ทำไม? มีมหาสมุทรอีกมากที่ยังไม่ได้สำรวจ

กว่า 80% ของมหาสมุทรทั่วโลกยังไม่ได้สำรวจ ทำไม? มีมหาสมุทรอีกมากที่ยังไม่ได้สำรวจ เทคโนโลยีการสำรวจมหาสมุทรทั่วโลกอาจต้องเผชิญกับอุปสรรคหลายประการในอดีต แต่ปัจจุบัน เทคโนโลยีที่ดีขึ้นและมีอุปสรรคน้อยกว่าที่เคย ความพยายามสำรวจมหาสมุทรลึกต่อไปเริ่มขึ้นเรื่อยๆ แต่มีอีกเท่าไหร่ที่ยังไปไม่ถึงและเพราะอะไร

อุปสรรคในการสำรวจมหาสมุทร

การสำรวจมหาสมุทรนั้นทั้งแพงและท้าทายทางเทคโนโลยี หุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นสำหรับการสำรวจมหาสมุทรใต้ท้องทะเลลึกจะต้องสามารถทนต่อแรงดันสูงที่มาพร้อมกับความลึก ทำงานโดยไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาครั้งละหลายพันชั่วโมง และสามารถต้านทานผลกระทบจากการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้

ความกดดัน

โดยเฉลี่ยแล้ว มหาสมุทรมีความลึกประมาณ 12,100 ฟุต ที่ระดับความลึกนี้ แรงดันที่เกิดจากน้ำหนักของน้ำทะเลด้านบนนั้นมากกว่าแรงดันที่เราพบที่ผิวมหาสมุทรมากกว่า 300 เท่า ในส่วนที่ลึกที่สุดของมหาสมุทร ซึ่งอยู่ใต้พื้นผิวประมาณ 36,000 ฟุต ความกดอากาศสูงกว่าแรงดันที่พื้นผิวมหาสมุทรถึง 1,000 เท่า อุปกรณ์ที่ใช้ในการสำรวจใต้น้ำต้องได้รับการออกแบบให้ทนต่อแรงกดดันที่รุนแรงของมหาสมุทรลึก เรือดำน้ำที่ออกแบบเพื่อรองรับคนบนเรือจะต้องมีความสามารถในการรักษาแรงดันภายในที่เข้ากันได้กับสิ่งที่ร่างกายมนุษย์สามารถทนได้ อย่างไรก็ตาม ตัวถังเหล่านี้สามารถคิดเป็นเกือบหนึ่งในสามของน้ำหนักรวมของเรือดำน้ำ ซึ่งจำกัดความสามารถของเครื่อง จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ ความกดดันที่รุนแรงในมหาสมุทรลึกได้กลายเป็นอุปสรรคอย่างหนึ่งที่ทำให้ผู้คนไม่สามารถสำรวจน้ำลึกได้โดยตรง

Long Dives

หุ่นยนต์มีสามประเภทหลักที่ใช้ในการสำรวจมหาสมุทรลึก: ยานพาหนะที่ควบคุมโดยมนุษย์ (HOV) ยานพาหนะที่ควบคุมระยะไกล (ROV) และยานพาหนะใต้น้ำอัตโนมัติ (AUV) HOVs เป็นเรือดำน้ำที่ออกแบบมาเพื่อให้มีคนอยู่บนเรือ ในขณะที่ ROV ถูกควบคุมโดยผู้คนจากระยะไกล ซึ่งปกติแล้วจะมาจากเรือที่พื้นผิว ในทางกลับกัน AUV ได้รับการออกแบบให้ทำงานอัตโนมัติสำรวจมหาสมุทรผ่านภารกิจที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า เมื่อแต่ละภารกิจเสร็จสิ้น AUV กลับสู่พื้นผิว ซึ่งจุดที่นักวิทยาศาสตร์ได้ประมวลผลข้อมูลที่ AUV รวบรวมระหว่างการเดินทาง

แม้ว่า HOVs ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจมหาสมุทรลึกได้โดยตรง แต่ก็เป็นหุ่นยนต์สำรวจมหาสมุทรที่ มีความจำกัดมากที่สุดในสามประเภท เมื่อถึงเวลาใต้น้ำ HOV ส่วนใหญ่สามารถดำน้ำได้ประมาณห้าชั่วโมงเท่านั้น ในขณะที่ ROV สามารถอยู่ได้นานเป็นสองเท่า เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากเวลาที่จำกัดที่ผู้คนสามารถใช้ HOV บางครั้งสถาบันวิจัยจะปรับใช้ ROV เพื่อสำรวจพื้นที่ก่อนที่จะส่ง HOV ไป ข้อมูลเบื้องต้นที่รวบรวมโดย ROV จะแจ้งภารกิจของ HOV เพื่อเพิ่มศักยภาพในการค้นพบในช่วงการดำน้ำที่แคบของ HOV ได้

