Någonstans mellan Australien och Sydamerika försöker NOAA:s forskningsfartyg Rainier för närvarande kartlägga över 8 000 kvadratnautiska mil av Stilla havets havsbotten i jakt på kritiska mineraler. För inget säger "låt oss utforska havet" som att skicka ett par neonfärgade ubåtar nästan 6 000 meter ner för att hoppa längs botten som robotkänguruer.

Ubåtarna, byggda av Orpheus Ocean (avknoppat från Woods Hole Oceanographic Institution 2024), är designade för djupets kladdiga underlag, som myllrar av mikrober, maskar, sniglar och äggstora metallknutor innehållande koppar, kobolt, nickel och mangan. Du vet, sånt som din smartphone skriker efter.

Orpheus filosofi: "djupt för billigt". Varje fordon kostar ett par hundra tusen dollar att bygga, jämfört med vanliga 5 till 10 miljoner dollar. Och till skillnad från de flesta autonoma havsfarkoster kan de trycka ner i havsbotten och fånga sedimentkärnor – och varelserna inuti. Det är som en Roomba som också tar jordprover och har en mörk humor om tryck.

Ingenjörer har pillat på dessa konstruktioner i åratal på WHOI, NOAA och NASA. Prototyperna var klassade att dyka 11 000 meter – den djupaste delen av Marianergraven. De har genomfört två kommersiella uppdrag, men denna expedition är deras största test: att operera över stora områden i flera veckor med flera instrument. Med Rainier som hemmabas kommer de att simma ut 10 kilometer i taget, ta en högupplöst bild per sekund och upp till åtta fysiska prover från havsbotten var.

Om allt går väl kan detta hjälpa till att etablera fordonen som ett verktyg för myndigheter, forskare och företag som vill utforska den enormt understuderade djuphavet. För närvarande måste forskare vänta på begränsad tid på dyra statligt ägda ubåtar. "Stora delar av detta område som vi kartlägger … har verkligen aldrig utforskats i detalj", säger Orpheus medgrundare Jake Russell. "Allt vi ser kommer att vara nytt för NOAA och nytt för vetenskapen."

Orpheus-ubåtarna är autonoma undervattensfarkoster (AUV:er) som arbetar på förprogrammerade kommandon och eget beslutsfattande, utan koppling till ett fartyg. Men till skillnad från traditionella glidande AUV:er är dessa korta och tjocka med små ben – bättre för mjuka landningar och att suga ut sedimentkärnor. När de landar lyfter de, skjuter fram några fot och sätter sig igen i en hoppande stil. Tänk studsmatta, fast för vetenskap.

Deras kroppar är mestadels syntaktiskt skum (samma sak som bar James Cameron till Marianergraven 2012 – han donerade överblivet material till tidigare Orpheus-prototyper), med elektronik innesluten i tjocka glaskulor. Under två meter långa och under 600 pund säger Russell att de är de minsta – och billigaste – havsfarkosterna som kan gå ner till 6 000 meter. De är designade för att befolka framtida flottor av robotutforskare.

"Varje gång du gör saker i djuphavet löper du alltid risken, när du sätter något över sidan [av ett fartyg], att det inte kommer tillbaka", säger Caltechs geobiolog Victoria Orphan, som arbetade med en Orpheus-farkost på en vetenskaplig kampanj våren 2024 för att studera djupa metanläckor utanför Alaskas Aleutiska öar. Att förlora en farkost från befintliga flottor (drivna av NOAA, WHOI och MBARI) kan vara katastrofalt, med tanke på att forskare redan konkurrerar om begränsad tid.

Under den expeditionen tillförde kalla temperaturer och brant topografi extra utmaningar, och det tog hela tre veckor för ubåten att få högupplösta fotografier. Men Orphan är fortfarande entusiastisk: "Det finns mycket verklig, okänd vetenskap precis vid gränssnittet mellan sedimentet och havsytan."

Russell föreställer sig att para ihop fordonen med nyttolaster som känner av kemiska läckor, sedimentplymer, DNA från havslivsformer eller magnetisk dragning från begravda kablar. Fordonen är "det bästa av två världar", säger djuphavsekologen Andrew Sweetman från Scottish Association for Marine Science. De strövar över stora områden som en AUV men bär