mary_spiri (mary_spiri) wrote,
mary_spiri
mary_spiri

Записки бродячего ученого: глава 32

Об американских ученых-океанологах

Сразу скажу, я совершенно не претендую на полноту своего знания коллег-океанологов, последующие рассуждения являются субъективным мнением, результатом наблюдений за последние 10 лет. A вывод: основная масса - это восторженные искатели приключений, часто совершенно без царя в голове. Как ни странно, это относится больше к старшему поколению, седобородым от 60 и выше, видимо, в те времена, когда они шли в эту науку, таковы были критерии отбора. В общем, напоминает культовую книжку нашем молодости "Понедельник начинается в субботу". Вот только этим ребятам совершенно наплевать на счастье и благо всего человечества, зато вот прокатиться в Антарктиду за счет какого-нибудь гранта - вот это счастье, даже если никому, кроме тебя самого, это не нужно.

В Антарктиду, бросив лекции и студентов, год назад отправился наш декан 60 лет, причем поехал просто на сбор образцов, которым мог бы заняться любой аспирант. Причем из-за возраста декану нашему пришлось долго акклиматизироваться, потом он приболел, и в конечном итоге образцы собирал-таки его студент, хорошо хоть грантовых денег хватило его тоже взять. Обстановка в Антарктиде сложная, образцы собирали сверху на вулкане Эребус, в снежно-ледовых пещерах, которые образовались на местах действия фумарол (паровых гейзеров), до них надо было еще добраться, вскарабкаться, и все это не взирая на погоду, которая даже летом (в декабре) отнюдь не балует. Поэтому сначала приехавших ученых неделю учили ездить на снегоходах, страховаться на крутом льду, и вообще передвигаться в горах. После чего каждого из них прикрепили к двум профессиональным альпинистам, которые уже много лет ездят работать в Антарктиду каждый сезон обеспечивать безопасность ученых, и эти альпинисты их аккуратненько доставили к ледовым пещерам на Эребусе, не дав ученым самим ни разу взяться за руль снегохода, и водя их на привязи по снегу и льду. А декан наш провалялся это время на базе, и его потом на вертолете возили к Эребусу, чтобы он немножко развеялся. Зато он сьездил-таки в Антарктиду, потратив на это около 20 штук из гранта...

Другая похожая история, когда на удовлетворение собственного любопытства не жалко никаких чужих денег, случилась в рейсе в районе Гуама. В 2006 там принялся извергаться подводный вулканчик, примерно на глубине 2000 м, что вполне позволяет изучение с помощью обычных глубоководных аппаратов (не Марианская впадина). Туда отправился научный корабль "Томпсон" с полу-автономным подводным роботом по кличке "Джейсон" (беспилотный аппарат, управляемый с корабля-матки). Как раз до того Джейсона обновили, приделали ему новую высоко-прецизионную роботическую руку, способную к милиметровым передвижениям в трех измерениях, и стоящую около 300 штук зеленых. Джейсона под водой гоняет команда из 5 человек, которые находятся на борту корабля-матки (Томпсона), и управляют компьютером Джейсона через оптоволоконную связь, используя систему кабелей, которыми Джейсон привязан к кораблю. В команду входят двое пилотов, определяющих общие движения в пространстве, еще по человеку на каждую из двух рук, и оператор камеры для подводной съемки. Обычно команд две, по 12 часов на каждую, и все эти часы они сидят в затемненном помещении и джойстиками ведут робота куда надо.

Один из наших студентов ходил в этот рейс на Томпсоне, и его пускали посмотреть, как Джейсона гоняют. Вдобавок, на Джейсона присобачили наш сенсор на марганец, и студент отвечал за эти измерения и калибровал сенсор, когда Джейсона поднимали со дна. Конечно, когда на третий день Джейсон нашел вулканчик, все ученые собрались у экранов за плечами пилотов. Извержение оказалось исключительно интересным, на дне потоком извергались лава и газы, облака этих газов поднимались кверху как грозовые тучи, и как в тучах, в них сверкали молнии, летели искры, и раздавались взрывы. И все это под водой, причем как оказалось, уже на расстоянии 10 метров от лавы температура воды была всего около 20 градусов. Из чего следовало, что Джейсон вполне может подойти поближе, и еще поближе, и еще-еще поближе...

И тут ученые сцепились, как собаки, по поводу того, что это там взрывается, производя все эти молнии и искры. Идей было две: либо углекислый газ, либо водород. Так как сенсоров ни на то, ни на другое на Джейсоне не было, то спор дошел до драки, начали хватать друг друга за бороды (наш студент сидел в углу и все видел). И тут кого-то осенило: а давайте возьмем пробу лавы. Руки-то у Джейсона есть. Вот только резервуара для образцов нету. Ну это ничего, если вот тут отломать сенсор нашего студента, то его можно использовать, чтобы потыкать в текущую лаву, как мальчишки тычут прутиком в муравейник. И поиметь образец. Студент наш встал на колени, не надо, мол, мой сенсор гробить, но он-то был там младшим, борода не поседела еще, стало быть кто его будет слушать. Пилотов Джейсона тоже не особо слушали: что такое опасно для робота? Там же человек не сидит, все люди над водой, им ничего не грозит. Ну стоит Джейсон лимон, ну авось ничего. И вот, используя высокопрецизионную руку, они сначала отломали сенсор, а потом долго тыкали им в лаву. Привезли образец, но точного ответа на свой вопрос так и не получили. Только сенсор зря сломали. Ладно, хоть Джейсон цел остался.

