蓝色深渊计划为宇航员和军用机器人建造超深水池

蓝色深渊计划为宇航员和军用机器人建造超深水池

在《实力悬殊》中,我们仔细研究了国防工业的核心科学和技术——士兵和间谍的世界。

弗拉基米尔·普莱瑟站在一群来自不同背景的观众面前,他们是一群参加亚利桑那州模拟宇航员大会的人。模拟宇航员是那些为了科学研究而留在地球上模拟太空生活的人。几天、几周或几个月的时间里,他们居住在模拟宇宙条件的设施中,进行实验,过着准宇航员的生活。有时这些设施是犹他州沙漠中看起来像红色星球的定居点,比如由非营利性火星协会运营的火星沙漠研究站;其他则是 NASA 中心内模拟的太空栖息地,比如约翰逊航天中心的人类探索研究模拟站。

但 5 月的这个周六,普莱瑟来到这里讨论 Blue Abyss 公司提供的新模拟设施,他在这家公司担任太空操作培训主管。这是一个合适的职位,因为他曾负责欧洲航天局的微重力研究,曾为中国空间站提供支持,还是比利时的宇航员候选人。

Blue Abyss 是一家专注于极端环境下的研究、培训和测试的公司,该公司计划建造世界上第二深的游泳池。(最深的游泳池位于迪拜,用于娱乐和拍摄。)拟建的水体深 160 英尺,宽约 130 至 160 英尺。按体积计算,它们将成为世界上最大的游泳池。像这样的巨大水体对于想要在类似太空的环境中练习的宇航员很有用——一个缺氧且浮力中性的地方。深海潜水员和海上能源部门的人们也对它们感兴趣。此外,国防工业的操作员也会在海洋中执行侦察、搜索和救援以及扫雷等任务。Blue Abyss 旨在为他们所有人提供服务。

深入探索

如果一切按计划进行,这些游泳池将建在英国康沃尔郡和俄亥俄州克利夫兰附近的布鲁克公园。而且它们不仅仅是超大尺寸的游泳池。它们将有多个水下层用于研究,并为大型仪器和车辆进入建筑物和水中提供足够的空间。

“我们设想,我们水池的大小和灵活性将使未来在月球和火星上进行的一些更复杂的行星 [舱外活动] 能够在地球上进行,而这在现有的中性浮力水池中仍然很难进行,因为它们在开发时并没有考虑到这一点,”Blue Abyss 首席执行官约翰·维克斯 (John Vickers) 表示。该设施还将能够模拟现实世界的潮汐和洋流以及人们在海洋或外太空可能遇到的各种照明条件。特定的舱室将模拟深达数千米的压力。

虽然蓝色深渊的设施计划不仅限于大型水池,但它们将成为中心。这样的水池在宇航员世界中并非完全独特的想法;美国宇航局在休斯顿有一个类似的水设施,称为中性浮力实验室——但它的深度只有 40 英尺。俄罗斯航天局俄罗斯航天局拥有自己的水力实验室,深度相似。中国在北京的中性浮力设施和欧洲航天局在德国的中性浮力设施都下沉了 33 英尺。蓝色深渊的水池将更大,也许能够更好地满足未来宇航员的需求,他们可能会在航天器外执行复杂的任务。

在国防领域,模拟海洋也并非新鲜事物。例如,美国海军在马里兰州建有一座“室内海洋”,名为“机动和耐波性海盆”。其最低点深度为 35 英尺,用于测试潜艇的比例模型。但现有设施并不一定适合当今的海上交通工具,这些交通工具通常是自动的、类似无人机的,或者两者兼而有之。

水世界

如果成功,Blue Abyss 的项目将通过私营部门提供与目前某些情况下由政府运营的设施相同的设施。这些游泳池将供人类(无论是太空探险者、潜水员还是小型船只驾驶员)和机器人(无论是遥控机器人还是自动水下机器人)使用。“中心将提供培训、认证和技术演示,确保潜水员、操作员和其他水下专业人员具备在具有挑战性的情况下安全有效地操作的技能和知识,”维克斯说。

或者至少,我们的想法是这样的。“我们仍处于寻找资金的阶段,”普莱瑟告诉与会人员。“因此,我们在英国康沃尔郡开展的项目比我们在美国开展的项目进展慢得多。”

