Računari u pomorskim istraživanjima

Entuzijasti predvode izučavanje okeana, prate ih veliki ulagači, ali, naravno, ništa se ne može bez upotrebe kompjutera

Tokom vrelih letnjih dana većina nas radije bi bila na moru nego uz računar, čije komponente samo dodatno podižu temperaturu u prostoriji. Ipak, more i kompjuteri ne moraju međusobno da se isključuju. Računari su, inače, postali neraskidivi deo pomorskih putovanja, istraživanja i razvoja novih tehnologija. Iako će vam mnogi stručnjaci reći da je istraživanje podmorskih dubina jednako komplikovano i tehnološki zahtevno kao i svemirski programi, za naučne projekte okrenute okeanima izdvajaju se mnogo manja sredstva nego za bespuća kosmosa. Uostalom, do sada je 12 ljudi hodalo po Mesecu, a od 26. marta samo su trojica bila na najdubljoj tački naše planete. Ipak, određeni aspekti vojnih istraživanja, kao i bogati entuzijasti zaljubljeni u mora, nastavljaju da pomeraju granice naših znanja i dostignuća duboko ispod površine okeana.

Vazduh u vodi

Rezultat jednog od pomenutih vojnih programa predstavljen je početkom ove godine. Kompanija Juliet Marine Systems razvila je superbrzi torpedno-desantni čamac sa smanjenim radarskim odrazom, po imenu Ghost. Tokom šezdesetih i sedamdesetih godina prošlog veka naučnici iz tadašnjeg Sovjetskog Saveza razvili su torpedo Škval, koji zahvaljujući superkavitaciji postiže ekstremne brzine. Kavitacija je fenomen stvaranja mehurića gasa (vodene pare) unutar same tečnosti usled velikih razlika u pritisku. To se javlja najčešće oko propelera i turbina i može da prouzrokuje oštećenja. Superkavitacija je kontrolisano stvaranje velikog vazdušnog mehura oko objekta koji se kreće kroz vodu, što smanjuje trenje pri njegovom kretanju i omogućava razvoj prethodno nezamislivih brzina. Ghost je specijalna vrsta katamarana, jer mu je centralni deo stalno iznad vode, a sa svake strane nalazi se po jedno veliko peraje (ili krilo) koje se završava duguljastim plovnim telom nalik na torpedo. Tokom plovidbe, oko svakog ovog plovnog tela kontrolisano se razvija superkavitacija, tako da Ghost zapravo leti kroz vazduh stvoren u vodi.

Dok je prototip superkavitacionih torpeda razvijen pre više od 50 godina, dizajn ovog plovila postao je moguć tek u poslednjih nekoliko godina zahvaljujući naprednim računarima. S jedne strane su moćni simulatori, bez kojih bi razvoj i dizajn bili mnogo duži i skuplji. S druge strane su elektronski sistemi u samom Ghostu. Da bi omogućio normalnu plovidbu željene brzine, sistem neprestano konsultuje desetine senzora i podešava ugao peraja, odnosno međusobni položaj superkavitirajućih plovnih tela. Ghost zasad postoji samo u obliku prototipa i nije poznato da li će ući u masovnu proizvodnju, kao ni to kada će ova tehnologija zaživeti u civilnom moreplovstvu. Ipak, kompanija General Dynamics, glavni proizvođač američkih podmornica, već godinama pokušava da napravi podmornicu koja bi se kretala putem superkavitacije.

Podvodni teleskop

U školi nas uče da sunčeva svetlost može da dopre najviše do dubine od 200 metara, sve ispod toga je u večnom mraku. Ponekad je ova zaklonjenost od spoljašnjosti koju velike dubine pružaju i dobra stvar. Veliki detektori subatomskih čestica neutrina upravo su zbog toga postavljeni na velikim dubinama. Francuski teleskop ANTARES postavljen je u Sredozemnom moru na dubini od 2,5 km. U pitanju je niz kablova za koje su pričvršćeni fotomultiplikatori, vakuumske cevi sa ekstremnom osetljivošću na elektromagnetno zračenje. Na tako velikim dubinama kosmičko zračenje nema efekta na fotomultiplikatore, ali neutrini koji prolaze kroz celu našu planetu bez problema mogu da ostave svoj trag. Tačnije, neutrino koji uđe u Zemlju negde kod Novog Zelanda ima na svom izlasku kroz Sredozemno more šansu da reaguje sa molekulima vode. Tokom ove interakcije nastaju leptoni sa naelektrisanjem – elektroni, muoni i tau čestice, koji kada imaju dovoljno energije, emituju vidljivu svetlost po imenu Čerenkovljevo zračenje. Fotomultiplikatori detektuju ovo zračenje, a na osnovu smera njegovog kretanja može da se otkrije odakle je iz svemira došao neutrino koji ju je izazvao.