А за спиной всех этих седобородых юных пионеров часто стоят простые люди, которые и делают всю рутинную работу, зарплаты у них не ахти, в Антарктиду их не берут, но на них все держится. А работа у них бывает крайне нервная. Океанология, она же океанография, - наука исключительно дорогая. Один день использования научного корабля стоит от 15 до 20 штук, эти деньги идут на оплату горючего, команды, продуктов, всяческих портовых взносов, и общее поддержание судна в рабочем состоянии. Естественно, технический прогресс пытается заменить корабли всевозможными роботами разной степени автономности. Самые распространенные на данном этапе это глайдеры.
Выглядят они, как игрушечные самолетики, от полутора до двух метров длиной, крылья и хвост, а внутри - электрические батареи максимально доступной мощности, и целая гора разнообразных сенсоров мерить соленость, температуру, концентрацию кислорода в воде, флюоресценцию пигментов типа хлорофилла, и т.д. и т.п., чем больше, тем лучше. Еще глайдеры несут спутниковый телефон (Иридиум), и спутниковые навигаторы.

Будучи выпущены в океан, глайдеры двигаются по синусоиде от поверхности до океанического дна, они погружаются и всплывают по тому же принципу, что подлодки: наполняют цистерны, чтобы пойти вниз, спускаются до 2-3 метров ото дна (по радару), и потом сбрасывают воду из цистерн, чтобы подняться на поверхность. Скорость движения у них небольшая, пол-узла, поэтому они не могут выплыть даже против слабого течения. И тут-то кончается автономность: условия в океане меняются постоянно, течения усиливаются, поэтому каждый раз, когда глайдеры поднимаются на поверхность, они должны получить команду о дальшейшем движении по спутниковому телефону от оператора на берегу.

На обычных глубинах до 1000 метров, где летают глайдеры, один шаг синусоиды занимает от 20 мин до часа. Стало быть все то время, что глайдер летает, а батарей им нынче хватает на 3 недели, на берегу сидит оператор и ждет звонка от своего глайдера, контролирует его траекторию, и поправляет ее с учетом течений и прочих движений воды. Занятие это крайне нервное, требует нескольких человек, и еще команду, которая занимается моделированием обстановки в районе, где летает глайдер. И еще нужен хороший прогноз погоды: глайдер после завершения миссии надо отлавливать. Если погода хорошая, а заряд в батареях остался, то проблем нет, глайдер ведут к научному кораблю, он всплывает, и его поднимают на борт лебедкой.

Орегонское побережье не балует хорошей погодой, и например зимой бывают периоды, когда месяцами волны слишком велики не только для доставания глайдера из воды, но и просто для выхода научного корабля в океан (больше 7-8 метров). А если в это время у глайдера закончится заряд в батареях, то найти его будет невозможно, и эти вот 150-200 штук зеленых, которые ушли на покупку самолетика и начинки, будут просто потеряны. Да и не только зимой бывает непогода, тут давеча в апреле научный рейс отменили после одного дня в океане, когда волны поднялись до 11 метров.

Еще одна опасность для глайдеров в местных водах - это рыбаки, самолетики постоянно попадают в сети. Причем рыбакам нельзя платить за помощь с поисками глайдеров, иначе они начнут на них настоящую охоту. На глайдерах приделаны целые страницы с предупреждениями: “не доставайте, не трогайте, государственная собственность, охраняется по закону”. И все равно иногда выходит забавно. Пару лет назад местная команда по американскому футболу под названием "Могучие Утки" (Mighty Ducks) вышла в какой-то очередной финал. Поэтому университетские студенты налепили на глайдер наклейку "Утки, Вперед!". А когда через 2 недели глайдер подняли, рядом с наклейкой красовалась большая надпись "Вперед, Бобры" в честь команды-соперника. А операторы глайдера клялись, что его ни разу не поднимали из воды, что он плавал совершенно свободно, и они могут это доказать по его траектории. Так что совершенно непонятно, как подкрались, и как ухитрились сделать надпись, не прерывая движения глайдера... В общем, пилотирование глайдеров - занятие не для слабонервных.

Постоянно появляются идеи создания полностью автономного глайдера, который можно отправить в океан без надзора, задать ему миссию, а он все сделает, и сам вернется. И при этом системе нужно самой решать возникающие проблемы, самообучаться, если условия меняются, находить выход из положения, не контактируя с оператором. Идея-то конечно привлекательная, но вот что касается осуществления, то тут первый блин вышел комом. И скорее всего потому, что какой-то седобородый пионер не продумал все как следует, ибо чего думать, когда надо трясти. Первый полностью автономный глайдер сделали около 2003 года, и принялись его тренировать для самообучения: он должен был сам определять себе траекторию, сам находить объекты рельефа на дне (какой-нибудь подводный хребет), сам корректировать курс, встречая течение, сам отслеживать глубины и рельеф дна, а так же появляться на поверхности в строго определенное время. И все шло прекрасно до тех пор, пока не решили, что глайдер уже обучился, и можно его отправлять в первую серьезную миссию.

