Onbemande robot onderweg van de VS naar Spanje
Onlangs kreeg ik een uitnodiging van mijn Spaanse collega Enrique Alvarez om in de haven van het schilderachtige vissersdorpje Bayona in Noord-Spanje de aankomst van de eerste onderwaterrobot te vieren die de Atlantische Oceaan is overgestoken. De oversteek wordt uitgevoerd binnen het Integrated Ocean Observing Systeem (IOOS) van de National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA, en de Rutgers Universiteit. Aan de Europese kant werkten onder andere de universiteiten van de Azoren en Las Palmas aan het unieke project mee.
De robot werd op 27 april voor de kust van New Jersey in de VS te water gelaten. Zdenka Willis de directeur van IOOS, doopte hem Scarlet Knight. Studenten van het Coastal Ocean Observation Lab van de Rutgers Universiteit loodsen vanaf die dag de in het water zwevende robot of ‘glider’ dagelijks naar de andere kant van de oceaan. Op animaties is te zien hoe een glider ook de contouren van het onderzoeksgebied volgt. Een beetje zoals een Tomahawk-kruisraket, een soort onbemand vliegtuigje of robot die de contouren van het landschap volgt en zo vaak ongezien zijn doel kan bereiken.
Gliders veroveren de oceanische ruimte
De ontwikkeling van zelfstandig opererende onderwatervaartuigen (AUVs) voor het doen van onderzoek begon in het begin van de jaren tachtig van de vorige eeuw. Vaak gebeurde dit in de laboratoria of spinn off bedrijven van grote onderzoek instituten zoals het beroemde Woods Hole Oceanographic Research Institution (WHOI) aan de Atlantische kust in de buurt van New York en Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Califonie. De glider werd ontwikkeld door een oud werknemer van WHOI, ingenieur Douglas Webb’ die nu een bedrijf met dezelfde naam heeft. Behalve wetenschappers is ook de Amerikaanse marine geïnteresseerd in deze intelligente ‘kruisraketten van de oceaan’.


Gliders hebben geen propellers zoals onderzeeërs en de meeste andere onderwatervaartuigen. Ook is het gebruik van batterijen vanwege hun korte levensduur geen oplossing voor de voortstuwing. Voor de aandrijving wordt op een slimme manier gebruik gemaakt van het drijfvermogen van de glider. Hierbij wordt het vaartuigje zwaarder of lichter gemaakt dan het water waarin deze zich bevindt. De hoeveelheid water van een theekopje is hiervoor genoeg. Hierdoor daalt of stijgt de glider in de waterkolom. Door er vleugels aan te bevestigen wordt de verticale beweging omgezet in een voorwaartse horizontale beweging. Het gevolg is dat de glider zich in een zaagtand patroon door het water beweegt. Voorzien van een staartvinroer is de torpedovormige glider in staat om een reeks van waarnemingen te doen tot op een van te voren bepaalde diepte. De verzamelde gegevens worden zo gauw de glider aan het oppervlak komt per satelliet naar het grondstation gestuurd waar ze worden verwerkt. Ook krijgt de glider per kerende post instructies voor de volgende duik.
Hiermee is de droom van één van de beroemdste Amerikaanse oceanografen van de vorige eeuw werkelijkheid geworden. In 1989 schreef Henry Stommel in het pas opgerichte populaire vakblad ‘Oceanography’ een sciencefictionachtig essay over een vloot van duizend onderwatervaartuigen: de Slocum gliders. Ze werden aangestuurd vanuit een Slocum Mission Controle Centrum op een eilandje voor de kust van het Woods Hole Oceanographic Institution, waar hij werkte. Zoals zo vaak in de wetenschap wilde hij zijn visionaire droom met gepaste voorzichtigheid bekend maken. Nu, slechts twintig jaar later, verkennen ruim 3000 Argo floats dagelijks de bovenste twee kilometer van de oceaan om ons te helpen bij het doen van klimaatvoorspellingen, zijn glider missies bijna dagelijkse kost en worden er allerlei nieuwe AUVs voor speciale toepassingen ontwikkeld. Stommel noemde zijn gliders naar Joshua Slocum, die in 1895 op 24 april in zijn eentje met zijn sloep Spray uit Boston vertrok voor een reis van ruim drie jaar rond de wereld.
Scarlet Knight steekt de Atlantische Oceaan over
Gezien de uitnodiging van mijn Spaanse collega ga ik er van uit dat deze oversteek van een Slocum glider wel lukt. Een eerdere poging met de RU 17 was mislukt; bij de Azoren verloor men het vaartuigje door vermoedelijk een botsing met een vis, uit het oog. Uiteindelijk lijkt een glider van nog geen twee meter zonder een goed functionerend GPS systeem, toch weer snel op de spreekwoordelijke speld in de hooiberg. De informatie die toen werd verzameld heeft goed geholpen om de poging van de huidige transatlantische glider RU 27, tot een succes te maken. Met een snelheid van ongeveer een kilometer per uur kan de RU 27 de hemelsbrede afstand van 5.323 kilometer tussen Amerikaanse Tuckerton in New Jersey en Cape Tourinan, de meest westelijke kaap van Galicië in Spanje, in ongeveer 240 dagen afleggen. Oceaanstromingen zoals de Golfstroom hebben hier echter een grote invloed op. Het is de kunst om handig gebruik te maken van deze stromingen om zo snel mogelijk aan de andere kant van de oceaan te komen of zoveel mogelijk gegevens te verzamelen tijdens de oversteek.