Zbog velike brzine i malih dimenzija pomenutih čestica, poželjno je da mreža fotodetektora bude što veća. Zato se najveća opservatorija tog tipa IceCube na Antarktiku uvećava svake godine. Specifičnost IceCubea je u tome što detektori ne plutaju u vodi nego se postavljaju direktno u led. Specijalna bušilica sa kipućom vodom buši tunele i do 2,5 km dubine i postavlja detektore u regione gde je led natprosečno prozračan. Ova opservatorija danas broji više od 500 detektora i registruje neutrinski trag prosečno na svakih 20 minuta. Kako je ovaj teleskop na Antarktiku, on registruje neutrine koji dolaze iz pravca Severnog pola.

Na dnu okeana

Ono što je Mont Everest za alpiniste i sletanje na Mesec za astronaute, to je Marijanska brazda za okeanografe. Najdublja tačka ovog raseda prozvana je Challenger Deep, po britanskom brodu koji je krajem 19. veka obavio prva merenja, i prema najnovijim podacima, njegova dubina iznosi 10.920 m ± 10 m. Prva poseta ovom rasedu odigrala se početkom 1960. godine, kada su se Žak Pikar i Don Volš spustili u batiskafu Trst (Trieste). Posle njih, do ove godine samo su se dva bespilotna plovila spustila do dna Zemlje: japanski Kaiko 1995. i američki Nereus 2009. godine. Ipak, odnedavno se ponovo pojavilo interesovanje za velike dubine zahvaljujući radu slavnog režisera Džejmsa Kamerona, koji ne krije da je veliki zaljubljenik u okeane.

U saradnji sa TV kanalom National Geographic i kompanijom Rolex, Kameron je finansirao izgradnju batiskafa Deapsea Challenger, kojim se 26. marta ove godine lično spustio na dno Marijanske brazde, izučavao njeno dno i sakupljao uzorke oko tri sata. Najveći deo zapremine Challengera sastoji se od specijalnog materijala koji je lakši od vode, ali jači od čelika. U pitanju su minijaturne staklene kuglice ispunjene vazduhom, a zatim utopljene u epoksidnu smolu. Sam pilot nalazi se u čeličnoj kugli debljine 64 mm, čiji je unutrašnji prečnik samo 1,1 metar. Deapsea Challenger opremljen je sa više od 180 povezanih sistema, od kontrole baterija, potisnika i sistema za održavanje života do obilja senzora, 3D kamera i robotskih hvataljki. Tokom plovidbe sistem automatski na svaka tri minuta šalje matičnom brodu izveštaj o statusu.

Nakon Kameronovog uspešnog spuštanja, još tri grupe objavile su svoje planove za posetu najdubljoj tački svetskih okeana. Kompanija Virgin Oceanic slavnog Ričarda Brensona razvija podmornicu DeepFlight Challenger, u saradnji sa kompanijom Hawkes Ocean Technologies. Za razliku od Trsta i Deapsea Challengera, ovo plovilo ne koristi balast za spuštanje već snagu svojih motora da „leti” pod vodom. Spuštanje na dno Marijanske brazde bilo je planirano do kraja ove godine, ali su testiranja obavljena tokom juna pokazala potrebu za dodatnim ojačanjima, pa je moguće da će konačno spuštanje biti odloženo. Kompanija Triton Submarines, specijalizovana za proizvodnju plovila za velike dubine za naučnike i entuzijaste, radi na projektu Triton 36000/3, podmornici za tri člana posade sposobnoj da se spusti na dno Marijanskog raseda. Kao većina njihovih modela, i ovaj ima prepoznatljiv dizajn sa ogromnom staklenom kabinom u centru.

Poslednji pretendent za spuštanje je projekat firme DOER Marine, koji se još nalazi u stadijumu dizajniranja. Njihov Deep Search finansira lično Erik Šmit iz Googlea, a osnovni cilj je da se stvori nešto poput konvencionalne podmornice, samo za velike dubine. Ovo plovilo bilo bi u stanju da se kreće do 12 sati i da ostane ispod vode do tri dana. Spuštanje na dno okeana ili egzotični projekti poput podvodnog hotela u Dubaiju zasad su interesantna retkost. Ipak, korak po korak (primer toga su sve brojnije elektrane koje koriste morske struje i plimu i oseku), čovek polako osvaja morske dubine, pa ćemo možda ipak ranije videti podvodne kolonije nego one koje Kina i SAD planiraju na Mesecu.

Dragan KOSOVAC