Deep Ocean Exploration ist das "Space Race" des 21. Jahrhunderts

KUROSHIO integriert Technologien von japanischen Universitäten, Instituten und Unternehmen für einen einzigartigen kollaborativen Ansatz, der sich auf AUVs konzentriert. (Foto: Waldmeister Patrick Laputka)

CFIS baut eine Flotte von AUVs, um den Meeresboden mit Hilfe von Lasern abzubilden und abzubilden. (Foto: Fabrice Caterini)

PISCES vereint portugiesische Technologien, die bei INESC TEC (Porto) und CINTAL (Algarve) entwickelt wurden, um das PISCES-System zu entwickeln, das kooperative Robotik nutzt. (Foto: Fernando Teixeira)

GEBCO-NF Alumni integriert vorhandene Technologien und Erfahrungen in der Ozeankartierung mit einem innovativen unbemannten Oberflächenschiff, um bis 2030 zu einer umfassenden Kartierung des Meeresbodens beizutragen. (Foto: Anders Jørgensen)

Blue Devil Ocean Engineering arbeitet mit Heavy-Lift-Drohnen, die abrufbare SONAR-Tauchhülsen abwerfen. (Foto: Zakee Kuduro-Thomas)

Texas A & M Univ. Ocean Engineering setzt Drohnenschiffe und AUVs ein, um abgelegene Lebensräume im Ozean zu erforschen (Foto: Woodruff Patrick Laputka)

ARGGONAUTS schafft zwei Schwärme: einen in der Tiefsee und einen auf der Meeresoberfläche. Fünf oder mehr intelligente Tiefsee-Roboterdrohnen werden von der gleichen Anzahl autonomer Katamarane für Georeferenzierung, Retrieval und Transport begleitet und unterstützt. (Foto: Ibrahim Shehab)

Virginia DEEP-X entwickelt kleine und kostengünstige Unterwasserfahrzeuge, die in koordinierten Teams operieren. (Foto: Zakee Kuduro-Thomas)

Team Tao entwickelt ein autonomes Schwarmsystem für die schnelle Exploration von der Oberfläche bis zum tiefen Ozean. (Foto: Luca Verducci)

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Es gibt eine neue Version des Space Race, bei der Forscher auf den tiefen Ozean zielen.

Die menschliche Geschichte hat gezeigt, dass wir eine einfallsreiche Spezies sind, die immer die Werkzeuge nutzt, die uns zur Verfügung stehen, um die Fülle der Ressourcen um uns herum zu erforschen, zu verstehen und zu nutzen, um ein besseres Leben zu erschaffen. Wir sind weit von den Steinwerkzeugen unserer Vorfahren entfernt; Die Werkzeuge von heute nehmen die Form von Technologie, Computern, künstlicher Intelligenz und Robotern an, die wir sehr effektiv in einer Reihe von Bereichen wie Gesundheitswesen, Bildung, Transport, Herstellung und Kommunikation verwenden. Viele dieser Fortschritte wurden durch eine Regierungsführung ermöglicht, die Innovation, gesunden Wettbewerb und letztlich wirtschaftlichen Wohlstand fördert.

Ein Beispiel dafür ist der Drang der Regierung, in den 1960er Jahren den Weltraum zu erreichen - das Space Race . Ein gesunder Wettbewerb zwischen den USA und der Sowjetunion führte zu enormen Innovationen und führte in Kombination mit der aktuellen privaten Raumfahrt, die 2004 teilweise durch den Ansari XPRIZE für den suborbitalen Weltraumflug ausgelöst wurde, zu einer globalen Weltraumwirtschaft, die derzeit in über 300 Milliarden Dollar . Die Innovationen, die ursprünglich vom Weltraumrennen durch die NASA und andere Regierungsbeteiligungen und in jüngerer Zeit durch die Privatwirtschaft angetrieben wurden, beschränkten sich nicht nur auf die Weltraumforschung, und die Technologie wurde außerhalb der eigentlichen Missionen eingesetzt. Als direkte Folge des Interesses und der Unterstützung durch die Regierungen der Ära des Weltraumrennens von 1960 haben wir nun Wetter- und Kommunikationssatelliten sowie eine Reihe von Spin-off-Technologien wie Infrarot-Ohrthermometer für Babys, die jetzt verwendet werden von Rettungsdienstmitarbeitern bis zu Campern, Brandbekämpfungsgeräten und Smartphone-Kameras.