Het navigeren van de Scarlet Knight lijkt dus in dit opzicht op het navigeren van Columbus toen hij op pad ging om Amerika te ontdekken. Het grote verschil is dat de navigators nu thuis zitten en gebruik maken van satellietopnamen en computermodellen om de koers te bepalen. Het verloop van de tocht is op het web te volgen: op 25 augustus werd Scarlet Knight bij de Azoren door duikers begroet en op dag 201 bereikte deze ridder de Spaanse wateren.

Studenten bespreken de plannen en volgen de glider Scarlet Knight in het ‘mission control center’ van het onderzoekinstituut van de Rutger Universiteit in de VS. Foto credits: Rutgers Universiteit.
Onderwaterrobots hebben de toekomst
Hoewel er natuurlijk meer universitaire operationele centra zijn voor het inzetten van gliders is het Coastal Ocean Obeservation Lab van de Rutgers Universiteit wel een mooi voorbeeld. Op hun website kan men de verschillende gliders die zijn ingezet volgen. Door de bloggende studenten en jonge onderzoekers is dit een attractieve interface met het innovatieve en moderne oceanografische onderzoek van de 21ste eeuw. De avonturen van een glider in Antarctica of de Middellandse Zee laten zich lezen als een jongensboek. Op dit moment worden er vier missies uitgevoerd in het Caribische gebied, bij Longyearbyen op Spitsbergen, bij het Amerikaanse onderzoekstation Palmer op het Antarctisch Schiereiland en de Trans Atlantische oversteek van Scarlet Knight. De laatste heeft op 30 november een afstand van 7.360,62 kilometer afgelegd in 217 dagen. Nog ruim 128 kilometer en hij zal worden opgepikt.
Gliders worden in de operationele oceanografie gebruikt om mariene informatie te verzamelen over het ‘weer in de oceaan’. Als je het vergelijkt met de inzet van onderzoekschepen is het een goedkope en betrouwbare manier om onder alle weersomstandigheden informatie over de oceaan te verzamelen. Ook wordt er stevig geïnvesteerd in de ontwikkeling van nieuwe onderwaterrobots, die voor speciale taken zullen worden ingezet. Hierbij kun je denken aan het monitoren van het ontstaan van gevaarlijke algenbloeien waardoor vissen kunnen sterven en het in kaart brengen van de vorm van ijsbergen en ijs-shelfs om een indruk te krijgen van de snelheid waarmee deze verdwijnen door de klimaatverandering. Zo investeerde de National Science Foundation onlangs ruim een miljoen US$ in de ontwikkeling van nieuwe zwermen van onderwaterrobots ter grootte van een voetbal, voor het monitoren van ondiepe zeeën zoals de Noordzee. Waar blijven de door klimaatverandering zo bedreigde ‘Lage Landen’ in dit geheel, vraag ik me dan maar weer eens af? In Nederland en in mindere mate België is de politieke moed ver te zoeken voor gerichte investeringen in een marien informatiesysteem over de Noordzee. Men wacht tot Europa dit voorschrijft.
Baiona: landingsplaats van Scarlet Knight
In de uitnodigingsbrief wees Enrique Alvarez er op dat Baiona de plek is waar ‘Europa voor het eerst over het bestaan van Amerika vernam’. Enrique komt uit Noord-Spanje. Eens vertelde ik hem dat ik Barrios de Luna, een onmogelijk dorp in het Cantabrische gebergte in Noord-Spanje, goed kende omdat ik daar mijn veldwerk als geologie student deed. Hij schoot in de lach en liet me een prachtig plaatje van zijn geboortedorp Barrios de Luna, zien Hoewel hij nu in Madrid leeft, klopt zijn hart nog in Noord-Spanje.
Baiona is inderdaad de plek waar Martin Alonso Pinzon (1441 – 1493) die als kapitein eigenaar van de Pinto met Columbus naar Amerika was vertrokken, in maart 1493 landde. Hij was voor Columbus een lastige en ongehoorzame expeditie deelnemer, die vaak zijn eigen gang ging. Op de terugweg nam hij bij de Azoren de benen om als eerste in Spanje aan te komen en de eer voor zichzelf op te eisen. Dat lukte niet omdat de Spaanse koning hem niet wilde ontvangen. Vlak daarna stierf hij aan een geslachtsziekte.
Websites bij dit Planeet Oceaan blog:
UPDATE: Scarlet Knight aangekomen in Spanje (10/12/2009 op eosmagazine.eu)
rucool.marine.rutgers.edu/
rucool.marine.rutgers.edu/atlantic/
www.webbresearch.com/Default.aspx
www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=115887
Geschreven in Wetenschap Vaste link
-
Reacties :
- (2)
- Geef uw reactie!
- Print dit artikel
