น้ำทะเลที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

คุณสมบัติทางเคมีของน้ำทะเลส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่สามารถทำให้โลหะเสื่อมสภาพได้ นอกเหนือจากแรงกดดันที่รุนแรงและเวลาในการดำน้ำที่ยาวนานแล้ว หุ่นยนต์สำรวจใต้ทะเลลึกจะต้องสามารถทนต่อคุณสมบัติการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้ เพื่อต่อต้านการกัดกร่อน เรือดำน้ำส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้โพลีเมอร์เพื่อสร้างเกราะป้องกันระหว่างโครงสร้างโลหะของใต้น้ำกับน้ำทะเล

HOVs ใต้ทะเลลึก

HOV Alvin ชั้นนำของ Woods Hole Oceanographic Institute เปิดตัวครั้งแรกในปี 1960 ยังคงได้รับการอัพเกรดและรักษาชื่อเสียงในฐานะที่เป็นเทคโนโลยี “ล้ำสมัย” เรือดำน้ำที่มีชื่อเสียงถูกใช้เพื่อค้นหาระเบิดไฮโดรเจนที่สูญหายในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน มีการอนุญาตให้มนุษย์สำรวจปล่องไฮโดรเทอร์มอลใต้ทะเลลึกได้โดยตรงเป็นครั้งแรก และแม้กระทั่งสำรวจซากปรักหักพังของเรือไททานิค การอัพเกรดที่กำลังดำเนินการอยู่จะขยายขีดความสามารถด้านความลึกของอัลวินจาก 4,500 เมตร (14,700 ฟุต) เป็น 6,500 เมตร (21,300) ฟุต) เมื่อเสร็จสิ้น Alvin จะสามารถให้นักวิทยาศาสตร์เข้าถึงพื้นมหาสมุทรได้โดยตรงประมาณ 98% นอกจาก Alvin แล้ว สหรัฐอเมริกายังดำเนินการ HOV อีก 2 ลำผ่านมหาวิทยาลัยฮาวาย ได้แก่ Pisces IV และ Pisces V.17 เรือดำน้ำ Pisces แต่ละลำถูกสร้างขึ้นเพื่อดำน้ำได้ลึกถึง 2,000 เมตร (6,500 ฟุต)

ยังมี HOV อยู่ทั่วโลก เรือ Nautile ของฝรั่งเศสและ Mir 1 และ Mir 2 ของรัสเซียสามารถบรรทุกคนพร้อมลงได้ลึกถึง 6,000 เมตร (19,600 ฟุต) ในขณะเดียวกันญี่ปุ่นใช้งาน Shinkai 6500 ซึ่งเป็น HOV ที่เหมาะสมสำหรับความลึก 6,500 เมตร (21,000 ฟุต) Jiaolong HOV ของจีนสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 7,000 เมตร (23,000 ฟุต)

ROV ใต้ท้องทะเลลึก

แม้จะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี HOV แต่การขยายการเข้าถึงโดยตรงไปยัง ROVs ที่ควบคุมจากระยะไกลและลึกยังคงใช้งานได้ง่ายและปลอดภัยกว่า HOV The U.S. Nation Oceanographic and Atmospheric ดำเนินการ Deep Discoverer หรือ D2 เพื่อสำรวจความลึก D2 สามารถดำน้ำได้ลึกถึง 6,000 เมตร (19,600 ฟุต) และมาพร้อมกับอุปกรณ์กล้องขั้นสูงที่สามารถจับภาพวิดีโอความละเอียดสูงของ สัตว์ตัวเล็กๆ ที่อยู่ห่างออกไป 10 ฟุต D2 ยังมีแขนกลสองแขนสำหรับเก็บตัวอย่างจากส่วนลึกอีกด้วย

กองทัพเรือสหรัฐฯ ยังได้พัฒนา CURV 21 ซึ่งเป็น ROV ที่สามารถลงได้ถึง 20,000 ฟุตเมื่อไม่นานนี้ กองทัพเรือวางแผนที่จะใช้กำลังยก 4,000 ปอนด์ของ CURV 21 สำหรับภารกิจกอบกู้ใต้ทะเลลึก

สรุป ทำไม? มีมหาสมุทรอีกมากที่ยังไม่ได้สำรวจ ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการสำรวจมหาสมุทรใต้ทะเลลึกได้เร่งตัวขึ้นตั้งแต่ช่วงเปลี่ยนศตวรรษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการพาคนลงไปสำรวจยังมหาสมุทรลึกด้วย