*Автор оригинала: Alka Tripathy-Lang. Перевод – Вячеслав Голованов. Научная фантастика часто рисует ужасающую картину будущего: например, пришельцы, уничтожающие человечество, как в «Войне миров». Но иногда будущее, становящееся настоящим, может быть весьма удивительным — кому не понравятся успешные запуски космических ракет, величественно взмывающие ввысь? Или возьмём земные океаны, которые в настоящее время переживают технологическую революцию, пока остающуюся незамеченной.

«Мы находимся на пороге распространения автономных транспортных средств в океане, — говорит Алекс де Робертис, биолог из Научного центра рыболовства на Аляске Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). — То, что ещё недавно было научной фантастикой, теперь стало обыденностью».

К ним относятся парусные дроны, похожие на огромные оранжевые доски для сёрфинга, каждая из которых оснащена жёстким парусом из углеродного волокна (так называемым крылом) и набором научного оборудования.

Беспилотные суда

Беспилотные парусники [saildrones] — это похожие на парусники беспилотные надводные аппараты, которые передвигаются по океану за счёт энергии ветра и солнца, хотя более крупные версии могут оснащаться резервным дизельным двигателем. Дистанционные пилоты, работающие в компании Saildrone, направляют беспилотный парусник с помощью команд, передаваемых по спутниковой связи, которые определяют его путь к целевой точке, т.н. коридор. Программное обеспечение беспилотника автономно подстраивает поведение крыла так, чтобы удерживать его на курсе (пилоты не могут напрямую управлять этим аппаратом). Используя только ветер и океанские течения, беспилотные аппараты развивают скорость в среднем около 3 узлов.

NOAA и другие научные группы заказывают у компании Saildrone развёртывание этих малоразмерных беспилотников по всему мировому океану. Эти суда служат мобильными метеорологическими станциями, устройствами биологического мониторинга и даже картографами океанического дна — и все это без необходимости присутствия людей на борту. Они способны преодолевать ужасающе высокие волны, ураганные ветры, моря, покрытые льдом, и могут находиться в открытом море месяцами.

«Океан покрывает 70% земного шара, но, если говорить о его реальном объёме, мы знаем о нём очень мало, — говорит Ной Лоренс-Славас, инженер Тихоокеанской лаборатории морской экологии (PMEL) NOAA. — Парусные дроны могут дать некоторые ответы».

Дроны на море

Компания Saildrone предлагает свои аппараты трёх размеров. Explorer — это маленькая рабочая лошадка, 23-футовый аппарат, приводимый в движение ветром, который может бороздить морские просторы в течение года. С помощью комплектов датчиков, питающихся от солнечных батарей, он может отслеживать метеорологические и химические показатели океана, следить за рыбой и/или измерять содержание углекислого газа на границе океан-атмосфера. Судно Voyager длиной 33 фута оснащено дизельным двигателем в дополнение к ветровой и солнечной энергии. Он может картографировать дно океана на глубине до 300 м и используется для обеспечения безопасности на море. Самый длинный, самый большой вариант, Surveyor, предназначен для картографирования океанских глубин, до 7000 метров. Первый Surveyor был 72 фута длиной, но новые аппараты будут длиной 65 футов.

Voyager и Surveyor имеют меньшее количество датчиков, поскольку их полезная нагрузка оптимизирована для картографирования и обеспечения безопасности на море, но Explorer может иметь от 15 до 20 датчиков, которые могут быть сконфигурированы в индивидуальный пакет для заказчика, говорит Мэтт Уомбл, директор программы океанических данных в компании Saildrone.

Подобная адаптация не всегда была возможна. Немногим более десяти лет назад, вспоминает Лоуренс-Славас, компания PMEL начала изучать возможности замены или дополнения наблюдений с кораблей, отчасти потому, что корабли невероятно дороги. По его словам, в 2014 году компания Saildrone предложила провести презентацию успешного путешествия своего концептуального аппарата из залива Сан-Франциско на Гавайи. Автономное пересечение значительной части океана заинтересовало PMEL, но в вопросе практического использования оставался большой пробел.

«У них было судно, но оно ничего не измеряло, — сказал Лоуренс-Славас. — [PMEL уникальна тем, что] мы можем разрабатывать датчики или иные системы с нуля».

Чтобы облегчить разработку датчиков для беспилотных летательных аппаратов, NOAA в 2014 г. заключило с компанией Saildrone соглашение о совместных исследованиях и разработках (CRADA). По его словам, CRADA устанавливает цели проекта, описывает соглашения об интеллектуальной собственности и упрощает бумажную работу.

Они начали с простых датчиков, таких как температура воздуха и барометрическое давление — стандартных датчиков, устанавливаемых на причальных сооружениях. Решающим фактором успеха на ранних этапах было тестирование датчиков в океане.

«Поскольку океан всегда может подкинуть нам какую-то проблему, мы можем очень быстро потерпеть неудачу, — сказал Лоуренс-Славас, — но мы также можем очень быстро учиться».

Он рассказал об одном случае, когда он и другие специалисты прикрепили систему мониторинга буев к свае в заливе Сан-Франциско в качестве контрольного устройства. «Затем мы прикрепили приборы к беспилотнику и некоторое время просто плавали вокруг [сваи], просматривая данные».

Эти первые испытания постепенно усложнялись, все больше времени инженеры проводили в открытом океане. К 2015 году Saildrone выполнял задания NOAA в Беринговом море и Мексиканском заливе.

Рыболовные миссии

Одним из первых (но более сложных) установленных датчиков была гидролокационная система для отслеживания рыбы.