Podvodní vozidlo „Urašima 8000“, vybavené schopností podvodního průzkumu a mapování mořského dna, dosáhlo v červenci 2025 úctyhodné hloubky 8000 metrů. Tento úspěch zaujal širokou veřejnost, jak bylo uvedeno v několika zprávách.
Díky svému autonomnímu programování může „Urašima 8000“ provozovat potápění po dobu více než 24 hodin a využívá akustické technologie, aby zachovala kontakt s mateřskou lodí, přičemž dosahuje bezprecedentní přesnosti při mapování mořského dna. Jaké výzvy musely být překonány k přetvoření předchozí verze „Urašima“, schopné potápění do hloubky 3500 metrů, na model schopný zkoumat až 8000 metrů?
Na tuto otázku odpovídají vedoucí projektu Takashi Nakatani, odborník na analýzu dat Junji Kaneko a operátor Masanobu Matsunaga z Japonského výzkumného zařízení pro oceánské technologie (JAMSTEC). (Rozhovor a text: Chiyo Setouchi)
Přístup k většině japonského oceánu při hloubce 8000 m
První otázou se Nakatani dotazuje, proč se projekt změnilo na možnost potápění do hloubky 8000 metrů. Primárním důvodem byl zemětřesení v Tóhoku v roce 2011, jehož epicentrum leželo v japonském příkopu, který dosahuje hloubky 8000 metrů. Jeho hloubka činila obtížným průzkum této oblasti. Cílem tedy bylo vyvinout autonomní podvodní vozidlo (AUV), které by umožnilo podrobné mapování mořského dna a přístup k hloubce 8000 metrů.
Matsunaga dodává, že to bylo v souladu s vládním směrem pro prohloubení průzkumných schopností. V kontextu mezinárodního soutěžení v průzkumu hlubokého moře se zdá, že důraz je kladen na hloubku. Nicméně, jako výzkumná instituce se JAMSTEC zaměřila na kvalitu a obtížnost vykonávaných pozorování.
U návrhu „Urašima 8000“ bylo nezbytné mít schopnost zkoumat určitou oblast a shromažďovat kvalitní data o mořském dně, která by byla užitečná pro diskuse o jeho struktuře a pozorování specifických jevů.
Nakatani poznamenává, že schopnosti „Urašima 8000“ nyní umožňují detailní zkoumání téměř celého japonského moře.
Akustické technologie pro záznam mořských dat
Také položil otázku, proč nelze zkoumat mořské dno 8000 metrů hluboké s pomocí staršího modelu „Urašima“, který dosahoval maximální hloubky 3500 metrů.
Nakatani vysvětluje, že mořská voda má velmi malou propustnost pro rádiové vlny, což brání použití GPS a bezdrátového spojení. Světlo také nedosahuje do hlubin oceánu, což znamená, že „Urašima 8000“ používá akustické vlnění pro získání informací o mořském dně.
Vozidlo pluje asi 100 metrů nad dnem a nemá nainstalovány kamery. Díky akustické technologii může široce mapovat terény na temném dně oceánu.
Specifikace a výkon zvukových technologií
Nakatani objasňuje, že „Urašima 8000“ je vybavena zařízeními pro akustické měření nazývanými „interferometrické sonarové zařízení“ s frekvencí 120 kHz. Tyto zvukové vlny spadají do oblasti ultrazvuku, jelikož jsou mimo rozmezí slyšitelných frekvencí pro člověka, které jsou přibližně 20 Hz až 20 kHz. Delfíni používají podobné frekvence k tomu, aby komunikovali se svými vrstovníky.
Vysokofrekvenční zvukové vlny se více tlumí v mořské vodě, ale díky přiblížení „Urašima 8000“ k mořskému dnu klesá tlumení zvuku, což umožňuje použití vysoké frekvence a výsledné zlepšení rozlišení snímání podvodního terénu.
Objevování dosud neviděných podmořských údolí
Až dosud probíhalo mapování mořského dna z výšky na palubě lodí s použitím zařízení pro mnohorizontové akustické měření. Tato technologie umožňuje měřit vzdálenost na základě času, jak dlouho trvá zvukové vlně, než se odrazí od dna.
Tento proces do hloubky 8000 metrů umožňuje získat pouze rozlišení o rozměru 200 metrů. Naopak „Urašima 8000“ dokáže vysílat 800 vysokofrekvenčních zvukových paprsků z bezprostřední blízkosti mořského dna, což zvyšuje rozlišení na 2 metry a v důsledku toho množství dat na 10 000 násobky.
Kaneko ukazuje, že záznamy z Izu-Ogasawara z hloubek 8000 metrů stále odpovídají nižší kvalitě při použití lodi. V případě „Urašima 8000“ přiveze po několika hodinách potápění přesně zmapovaná data s vysokým rozlišením.
Doplňková technologie pro zkoumání podmořských geologických struktur
Nakatani dodává, že „Urašima 8000“ je také vybavena „subbottom profilers“ pro vlny s frekvencemi 1-6 kHz, které umožňují zobrazení dat podzemních vrstev. Tímtéž lze určovat substráty jako jsou sedimenty a kameny podle odrazu akustických vln.
„Urašima 8000“ se pohybuje rychlostí přibližně 3 uzly (5,5 km/h) a současně sbírá data o terénu, zatímco skenuje struktury o hloubce 100 metrů.
Komunikace mezi „Urašima 8000“ a mateřskou lodí
Nakatani také vysvětluje, jak „Urašima 8000“ komunikuje s mateřskou lodí „Jokosuka“, která ji dohlíží.
Opět se využívá akustických vln pro komunikaci ohledně polohy vozidla a monitorování jeho stavu. K tomu je na palubě integrovaný inerciální navigační systém (INS), ale pro přesnost za potřebí přijímat informace a zpětnou vazbu od mateřské lodi.
