Китайские инженеры разработали беспилотное исследовательское полупогруженное судно, способное запускать ракеты с отделяемыми метеорологическими зондами, спускающимися на парашюте и собирающими данные об атмосфере - этот метод позволяет относительно недорого получить подробные данные о состоянии атмосферы над океаном. Судно способно проплыть 3000 километров и запустить до 48 ракет за рейс. В 2016 и 2017 годах исследователи провели испытания судна, а теперь рассказали о них в статье, опубликованной в журнале Advances in Atmospheric Sciences.
Измерение параметров атмосферы необходимо для составления метеопрогнозов и предсказания масштабных циклонов. Большая часть метеорологических исследований проводится с помощью наземных станций, оснащенных радарами и лидарами, аэростатов и метеорологических ракет. Однако эти методы имеют серьезное ограничение — они применимы лишь для исследования атмосферы над сушей и прибрежными районами океанов. В дополнение к ним используются метеорологические спутники, однако их возможности ограничены, а кроме того, их запуск и эксплуатация гораздо дороже, чем применение обычного метеорологического оборудования.
Инженеры из Института физики атмосферы Китайской академии наук и компании Jiangxi Xinyu Guoke Technology под руководством Вэньчжэна Шао (Wenzheng Shao) разработали автономное судно, способное запускать метеорологические ракеты прямо с воды, находясь на большом удалении от берега океана. Разработчики выбрали конструкцию полупогруженного судна, большая часть которого находится под водой. Это позволяет увеличить стабильность судна во время шторма. Поскольку центр масс судна расположен намного ниже центра плавучести, даже если судно перевернется на волнах, оно самостоятельно восстановит исходное положение. Длина судна составляет восемь метров, высота — 1,6 метра, а ширина корпуса равна одному метру. За движение судна отвечает дизельный двигатель, рассчитанный на десять дней непрерывной работы, за время которой судно способно преодолеть три тысячи километров с крейсерской скоростью движения восемь узлов (14,8 километра в час). Масса заправленного судна составляет 6,2 тонны, причем эта масса не учитывает массу ракет, компьютера и другого оборудования.
Судно может передвигаться в автономном режиме, отслеживая свое положение по сигналам системы спутниковой навигации BeiDou и обмениваясь данными с командным центром через систему спутниковой связи Iridium. Надводная метеостанция на борту судна способна измерять температуру, влажность, давление, а также скорость ветра и его направление на высоте полтора метра, а подводные датчики могут записывать данные о температуре. Самое необычное оборудование судна — пусковая установка для метеорологических ракет. Судно вмещает до 48 ракет, причем для этого используются ракеты двух типов, максимальная высота полета которых составляет 6 и 1,3 километра. После набора высоты ракета сбрасывает головную часть, которая выпускает парашют и снижается со скоростью пять метров в секунду, записывая данные о температуре, влажности, давлении, скорости ветра и его направлении.
С мая 2016 года по май 2017 года инженеры провели базовые испытания на реке, а затем, в июне и ноябре 2017 года они дважды отправили судно в морское плавание в заливе Бохай в китайской провинции Хэбэй. За время морских испытаний судно запустило семь ракет, максимальная высота полета которых составила 1230 метров. В результате испытаний исследователям удалось как подтвердить работоспособность концепции автономного судна с метерологическими ракетами, так и собрать научные данные. К примеру, собранная во время снижения метеорологических зондов информация позволила обнаружить морской пограничный слой атмосферы, условия в котором сильно отличаются от условий в остальной части атмосферы. Измерения ветра, температуры и влажности показали, что слой находится между высотами 42 и 1120 метров.
Недавно испанские ученые предложили использовать для изучения морских течений достаточно необычный источник данных — буревестников, сидящих на поверхности воды, с закрепленными на них GPS-трекерами. Исследование показало, что эти птицы следуют изменениям направления течения, вызванных силой ветра, поэтому данные об их передвижениях можно использовать для анализа самих течений.
Григорий Копиев