieczny, długo pozostawała strefą wyłączoną z nawigacji. Stąd pomysł wysłania tam jednostki bezzałogowej. W lipcu, po przygotowaniu jednostki do pracy i serii prób na wodach Tonga, rozpoczęliśmy zbieranie danych w najbardziej interesującej części akwenu.
USV Maxlimer jest wyposażona w echosondę wielowiązkową. W maksymalnym uproszczeniu: echosonda wysyła w kierunku dna morskiego sygnał hydroakustyczny i „nasłuchuje” odbicia tego sygnału od dna morskiego. Głębokość określana jest na podstawie pomiaru czasu od nadania do odebrania sygnału przy znanym rozkładzie prędkości dźwięku w wodzie. Dzięki specjalnej geometrii przetworników nadawczego i odbiorczego oraz zaawansowanym algorytmom przetwarzania odebranych sygnałów, z jednego tzw. „pingu” echosondy otrzymujemy kilkaset punktów pomiarowych, tworząc szczegółowa mapę ukształtowania dna pod jednostką.
Cały ten proces nie jest automatyczny. Wymaga przede wszystkim dokładnego zaplanowania trasy jednostki z uwzględnieniem parametrów pracy echosondy oraz stałej kontroli jakości zbieranych danych i bieżącego modyfikowania ustawień. I tu pojawia się moja rola. Opracowuję plany poszczególnych misji USV Maxlimer w taki sposób aby efektywność jej pracy była jak największa, a jednocześnie misja była dla niej bezpieczna z punku widzenia nawigacji – to ostatnie jest szczególnym wyzwaniem w rejonie HTHH, ponieważ pracujemy na całkowicie nieznanych wodach. Od czasu erupcji w tamtym rejonie nie było pomiarów pozwalających na aktualizację map nawigacyjnych.
W czasie gdy jednostka jest w morzu, koordynuję prace wachtowych hydrografów i dbam o to, czy dane, które zbieramy są satysfakcjonującej nas jakości, czy spełniamy swoje założenia badawcze. Ostatnim etapem, który jest wciąż przed nami będzie analiza i tzw. „post-processing” zebranych danych oraz wygenerowanie końcowych produktów: map i modeli, zgodnie z wymaganiami kierujących całością projektu naukowców.
Jak duży jest zespół? Jednostka jest bezzałogowa, czy to znaczy, ze w taki projekt zaangażowanych jest mniej ludzi?
Całość projektu zarządzana jest przez ekspertów z NIWA (New Zealand’s National Institute for Water and Atmospheric Research). W Tonga przebywa zespół techniczny w minimalnym składzie. Bezpośrednim sterowaniem bezzałogową jednostką pływającą zajmuje się zespół operatorów pracujących w Zdalnym Centrum Kontroli, zlokalizowanym w Wielkiej Brytanii. Za dane dotyczące chemicznych i fizycznych parametrów wody odpowiada amerykańsko-nowozelandzki zespół badaczy. Natomiast część batymetryczna to domena mojej grupy. Jesteśmy związani z projektem Seabed 2030, jesteśmy absolwentami Uniwersytetu New Hampshire w Stanach Zjednoczonych, wydziału specjalizującego się w badaniach oceanicznych. Hydrografowie pracują zdalnie z Australii, Polski, Irlandii, Egiptu i Mauritiusu. Łącznie cały zespół to około 16 osób. Nie jest więc prawdą, że „bezzałogowy” to znaczy bez ludzi. Taki projekt wymaga zaangażowania całkiem sporej grupy ludzi, z tą różnicą, że pracują oni ze swoich biur a nawet ze swoich domów, nie na pokładzie statku. W przypadku akwenu tak ryzykownego, za jaki była uważana kaldera Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, fakt odsunięcia ludzi z niebezpiecznego rejonu jest wręcz kluczowy.
W jaki sposób odbywa się koordynacja współpracy pomiędzy ekipą badawczą?
Cały zespół spotyka się codziennie w formie telekonferencji. Podsumowujemy poprzedni dzień, ustalamy, czy wszyscy są na bieżąco w tym, co będzie się działo przez kolejne 24 godziny. Czy do wszystkich zadań jesteśmy przygotowani. Operatorzy jednostki pływającej i hydrografowie pracują zmianowo, zapewniając obsługę urządzeń w sposób zdalny przez 24 godziny na dobę. Komunikacja pomiędzy nimi odbywa się w formie czatu, w kilku kanałach w zależności od tego czego dotyczy, a jeśli jest taka konieczność – telefonicznie. Ponadto mamy oczywiście dostęp do różnych form informacji w czasie rzeczywistym na temat aktualnego położenia jednostki, parametrów jej ruchu czy chociażby aktualnych warunków meteorologicznych.
Jakie znaczenie mają dane batymetryczne. Dlaczego właśnie im poświęca się tak wiele uwagi?
Dane batymetryczne są podstawą map, w tym morskich map nawigacyjnych. Stanowią wartość poznawczą same w sobie, informując o ukształtowaniu dna i stanowiąc punkt wyjścia do modelowania procesów geofizycznych, jakie zaszły w danym rejonie. Ponadto dane batymetryczne umiejscawiają innego rodzaju informacje, takie jak zmienność parametrów fizycznych i chemicznych, w kontekście geograficznym i geofizycznym, umożliwiając ich właściwa interpretację i analizę ich związków z procesami wpływającymi na kształt dna morskiego.
Czy projekt TESMaP to tylko badanie kaldery Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, czy dane zbierane są również w innych obszarach?
Po zakończeniu prac w rejonie HTHH przenosimy się na Fonuafo‘ou – odległy o 15 mil morskich na północ od HTHH kolejny podwodny wulkan, który swoją aktywność po raz ostatni okazał w 1993 roku. Do roku 1949 wulkan ten był wyspą, jego obecny kształt nie jest znany, informacje o zakresie głębokości, jakich możemy się tam spodziewać pochodzą z jednego przejścia nad nim jednostki wyposażonej w echosonde jednowiązkową, tzn generującą tylko jeden punkt pomiarowy w każdego wygenerowanego sygnału akustycznego. Dane te sugerują, że może być tam bardzo płytko, mapy nawigacyjne na bazie wspomnianego przejścia ostrzegają wręcz przed niebezpieczeństwami nawigacyjnymi. Będzie ciekawie!
Dane batymetryczne odsłaniają kształt kaldery Hunga Tonga-Hunga Ha'apai po erupcji z 15 stycznia 2022 r.
Dane: NIWA/Seabed 2030/TESMaP Team, opublikowano na:
Przynajmniej od 1 października trwają emisje popiołu z wulkanu Nishinoshima (Japonia). Czekam na pierwsze zdjęcia z pokładu samolotu czy statku. Podobnie jak na pierwsze fotki nowej wyspy wulkanicznej Home Reef (Tonga).
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz