Мегапроекти
Підлідні арктичні обсерваторії: дані, енергія та TDY
Securities.io дотримується суворих редакційних стандартів і може отримувати винагороду за перевірені посилання. Ми не є зареєстрованим інвестиційним консультантом, і це не є інвестиційною порадою. Будь ласка, перегляньте наші розкриття партнерів.
Важливість Арктики
Арктичний регіон довгий час був переважно занедбаним регіоном через його майже безлюдність, надзвичайну холодність та важкодоступність. Проте, з кількох причин він є надзвичайно важливим регіоном світу.
Перша причина полягає в тому, що технологічний прогрес і людська жага до ресурсів зробили Арктику сьогодні економічно важливішою, ніж будь-коли. Глобальне потепління також робить ці ресурси доступнішими та відкриває нові торговельні шляхи.
Це також регіон, що межує з багатьма країнами, кожна з яких має свої стратегічні інтереси, та зростаючою напруженістю між Росією та країнами НАТО (Канада, Норвегія, США та Данія, через Гренландію, мають безпосередню присутність в Арктиці).
джерело: Геологічна служба Норвегії
Навіть з урахуванням зміни клімату, розуміння та моніторинг Арктики є величезним технічним та науковим викликом.
З цієї причини створюється нове покоління підводних зондів та дронів для аналізу льодового покриву, дослідження підводних ресурсів та моніторингу регіону.
Потепління Арктики: торговельні шляхи, клімат та нові ресурси
Нові торговельні шляхи
Арктичний регіон нагрівається в 4 рази швидше, ніж у середньому по світу.
Це призвело до того, що в літній період в Арктиці набагато більше води без льоду, ніж раніше, а залишковий лід також став набагато тоншим, що допомагає криголамам робити судноплавство придатним для використання протягом більшої кількості місяців.
джерело: BBC
В результаті, т.зв. Полярний шовковий шлях, що з'єднує Європу з Китаєм через Росію, стає стратегічним торговим шляхом. Він може з'єднати Китай та Велику Британію трохи більше ніж за 20 днів, використовуючи звичайне неполярне контейнеровозне судно, завдяки російським буронабивним бурам, що розчищають лід на цьому шляху.
Компанія Sea Legend, яка на своєму вебсайті перераховує флот із 18 суден, повідомила, що планування нових послуг зайняло три роки. Компанії довелося подолати труднощі, зокрема модернізацію обладнання судна, навчання та сертифікацію персоналу, а також розробку точних прогнозів погоди та навігації.
Важливість для клімату
Маса холодного повітря в Арктиці є важливим фактором глобальних погодних умов.
Зміна регіонального клімату також може вплинути на рівень моря. Танення льоду в океані безпосередньо не впливає на рівень моря, оскільки це вже плавучий лід. Але арктична крижана шапка над масивною поверхнею Гренландії може спричинити значне підвищення рівня моря, якщо вона розтане.
Крім того, більша кількість розтопленого льоду означає, що замість льоду з високою відбивною здатністю поверхня набагато темніша, поглинаючи більше сонячної енергії, що потенційно може спричинити подальше потепління як на місцевому, так і на глобальному рівні.
Зрештою, надмірне танення льоду може порушити океанічні течії, особливо в Північній Атлантиці, які є ключовим регулятором глобального клімату.
Нові економічні зони
Окрім торговельних шляхів, потепління арктичних вод створює новий потенціал для економічної діяльності. Наприклад, легша навігація та тепліші води, ймовірно, відкриють нові рибальські господарства.
Арктичний регіон також багатий на корисні копалини та енергоносії:
- 97% запасів платини Росії знаходяться в Арктиці.
- 93% залізної руди, що використовується в ЄС, видобувається у Швеції.
- 50% доходів Північно-Західних територій Канади надходить від гірничодобувної промисловості.
- Регіон може містити 13% нерозвіданих світових запасів традиційної нафти та 30% нерозвіданих запасів традиційного природного газу.
Тим часом, здебільшого невикористаний ресурс Гренландії включає значні запаси рідкісноземельних мінералів, таких як неодим і диспрозій, достатні для задоволення щонайменше чверті майбутнього світового попиту в 38.5 мільйона тонн.