Под большие фанфары запустили умный глайдер под лед в Северном Ледовитом oкеане, чтобы он промерил несколько сотен синусоид между дном и поверхностью. Причем запустили его весной, когда льда было много, не осознавши, что плавающий лед сильно меняет свойства поверхности, до полной неузнаваемости. Так что бедный глайдер, когда он принялся определять свое положение в толще воды, внезапно выявил два дна, и ни одной поверхности. А его познания, запрограммированные и приобретенные обучением, не предусматривали, что может быть более одного дна. И тут проявилась типично американская черта, которую американские ученые осознанно или неосознанно, но привили бедному глайдеру: ни шагу назад, только вперед, даже если миссия невыполнима, то Том Круз справится. Вместо того, чтобы обнаружив два дна, вернуться обратно в точку начала, глайдер отправился в поиск, найти места, где дно всего одно. И искать он отправился на север, ибо в конечном счете там лежало его задание, но отправился не напрямую, а зигзагом, чтобы покрыть побольше расстояния, как положено, когда что-то ищешь.

Прошло несколько дней, пока на корабле осознали, что возникла проблема. Глайдер разок нашел-таки небольшую полынью, и позвонил по телефону, сообщил, что пошел дальше на север искать места, где всего одно дно, чтобы там выполнить свое задание. Так как подразумевалась полная автономия, то передав сообщение, глайдер опять ушел под лед, не ожидая команд. И тут-то океанологи осознали, что этот упорный Том Круз будет пытаться сделать невыполнимое, пока у него не кончатся батареи, а после этого окончательно затеряется подо льдом в Арктике. Корабль был большой, у него была пара вертолетов, и следуюшие недели вертолеты летали надо льдом, садились в определенных местах, бурили лед, опускали вниз электронное ухо-сонар-радар, и пытались определить, нет ли где поблизости глайдера. Нашли его примерно за 4 часа до окончательной разрядки батарей, успели загнать в него команду никуда не плыть, и все-таки смогли его как-то извлечь из подо льда. Ура, спасли четверть миллиона зеленых, и похоже осознали, что спешить с автономией не надо, пусть лучше глайдеры слушаются своих операторов. Думаю, что общая атмосфера в океанографии приведет еще ко множеству забавных происшествий. Но боюсь, что меня в этой науке уже не будет, чтобы посмеяться.

глава 1 http://mary-spiri.livejournal.com/65732.html
Фотографии http://mary-spiri.livejournal.com/65970.html
глава 2 http://mary-spiri.livejournal.com/66110.html
глава 3.1 http://mary-spiri.livejournal.com/66321.html
глава 3.2 http://mary-spiri.livejournal.com/66718.html
глава 4 http://mary-spiri.livejournal.com/66930.html
глава 5 http://mary-spiri.livejournal.com/67296.html
глава 6 http://mary-spiri.livejournal.com/67484.html
глава 7.1 http://mary-spiri.livejournal.com/67797.html
глава 7.2 http://mary-spiri.livejournal.com/67957.html
глава 8 http://mary-spiri.livejournal.com/68143.html
глава 9 http://mary-spiri.livejournal.com/68410.html
глава 10 http://mary-spiri.livejournal.com/68729.html
глава 11 http://mary-spiri.livejournal.com/68901.html
глава 12 http://mary-spiri.livejournal.com/69120.html
глава 13 http://mary-spiri.livejournal.com/69630.html
глава 14 http://mary-spiri.livejournal.com/69831.html
глава 15 http://mary-spiri.livejournal.com/70361.html
глава 16 http://mary-spiri.livejournal.com/70456.html
глава 17 http://mary-spiri.livejournal.com/70787.html
глава 18 http://mary-spiri.livejournal.com/71162.html
глава 19 http://mary-spiri.livejournal.com/71279.html
глава 20 http://mary-spiri.livejournal.com/71444.html
глава 21 http://mary-spiri.livejournal.com/71864.html
глава 22 http://mary-spiri.livejournal.com/71983.html
глава 23 http://mary-spiri.livejournal.com/72377.html
глава 24 http://mary-spiri.livejournal.com/72557.html
глава 25 http://mary-spiri.livejournal.com/72888.html
глава 26 http://mary-spiri.livejournal.com/73164.html
глава 27 http://mary-spiri.livejournal.com/73290.html
глава 28 http://mary-spiri.livejournal.com/73847.html
глава 29 http://mary-spiri.livejournal.com/74033.html
глава 30 http://mary-spiri.livejournal.com/74352.html
глава 31 http://mary-spiri.livejournal.com/74584.html
Tags: Записки бродячего ученого
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 14 comments