JPL NASA Mengembangkan Robot Bawah Air untuk Menjelajah Jauh di Bawah Es Kutub
oleh Melissa Pamer untuk JPL News
Los Angeles CA (SPX) 30 Agustus 2024
Di daerah terpencil di Laut Beaufort yang berangin dan beku di utara Alaska, para insinyur dari Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan berkumpul bersama, mengintip ke dalam lubang sempit di lapisan es laut yang tebal. Di bawah, robot berbentuk silinder mengumpulkan data uji sains di lautan dingin, dihubungkan dengan tambatan ke tripod yang diturunkan melalui lubang bor.
Tes ini memberikan kesempatan kepada para insinyur untuk mengoperasikan prototipe robot mereka di Kutub Utara. Hal ini juga merupakan langkah menuju visi utama proyek mereka, yang disebut IceNode: sekelompok robot otonom yang akan menjelajah di bawah lapisan es Antartika untuk membantu para ilmuwan menghitung seberapa cepat benua beku kehilangan es – dan seberapa cepat pencairan es tersebut dapat menyebabkan lautan global. tingkatnya meningkat.
Air Pemanas, Medan berbahaya
Jika benar-benar mencair, lapisan es Antartika akan menaikkan permukaan laut global sekitar 60 meter. Nasibnya merupakan salah satu ketidakpastian terbesar dalam proyeksi kenaikan permukaan laut. Sama seperti pemanasan suhu udara yang menyebabkan pencairan di permukaan, es juga mencair ketika bersentuhan dengan air laut hangat yang bersirkulasi di bawahnya. Untuk menyempurnakan model komputer yang memprediksi kenaikan permukaan laut, para ilmuwan memerlukan tingkat pencairan yang lebih akurat, terutama di bawah lapisan es – lapisan es terapung sepanjang bermil-mil yang membentang dari daratan. Meski tidak secara langsung menambah kenaikan permukaan air laut, lapisan es sangat memperlambat aliran lapisan es menuju laut.
Tantangan: Tempat-tempat di mana para ilmuwan ingin mengukur pencairan es adalah tempat yang paling sulit diakses di Bumi. Secara khusus, para ilmuwan ingin menargetkan wilayah bawah laut yang dikenal sebagai “zona landasan”, tempat pertemuan es terapung, lautan, dan daratan – dan melihat jauh ke dalam rongga yang belum dipetakan di mana es mungkin akan mencair paling cepat. Bentang alam yang berbahaya dan selalu berubah di atas berbahaya bagi manusia, dan satelit tidak dapat melihat ke dalam rongga-rongga ini, yang terkadang berada satu mil di bawah es. IceNode dirancang untuk mengatasi masalah ini.
“Kami telah memikirkan cara untuk mengatasi tantangan teknologi dan logistik ini selama bertahun-tahun, dan kami rasa kami telah menemukan caranya,” kata Ian Fenty, ilmuwan iklim JPL dan pimpinan sains IceNode. “Tujuannya adalah untuk mendapatkan data secara langsung pada antarmuka es-laut yang mencair, di bawah lapisan es.”
Armada Terapung
Dengan memanfaatkan keahlian mereka dalam merancang robot untuk eksplorasi ruang angkasa, para insinyur IceNode sedang mengembangkan kendaraan dengan panjang sekitar 8 kaki (2,4 meter) dan diameter 10 inci (25 sentimeter), dengan “roda pendaratan” berkaki tiga yang muncul dari satu ujung ke ujung. pasang robot ke dasar es. Robot ini tidak memiliki penggerak dalam bentuk apa pun; sebaliknya, mereka akan memposisikan diri secara mandiri dengan bantuan perangkat lunak baru yang menggunakan informasi dari model arus laut.
Dilepaskan dari lubang bor atau kapal di lautan terbuka, robot-robot tersebut akan mengikuti arus dalam perjalanan jauh di bawah lapisan es. Setelah mencapai targetnya, masing-masing robot akan menjatuhkan pemberatnya dan naik ke dasar es. Sensor mereka akan mengukur seberapa cepat air laut yang hangat dan asin bersirkulasi untuk mencairkan es, dan seberapa cepat air lelehan yang lebih dingin dan segar akan tenggelam.
Armada IceNode akan beroperasi hingga satu tahun, terus menangkap data, termasuk fluktuasi musiman. Kemudian robot-robot tersebut akan melepaskan diri dari es, melayang kembali ke lautan terbuka, dan mengirimkan datanya melalui satelit.
“Robot ini adalah platform untuk membawa instrumen sains ke lokasi yang paling sulit dijangkau di Bumi,” kata Paul Glick, insinyur robotika JPL dan peneliti utama IceNode. “Ini bertujuan untuk menjadi solusi yang aman dan berbiaya rendah terhadap masalah yang sulit.”
Uji Lapangan Arktik
Meskipun masih ada pengembangan dan pengujian tambahan untuk IceNode, pekerjaannya sejauh ini cukup menjanjikan. Setelah penempatan sebelumnya di Teluk Monterey California dan di bawah permukaan musim dingin yang beku di Danau Superior, pelayaran Laut Beaufort pada bulan Maret 2024 menawarkan uji kutub pertama. Suhu udara minus 50 derajat Fahrenheit (minus 45 Celcius) menantang manusia dan perangkat keras robot.
Uji coba tersebut dilakukan melalui Kamp Es dua tahunan di Laboratorium Kapal Selam Arktik Angkatan Laut AS, sebuah operasi tiga minggu yang menyediakan base camp sementara bagi para peneliti untuk melakukan kerja lapangan di lingkungan Arktik.
Saat prototipe turun sekitar 330 kaki (100 meter) ke laut, instrumennya mengumpulkan data salinitas, suhu, dan aliran. Tim juga melakukan pengujian untuk mengetahui penyesuaian yang diperlukan untuk memproduksi robot di masa depan.
Harapannya adalah untuk terus mengembangkan prototipe tersebut, membawanya kembali ke Arktik untuk pengujian di bawah es laut di masa depan, dan pada akhirnya melihat seluruh armada dikerahkan di bawah lapisan es Antartika,” kata Glick. “Ini adalah data berharga yang dibutuhkan para ilmuwan. Apa pun yang dapat membawa kita lebih dekat ke tujuan tersebut adalah hal yang menarik.”
IceNode didanai melalui program penelitian dan pengembangan teknologi internal JPL dan Direktorat Ilmu dan Teknologi Bumi. JPL dikelola untuk NASA oleh Caltech di Pasadena, California.
Video: IceNode: Robot Bawah Air Otonom JPL