维克斯表示,克利夫兰地区(航空航天中心)一直支持该项目,但该公司在其本土英格兰(最初提议的选址)的日子并不好过。他说:“英国脱欧、疫情以及政府部分部门缺乏足够的远见,意味着原本应该是世界上第一个选址的地方现在可能会屈居第二。”

无论这些游泳池是在哪个国家建造的,可能并不是因为模拟宇航员们聚集在一起听普莱瑟演讲的兴趣才使得这一总体想法可行。毕竟,世界上没有那么多宇航员需要训练。

但蓝色深渊希望从其他领域吸引更多潜在人才和资金。海上能源领域的人员可以练习操作电缆和管道、检查风力涡轮机基础和检查船只,而无需担心在公海上进行作业所带来的严重危险,在公海上,不可预测的洋流、海洋生物和其他未知因素可能会带来致命的并发症。潜水员可以在任何天气条件下进行训练。科学家可以在将水下研究工具送入真正的海洋深渊之前对其进行测试。潜水器制造商可以在受控环境中测试他们的潜水器并练习高难度操作。“因此,我们不仅涉及航天领域,还涉及海洋领域,”普莱瑟说。

重要的是,海洋部门包括国防领域,承包商帮助海军和海岸警卫队解开海洋的奥秘。

湿作业

通用动力公司是从事此类军事工作的承包商之一。“我们与美国海军有多项合作项目,”自主水下系统主管迈克尔·盖伊 (Michael Guay) 表示。(通用动力公司的子公司通用动力电船公司为海军制造核潜艇。)通用动力公司的一个项目 Knifefish 制造了一种可以探测、分类和识别水下水雷的车辆。类似的自主车辆也可用于军方的监视、侦察甚至反潜战。

自动驾驶汽车还可以进行水文调查。这类汽车使用传感器测量水的浊度、盐度和荧光等指标,可用于探索新的石油和天然气钻探地点,并对海洋环境进行科学评估。

盖伊说,通用动力公司拥有自己的“全海深模拟压力测试罐”,该罐可以测试整车或零部件。该公司的一个设施位于马萨诸塞州昆西,“因此我们可以快速到达波士顿港和马萨诸塞湾。”

另一家名为 SEAmagine 的公司销售小型潜艇和潜水艇,特别是那些需要人类驾驶的潜水艇,这种技术已经过时了。SEAMagine 联合创始人查尔斯·科恩 (Charles Kohnen) 表示:“我们不相信仅仅将摄像机和机器人放入水中就能了解海洋。无论如何,人类因素必须保留下来,我们才能理解。”

如今,总部位于加州的 SEAmagine 公司向游客、科研人员、游艇运营商和国防部门提供其潜水艇。其载人潜水艇尤其受到海岸警卫队的青睐,海岸警卫队会用它们进行搜救。例如,阿根廷就使用 SEAmagine 潜水艇从这个山区国家的超深水中打捞尸体。“安第斯山脉的湖泊深达 500 米,”科恩说。“那里的景色非常美丽,所以游客很多。游客很多,事故也很多。”这些小型潜水艇可以挂在拖车上在高速公路上行驶,也可以像普通船一样倒进水中——而普通潜水艇则不行。

但两家公司在进行任何实地工作之前,其车辆都必须接受严格的测试。“下海前最重要的测试部分是船体压力测试,”科恩说。

测试是在压力室中进行的,就像 Blue Abyss 设施中将包括的压力室一样。“世界上没有那么多足够大、足够深的压力室,”Kohnen 说。目前,SEAmagine 在美国使用各种不同的压力室来测试船体和其他部件,但 Kohnen 表示还有更多空间。“我希望看到更多能够进行压力测试的测试设施,”他说。“随着你为所有这些海洋产业建立更多的蓝色经济,世界可能需要更多的实验室。”

Blue Abyss 希望其设施能够用于认证早期技术(即公司可能不想在实际海洋中试验的技术),验证和演示传感器、组件和自主功能在相关环境中的工作情况。这样,他们就可以知道该技术是有效还是需要调整,然后他们可以向机构或客户展示零件和系统已经准备就绪。

模拟宇航员也许也渴望尝试一下。

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