Ситуація, яка привернула увагу великої держави, найвідомішою з якої був намір Дональда Трампа купити Гренландію в певний момент.
Гренландія також має запаси золота, заліза, алюмінію, урану, цинку, свинцю, нафти, газу тощо.
джерело: Геологічна служба Норвегії
Підводні ресурси також можуть стати новою оспорюваною територією, оскільки Арктика особливо багата на підводні родовища корисних копалин, що містять багаті на метали сульфіди, та на багаті на мінерали гідротермальні ділянки.
Чому Арктиці потрібні нові підлідні дані
Важко та дорого збирати
Арктичні обсерваторії забезпечують основу даних для безпечного розвитку та захисту довкілля. Краще розуміння доступних ресурсів та навколишньої екосистеми – це справді єдиний спосіб відповідального використання цих ресурсів.
Але традиційні інструменти збору даних проходять випробування в арктичних погодних умовах:
- Поверхневі буї руйнуються внаслідок рухомого льоду.
- Супутники не можуть бачити крізь товсті крижані щити.
- Місії з екіпажем дорогі та небезпечні.
Це не означає, що жоден з них не використовується. Наприклад, Багатопрофільна дрейфуюча обсерваторія з вивчення арктичного клімату (MOSAiC) 2019-2020 років бачив, як понад 600 людей працювали в Центральній Арктиці для збору даних взимку, коли криголами не могли пробити лід через його занадто товсту товщину.
Вчені експедиції MOSAiC вивчали атмосферу, сніг, морський лід, океан та місцеву екосистему. Але з бюджетом у 140 мільйонів доларів така експедиція є дивовижною.
Так само «Місто під льодом» Кемп-Сенчурі в Гренландії є пережитком Холодної війни. Інженерний корпус армії США побудував цю військову базу в 1959 році, прорубавши мережу тунелів у приповерхневому шарі льодовикового щита.
джерело: NASA
Об'єкт був покинутий у 1967 році через складність та витрати на створення постійного поселення в цих суворих умовах.
Автономна альтернатива
Прогрес у розробці автономних транспортних засобів та акумуляторних систем повністю змінив підхід до вивчення Арктики.
Завдяки автономним підводним апаратам (АНПА), що використовують системи акумуляторів тривалого часу, вчені можуть розгортати спостережні пункти під льодом на набагато більших відстанях, ніж у минулому.
Вони також можуть використовувати нові типи сонарів та лідарних масивів, які є одночасно потужнішими та менш енергоємними.
Зрештою, супутникові зв'язки в режимі реального часу та моделі виявлення на основі штучного інтелекту дозволяють цим безпілотникам бути набагато більш потужними та незалежними, ніж у минулому, не потребуючи прив'язки до спостережного корабля чи наземної станції для виконання своєї місії.
В результаті, безперервний цілорічний моніторинг Арктики нарешті став можливим.
Геополітика
Кращий моніторинг також є стратегічним імперативом для військових, щоб контролювати регіон і забезпечувати повагу до територіальних прав кожної країни.
«За останні 10-20 років відбулося так багато змін, зокрема зміна клімату спричинила посилення активності, геополітичні зміни та технологічні зміни в Арктиці».
Тенденція до потепління також дозволяє нашим супротивникам мати більшу присутність і доступ до регіону».
Погана картографія та відсутність прямої присутності можуть призвести до того, що претензії однієї країни на ресурси регіону будуть оскаржені іншою.
Загалом, підлідні спостереження вирішуватимуть майбутні територіальні суперечки та оцінки ресурсів.
Отже, це робить підлідні дрони та спостережні зонди ключовим геостратегічним мегапроектом 21-го століття.
