روبوتات ناسا تحت الماء: كشف أسرار الجليد

مقدمة حول ارتفاع مستوى سطح البحر

يقوم فريق من علماء الصواريخ في وكالة ناسا بتطوير روبوتات ذاتية القيادة تحت الماء قادرة على الذهاب إلى حيث لا يستطيع البشر، في أعماق الجروف الجليدية العملاقة في القارة القطبية الجنوبية. وتتمثل مهمة الروبوتات في فهم أفضل لمدى سرعة ذوبان الجليد ومدى سرعة ذوبان الجليد ومدى سرعة ذلك في التسبب في ارتفاع مستوى سطح البحر الكارثي.

مشروع IceNode： الروبوتات تحت الماء

في مارس/آذار، قام علماء من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا بإنزال روبوت أسطواني الشكل في المياه الجليدية لبحر بوفورت شمال ألاسكا لجمع البيانات على عمق 100 قدم. وكانت هذه الخطوة الأولى في مشروع "IceNode".

أهداف مشروع IceNode

ويتمثل الهدف النهائي في إطلاق أسطول من هذه الروبوتات في القارة القطبية الجنوبية، والتي ستلتصق بالجليد وتلتقط البيانات على مدى فترات طويلة في أحد أكثر الأماكن التي يتعذر الوصول إليها على الأرض.

أهمية البحث في القارة القطبية الجنوبية

هناك حاجة ملحة لفهم أفضل لهذه القارة النائية والمعزولة؛ فما يحدث هنا له آثار عالمية.

التحديات في فهم ذوبان الجليد

تشير مجموعة كبيرة من الأبحاث الحديثة إلى أن جليد القارة القطبية الجنوبية قد يذوب بطرق جديدة مثيرة للقلق، مما يعني أن توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر قد تكون أقل من الواقع إلى حد كبير. إذا ذاب الغطاء الجليدي في أنتاركتيكا بالكامل، فسيتسبب ذلك في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي بحوالي 200 قدم مما ينذر بكارثة كاملة للمجتمعات الساحلية.

دور الرفوف الجليدية في حماية الساحل

يحرص العلماء بشكل خاص على فهم ما يحدث للرفوف الجليدية في أنتاركتيكا، وهي ألواح ضخمة من الجليد العائم التي تبرز في المحيط وتشكل دفاعًا مهمًا ضد ارتفاع مستوى سطح البحر، وتعمل كفلينة لإعاقة الأنهار الجليدية على اليابسة.

خط التأريض وتأثيره على الذوبان

إن "خط التأريض" النقطة التي يرتفع عندها النهر الجليدي من قاع البحر ويصبح جرفاً جليدياً هو المكان الذي قد يحدث فيه الذوبان الأسرع، حيث تتآكل مياه المحيط الدافئة الجليد من الأسفل.

لكن الحصول على نظرة مفصلة على خط التأريض في المناظر الطبيعية الغادرة في القطب الجنوبي كان صعباً للغاية.

قال إيان فنتي، عالم المناخ في مختبر الدفع النفاث وقائد فريق IceNode العلمي: "لقد كنا نفكر في كيفية التغلب على هذه التحديات التكنولوجية واللوجستية لسنوات، ونعتقد أننا وجدنا طريقة".

تقنيات الروبوتات في البحث العلمي

تخطط ناسا لإطلاق حوالي 10 روبوتات من نوع IceNode، يبلغ طول كل منها حوالي 8 أقدام وقطرها 10 بوصات في الماء من بئر في الجليد أو من سفينة قبالة الساحل. ولن يكون لهذه الروبوتات أي قوة دفع، ولكنها ستركب تيارات المحيط، موجهة بواسطة برنامج خاص، إلى وجهتها في القطب الجنوبي حيث ستقوم بتفعيل "معدات الهبوط" الخاصة بها وهي عبارة عن ثلاثة أرجل تنبثق وتلتصق بالجليد.

كيفية عمل الروبوتات IceNode

وبمجرد وصولها إلى مكانها، ستراقب أجهزة الاستشعار الخاصة بها مدى سرعة ذوبان مياه المحيط المالحة الأكثر دفئاً في ذوبان الجليد، وكذلك مدى سرعة ذوبان المياه الباردة.

وقالت وكالة ناسا إن الأسطول يمكن أن يعمل لمدة تصل إلى عام كامل، حيث يلتقط البيانات عبر الفصول.

جمع البيانات وتحليلها

وبمجرد الانتهاء من الرصد، ستفصل الروبوتات نفسها عن الجليد، وتنجرف إلى سطح المحيط وتنقل البيانات عن طريق الأقمار الصناعية. ويمكن بعد ذلك إدخال هذه البيانات في نماذج الكمبيوتر لتحسين دقة توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر.

وقال بول جليك، مهندس ميكانيكا الروبوتات في مختبر الدفع النفاث والباحث الرئيسي في IceNode: "هذه الروبوتات هي منصة لجلب الأدوات العلمية إلى أصعب المواقع التي يمكن الوصول إليها على الأرض".

التطورات المستقبلية في مشروع IceNode

يركز الفريق حالياً على تطوير القدرات التقنية للروبوتات وهناك المزيد من الاختبارات المخطط لها. لا يوجد حالياً جدول زمني محدد لموعد نشر الروبوتات في القارة القطبية الجنوبية، كما قال غليك لشبكة CNN، "لكننا نود أن يكون ذلك في أقرب وقت ممكن."

التجارب السابقة مع الروبوتات تحت الجليد

تم استخدام الروبوتات للبحث تحت جليد القارة القطبية الجنوبية من قبل. وقد استخدم مشروع بحثي حديث روبوت يشبه الطوربيد يسمى Icefin، وهي مركبة يتم تشغيلها عن بُعد، وهي مركبة يتم تشغيلها عن بُعد وتسجل معلومات عن حرارة المحيط وملوحة المياه والتيارات.

ولكن في حين أن Icefin كان يحتوي على نظام دفع ويبقى متصلاً بحبل يتم من خلاله التحكم فيه وإرسال البيانات مرة أخرى، فإن IceNodes ستكون مستقلة تماماً.

التحديات والمخاطر في نشر الروبوتات

وقال روب لارتر، الجيوفيزيائي البحري في هيئة المسح البريطاني للقطب الجنوبي، التي كانت جزءاً من مشروع البحث باستخدام آيسفين Icefin، إن كلا النظامين يكملان بعضهما البعض.

حيث يمكن لـ Icefin إصدار البيانات في الوقت الفعلي، حيث تكون عمليات النشر محدودة بالمدة التي يمكن أن تبقى فيها البئر مفتوحة قبل أن تتجمد، وعادة ما تكون مسألة أيام. ستكون IceNodes قادرة على جمع البيانات على مدى فترات أطول بكثير ولكنها لن تبث حتى تنتهي مهمتها.

وقال لارتر لشبكة سي إن إن نشر كلا الجهازين يمثل تحدياً كبيراً وينطوي على مخاطر كبيرة على المعدات المتطورة، "لكن مثل هذه الأساليب المبتكرة والمخاطرة ضرورية لمعرفة المزيد عن العالم الخفي الحرج تحت الجروف الجليدية".