Gdzieś między Australią a Ameryką Południową statek badawczy NOAA Rainier próbuje obecnie zmapować ponad 8 000 mil morskich kwadratowych dna Pacyfiku w poszukiwaniu krytycznych minerałów. Bo nic tak nie mówi „odkrywajmy ocean” jak wysłanie kilku neonowych pojazdów podwodnych na głębokość prawie 6 000 metrów, by skakały po dnie jak robotyczne kangury.
Pojazdy, zbudowane przez Orpheus Ocean (wydzielone z Woods Hole Oceanographic Institution w 2024 roku), są zaprojektowane do grząskiego podłoża głębinowego, które roi się od mikrobów, robaków, ślimaków i wielkości jajka metalicznych guzków zawierających miedź, kobalt, nikiel i mangan. Wiecie, te rzeczy, o które wasz smartfon błaga.
Filozofia Orpheus: „głęboko i tanio”. Każdy pojazd kosztuje kilkaset tysięcy dolarów w budowie, w porównaniu do zwykłych 5-10 milionów dolarów. I w przeciwieństwie do większości autonomicznych pojazdów oceanicznych, mogą wbijać się w dno morskie i pobierać rdzenie osadów – oraz stworzenia w nich. To jak Roomba, która pobiera próbki gleby i ma mroczne poczucie humoru co do ciśnienia.
Inżynierowie od lat majstrują przy tych projektach w WHOI, NOAA i NASA. Prototypy były przystosowane do nurkowania na 11 000 metrów – najgłębszą część Rowu Mariańskiego. Odbyły już dwa komercyjne zanurzenia, ale ta ekspedycja jest ich największym testem: działanie na dużych obszarach przez wiele tygodni z wieloma instrumentami. Wykorzystując Rainier jako bazę, będą wypływać na 10 kilometrów na raz, robiąc jedno zdjęcie w wysokiej rozdzielczości na sekundę i pobierając do ośmiu fizycznych próbek z dna morskiego.
Jeśli wszystko pójdzie dobrze, może to pomóc w ugruntowaniu pojazdów jako narzędzia dla agencji rządowych, naukowców i firm chcących badać słabo zbadane głębiny morskie. Obecnie naukowcy muszą czekać na ograniczony czas na drogich, rządowych pojazdach podwodnych. „Wiele z tego regionu, który badamy… nigdy nie było szczegółowo zbadane” – mówi współzałożyciel Orpheus, Jake Russell. „Wszystko, co zobaczymy, będzie nowością dla NOAA i dla nauki”.
Pojazdy Orpheus to autonomiczne pojazdy podwodne (AUV), które działają na podstawie zaprogramowanych komend i podejmują decyzje na żywo, bez połączenia ze statkiem. Ale w przeciwieństwie do tradycyjnych szybujących AUV, są one krótkie i krępe z małymi nóżkami – lepsze do miękkiego lądowania i wysysania rdzeni osadów. Kiedy lądują, odbijają się, przemieszczają o kilka stóp i osiadają ponownie w skaczący sposób. Pomyśl o pogo sticku, ale dla nauki.
Ich ciała to głównie pianka syntaktyczna (to samo, co niosło Jamesa Camerona do Rowu Mariańskiego w 2012 roku – podarował resztki materiału na wcześniejsze prototypy Orpheus), z elektroniką zamkniętą w grubych szklanych kulach. Mając poniżej dwóch metrów długości i poniżej 600 funtów, Russell twierdzi, że są najmniejszymi – i najtańszymi – pojazdami oceanicznymi zdolnymi zejść na 6 000 metrów. Są zaprojektowane, by zasiedlić przyszłe floty robotycznych odkrywców.
„Za każdym razem, gdy robisz coś w głębinach oceanu, zawsze ryzykujesz, że gdy coś wrzucisz za burtę [statku], może nie wrócić” – mówi geobiolog z Caltech, Victoria Orphan, która pracowała z pojazdem Orpheus podczas kampanii naukowej wiosną 2024 roku, badającej głębinowe wycieki metanu u wybrzeży Aleutów na Alasce. Utrata pojazdu z istniejących flot (obsługiwanych przez NOAA, WHOI i MBARI) może być katastrofalna, biorąc pod uwagę, że naukowcy już konkurują o ograniczony czas.
Podczas tej ekspedycji mroźne temperatury i strome ukształtowanie terenu stanowiły dodatkowe wyzwania, zajmując pełne trzy tygodnie, aby pojazd uzyskał zdjęcia w wysokiej rozdzielczości. Ale Orphan pozostaje podekscytowana: „Jest wiele prawdziwej, nieznanej nauki na styku osadu i powierzchni oceanu”.
Russell wyobraża sobie łączenie pojazdów z ładunkami, które wykrywają wycieki chemiczne, pióropusze osadów, DNA organizmów morskich lub magnetyczne przyciąganie zakopanych kabli. Pojazdy są „najlepszym z obu światów” – mówi ekolog głębinowy Andrew Sweetman ze Scottish Association for Marine Science. Przemierzają duże obszary jak AUV, ale przenoszą