Як працюють мережі підлідних арктичних обсерваторій
Проведіть пальцем, щоб прокрутити →
| Компонент | Основна роль | Приклади технологій | Ключові арктичні варіанти використання |
|---|---|---|---|
| Автономні підльодові дрони (AUV) | Мобільна сенсорна платформа, яка відображає товщину льоду, батиметрію та екосистеми. | Масиви сонарів та лідарів, камери, хімічні датчики, акумуляторні блоки тривалого часу роботи. | Картування межі лід-океан, дослідження рибальства, інспекція підводної інфраструктури. |
| Постійні станції на морському дні | Фіксований вузол для безперервного моніторингу геології, хімії та акустики. | Мікросейсмометри, датчики метану та CO₂, зонди для аналізу хімічного складу океану, гідрофони. | Відстеження викидів метану, сейсмічної активності, довгострокового моніторингу екосистем та шуму. |
| Акустична комунікаційна мережа | Забезпечує підводне позиціонування та зв'язок передачі даних, коли GPS та радіо не можуть проникнути крізь лід. | Акустичні модеми, маяки позиціонування, синхронізовані системи визначення часу. | Безпечна навігація для автономних підводних апаратів (АНПА), приховане відстеження кораблів та підводних човнів, передача даних до хабів. |
| Наземний висхідний зв'язок та супутники | Передає дані з-під льоду до глобальних мереж майже в режимі реального часу. | Тросові буї, термінали Iridium, супутники на полярній орбіті, майбутні арктичні сузір'я. | Моніторинг клімату в режимі реального часу, безпека на морі, обізнаність у стратегічній сфері. |
| Моделі клімату та навігації зі штучним інтелектом | Перетворює необроблені дані датчиків на прогнози, карти ризиків та підказки щодо маршруту. | Моделі машинного навчання для дрейфу морського льоду, ризику штормів та змін екосистеми. | Оптимізація маршрутів судноплавства, планування військових місій, рибальство та політика охорони природи. |
Автономні підлідні дрони
Хоча велика увага в технології безпілотників приділяється літаючим дронам, частково через їхню зростаючу роль у військових конфліктах, як продемонстрував випадок війни в Україні, підводні дрони також швидко розвиваються.
Експедиція MOSAiC вже використовувала рання версія цієї технології для аналізу межі між морським льодом та океаном.
джерело: Nature
Він збирає зразки льоду, водоростей, зоопланктону та вимірює товщину льоду завдяки сонару, візуалізації, хімічному відбору проб та радару, спрямованому вгору, для картографування танення льоду знизу.
Постійні станції морського дна
Рухомі підлідні дрони – чудовий варіант для динамічного аналізу Арктичного регіону та регулярного відбору проб.
Однак інші точки даних потребують набагато безперервнішої форми спостереження, чого можна досягти за допомогою вимірювальних станцій морського дна.
Вони можуть включати різноманітні інструменти для моніторингу різних явищ:
- Мікросейсмометри для виявлення геологічної активності.
- Датчики хімічного складу океану для вимірювання біологічних та екологічних змін.
- Детектори метану та CO₂ для оцінки внеску території у зміну клімату.
- Гідрофони для виявлення руху кораблів і підводних човнів.
Традиційно такі станції на морському дні живилися кабелем від сусіднього корабля або наземної станції. Наприклад, місія MOSAiC використовувала живлення (6 кВт) від Полярний перевозити кабелем для обігріву установок та живлення станцій на морському дне.
Але довгострокове спостереження за глибокою Арктикою вимагає іншого рішення. Натомість, Енергію морських течій або припливів можна використовувати для створення невеликого, але стабільного джерела живлення цих датчиків..
Якщо вироблення електроенергії буде достатнім, ці підводні станції також можна буде використовувати як підводні електростанції та пункти заряджання автономних підводних дронів.
Акустичні комунікаційні мережі
Оскільки GPS не проникає крізь воду, а лід блокує можливість легкого доступу до поверхні за допомогою плавучої антени, підлідні дрони тріангулюють координати за допомогою акустичних модемів та донових «маяків».
Це може бути додатковою функцією підлідної станції морського дна, яка слугуватиме точкою опори, яку дрони зможуть використовувати для орієнтації.
Супутникова інтеграція
Акустичний зв'язок можна використовувати для збору та централізації даних, але потім вони все одно повинні вирватися з моря та під лід, щоб дістатися дослідників.
Рішення полягає у використанні концентратора даних, який концентрує акустичний сигнал в одній точці, а потім за допомогою кабелю підключається до системи передачі даних на поверхні.
джерело: ResearchGate
Вихідні канали передачі даних можуть бути підключені до супутника на полярній орбіті, мережі Iridium або майбутніх арктичних сузір'їв.
