随着北极地区商业航运和能源活动的增加,在这种原始环境中意外漏油的前景仍然令人担忧。作为回应,美国国土安全部(DHS)正率先通过美国海岸警卫队开发海底机器人系统来绘制和报告泄漏事故。
“由于冰覆盖和距离的暴政,很难在北极快速获得资源和资产,”海岸警卫队油污研究机构间协调委员会执行主任克尔斯滕特雷戈说。 “通过更好的实时数据,可以开发和部署更有效的响应策略。”
为了帮助海岸警卫队将地下石油泄漏到冰下,国土安全部科学技术理事会(S&T)过去四年一直致力于通过大学北极领域意识中心(ADAC)的DHS卓越中心开发水下机器人。阿拉斯加安克雷奇与伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)和蒙特利湾水族馆研究所合作。
这项研究的结果是特提斯长距离自主水下航行器或LRAUV,这是一种直升机便携式鱼雷形系统,具有油传感器和导航功能。该机器人可以通过生成和传输原油,柴油,汽油和煤油泄漏的三维地图为第一响应者提供实时数据。 ADAC最近在加利福尼亚测试了这项技术,并计划今年和明年进行更多测试,包括冰下测试。
认识LRAUV
LRAUV的工作于2015年1月开始,该想法源于2010年墨西哥湾深水地平线溢油事故的压力,该测量采用“有限的传感器和短持续时间平台”,S&T项目经理Theo Gemelas说。
为了解决持续时间问题,LRAUV - 长8英寸,重240磅 - 设计为无需充电电池,可以长达15天373英里,最新原型可以行进2-4英尺每秒(1-3英里每小时),与特别安装的浮标通信。
由于在广阔的北极地区没有蜂窝覆盖,浮标 - 配备超高频天线通过卫星传输数据 - 是LRAUV成功的关键组成部分。部署后,浮标将提供太阳能或波浪能为机器人的电池充电,这是在极端条件下保持充电的有效方法。
“这辆车是同类车型中的第一辆。我们之前未能用固体冰袋下的水下航行器来描述漏油事件,“ADAC执行董事退休少将兰迪”教会“记。
LRAUV参加测试
2018年9月27日,ADAC对位于加利福尼亚州蒙特利湾的LRAUV原型进行了一次开放水域测试,目的是确定漏油特征并将数据传回岸上。
“研究人员向我们展示了LRAUV的工作原理;这是第一次使用油传感器和数据传输的测试,“Trego说。
LRAUV配备了化学传感器,并通过将无毒的霓虹绿海染料“泄漏”到水中来模拟船舶漏油。染料,就像油一样,漂浮在水柱的顶部13英尺处,但在几个小时内在阳光下生物降解。
“这项具体的水试验旨在检查新制造的车辆的所有先前工作,以表征漏油,”Kee说。
机器人每隔几分钟浮出水面,从控制容器发送和接收数据,并使用蜂窝连接检查其位置。几个小时后,LRAUV成功扫描了整个区域,并将数据传输到岸上进行分析。
下一步是什么?
目前,LRAUV正准备运往马萨诸塞州Woods Hole的WHOI,在那里进行下一次测试。研究人员将处理测试中的导航性能数据,并根据结果调整导航算法。然后该团队将制作三个通信浮标,并将在冰下用机器人进行测试。该团队的目标是在冬季期间在新罕布什尔州,东部五大湖或阿拉斯加的一个大湖中进行冰下测试。
ADAC计划在2019年6月底之前完成所有严格的测试 - 包括冰下测试 - 以及通信继电器浮标的构建。