Historisch gesehen gab es keinen vergleichbaren Wunsch der Regierung nach einem hochkarätigen Rennen, um die Tiefen unseres Ozeans zu erkunden - ein Rennen, das der Sichtbarkeit und den Investitionen des Weltraumrennens der 1960er Jahre entsprechen würde. Wir sind jedoch längst überfällig für eine vollständige Erforschung dieser letzten großen Grenze auf unserem Planeten; Wir haben bessere Karten von der Oberfläche des Mars als von unserem Meeresboden. Der Ozean bedeckt mehr als 70 Prozent der Oberfläche unseres Planeten, aber im Durchschnitt wurden nur 10-15 Prozent des Tiefseebodens mit einer hohen Auflösung kartiert . An Orten, an denen wir hochauflösende Karten haben , wissen wir, dass es eine seltsame und fremdartige Landschaft gibt, die anders ist als jede andere, die man über dem Meeresspiegel findet.

Eine der größten Hürden, die häufig bei der Kartierung der Tiefsee genannt wurden, waren die Kosten für den Einsatz von Schiffen. Um dies zu überwinden und weitere maritime Innovationen voranzutreiben, wurde im Dezember 2015 der Shell Ocean Discovery XPRIZE im Wert von 7 Millionen US-Dollar gestartet. Bei diesem internationalen Wettbewerb müssen Teams Unterwasserroboter, Sensoren und Kameratechnologien entwickeln, die den Meeresboden sehr hoch kartieren Auflösung und bringen Bilder aus dem Meer, so dass wir alle die Möglichkeit haben zu sehen, was da draußen ist. Die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) stellt dafür einen Bonus in Höhe von 1 Million US-Dollar für die Entwicklung bahnbrechender Technologien zur Verfügung, darunter intelligente Unterwasser-Sniffer, die ein biologisches oder chemisches Signal unter Wasser aufspüren können .

Die Teams, die an diesem modernen Rennen beteiligt sind, haben unterschiedliche Herangehensweisen und arbeiten daran, eine Reihe von Herausforderungen zu lösen, die mit dem Betrieb im Meerwasser und unter großem Druck verbunden sind. Ein unvermeidliches Ergebnis davon werden die Spin-off-Technologien sein, die sich zu neuen wirtschaftlichen Möglichkeiten entwickeln, wie zum Beispiel billiges 3D-gedrucktes Gehäuse für Elektronik, das bis zu 5.600 lbs. Widerstehen kann. pro Quadratzoll Druck.

Vor allem durch die private Industrie läuft derzeit ein Rennen und konzentriert sich auf vier Kilometer unter der Meeresoberfläche. Heutzutage lassen Teams Roboter mit künstlicher Intelligenz und virtueller Realität die Arbeit von Aquanauten erledigen (so wie sich die Weltraumgemeinschaft auf Fernfahrzeuge wie den Mars Exploration Rover und den Mars Global Surveyor verließ). Private Forscher, Regierungsgruppen und Ad-hoc-Teams sind auf dem richtigen Weg, um unsere Ozeane besser zu verstehen, damit sie gesund, geschätzt und verstanden werden. Mit den Werkzeugen, die wir jetzt und in naher Zukunft zur Hand haben, können wir endlich herausfinden, was unter dem Schleier des Meeres liegt, und dabei unweigerlich unser Leben mit neuen Entdeckungen und Innovationen bereichern.

Der Autor
Dr. Jyotika Virmani ist Senior Director für Planet & Environment bei XPRIZE und Preisträgerin des Shell Ocean Discovery XPRIZE. Dr. Virmani verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Berufserfahrung in der Ozeanographie und einen Ph.D. in der physikalischen Ozeanographie.

Dr. Jyotika Virmani