Кліматичні моделі зі штучним інтелектом
Усі дані, зібрані в режимі реального часу та цілий рік, потім потрібно буде інтегрувати в корисні прогностичні моделі.
Найімовірніше, моделі арктичного клімату наступного покоління широко використовуватимуть технології штучного інтелекту для покращення своїх прогностичних можливостей. Вони, у свою чергу, будуть використовуватися метеорологами, судноплавними компаніями, військовими/морськими операторами, регуляторами рибальства та природоохоронними органами.
Висновок: Чому важливі підлідні арктичні обсерваторії
Нове покоління підлідних обсерваторій, від підводних дронів до підводних станцій, революціонізує наше розуміння Арктики. Це буде перший випадок, коли ми зможемо проводити безперервне спостереження за регіоном протягом зимових місяців, а також отримати набагато детальніше зображення літніх місяців.
Це не лише науковий проєкт, а й матиме величезні наслідки як для економічної діяльності, так і для геополітичних і військових умов Арктики.
Тож, незалежно від того, чи йдеться про моніторинг викидів метану, товщини льоду, місцевих екосистем та рибальства, виявлення родовищ цінних корисних копалин чи моніторинг діяльності комерційних та військових суден, цілком ймовірно, що підлідні спостереження стануть дуже важливою технологією наприкінці 2020-х та у 2030-х роках.
Інвестування в арктичний моніторинг
Теледин Технології
(TDY )
Заснована в 1960 році, Teledyne Technologies – це технологічний конгломерат, який лідирує у підводних безпілотниках та загальному морському приладобудуванні.
Це включає гідрофони, гідролокатори, відстеження риби, вимірювання льоду та хвиль тощо. Його можна використовувати для всіляких наукових програм у морі.
джерело: Теледин
Підводні апарати Teledyne використовуються такими ініціативами, як Мережа спостереження за водними екосистемами в режимі реального часу (RAEON), канадська дослідницька мережа, яка розгортає планери Teledyne Slocum та інші автономні платформи для моніторингу водних екосистем у режимі реального часу.
Серед автономних підводних апаратів Teledyne є автономні, з низькою логістикою Платформа Гавія (глибина від 500 м до 1,000 м), Платформа Osprey (глибока глибина 2,000 м) та Платформа SeaRaptor (глибина занурення 3,000 м або 6,000 м), які можна використовувати як для цивільних, так і для військових цілей (включаючи розмінування).
Він також забезпечував канадські та європейські полярні дослідницькі експедиції приладдям та обладнанням.
джерело: Теледин
Серед найвизначніших інших наукових проектів, у яких брала участь компанія, є Місія NASA до супутника Юпітера Європи, Обсерваторія населених світів (HWO) буде запущено наприкінці 2030-х років, або Марсохід «Наполегливість».
Компанія також активно працює в цифрове зображення та сенсори, аерокосмічна та оборонна електроніка та передові машини та системиЦі датчики та системи можуть використовуватися в багатьох галузях промисловості, від охорони здоров'я до оборони чи енергетики.
джерело: Теледин
Компанія зростала завдяки поєднанню нових науково-дослідних проектів та придбань, здійснивши 74 придбання з 2001 року.
джерело: Теледин
Ця стратегія призвела до швидкого зростання виручки, при цьому дохід зріс приблизно з 875 мільйонів доларів у 2004 році до понад 4.6 мільярда доларів у 2020 році та, за оцінками, приблизно до 5.6 мільярда доларів у 2024 році, згідно з нещодавніми презентаціями для інвесторів.
Найбільшим ринком компанії є США (порівну розподілений між державним та комерційним секторами), за ними йде Європа.
джерело: Теледин
Сьогоднішня Teledyne є лідером у впровадженні автономних та автоматизованих систем у реальний світ, зокрема в надвибагливих умовах відкритого моря чи Арктики. Оскільки Захід реіндустріалізує та переміщує свій ланцюг поставок, такі компанії, як Teledyne, ймовірно, отримають вигоду від цієї тенденції та стануть ще важливішим промисловим національним чемпіоном для США.
Це робить Teledyne надійним інструментом для підводних та космічних досліджень, що ідеально відповідає цьому мегапроекту.
Останні новини та події щодо акцій Teledyne (TDY)
