海底万亿财富待挖掘 水下无人机已加入战场
转载 2020-06-10 16:09 新品头条 来源:百家号在太平洋表面以下约4600米的另一个世界平原上,克莱恩-克里波顿带,聚集着土豆大小的锰结核。稀土金属矿床以每几百万年约1厘米的速度生长。现在,它们成了新兴的海底采矿行业的目标。
但要把它们从这片黑暗的沙漠上摘下来可不是件容易的事。首先要找到它们。这就让水下无人机有了用武之地。它们可以悬停在离海底只有几英尺的地方,甚至可以史无前例地记录下这块地表的细节,此前它们的信息比火星的还要少。
苏格兰海事公司康斯堡的发明可以传输分辨率为2x2cm的图像,比水面舰艇声纳的分辨率要高得多。该公司的副总裁理查德·米尔斯表示:“如果你想要高分辨率的信息,你必须把传感器靠近你所看到的东西。AUV(自动水下航行器)是实现这一目标的最佳和最准确的方式。”
来自海底的各种宝石
无人机技术最令人兴奋的未来可能不是在空中为京东、顺丰递送包裹,而是在水下帮助发现巨大财富。在海底勘探和测绘领域,水下自动航行器的使用已被证明是至关重要的。私营企业正在开发具有更好传感器和更多性能的汽车,而欧盟和世界各地的大学项目也在资助类似的项目。
未来,当全面开采海底矿藏时,像克莱恩-克利普顿带这样的深谷可能会成为热点。履带式车辆会缓慢地沿着海底爬行,吸收结晶核的宝藏,周围环绕着先进的无人机,以向地面上的工作人员提供实时数据。
寻找稀土金属
海洋底部环境恶劣——光几乎无法到达,温度接近冰点——却可能蕴藏着最大的尚未开发的稀土金属储备。到目前为止,独立的国际海底管理局已经授予了数十份合同,让公司进行勘探和制作环境报告。
仅海底的黄金价值估计就价值150万亿美元。与此同时,含有锰、镍、铜和钴的结晶核的价值也高达数万亿美元。然后在深海热液喷口周围形成了沉积物。从iPhone到太阳能组件,如今的电子产品对稀有金属的需求持续增长,这就是为什么许多政府和国家开始竞相潜入海底的清晰理由。
矿业公司深绿金属(DeepGreen Metals)在太平洋拥有三个许可区域,其中包括两个已定义资源声明(defined resource statement),蕴藏着数十亿吨潜在金属。“我们知道,世界将非常关注环境影响。该公司董事长兼首席执行官杰拉德·巴伦表示。
巴伦说,无人机对于潜在矿区的环境研究、跟踪和观察采矿机器、收集可能对深海生物有害的灰尘羽状物的细节都很有用。不过,“从海底收集这些晶核的最有效方式尚未达成一致。”
海底矿藏
目前最常见的策略是使用基于海底的跟踪车辆,但已经对水下无人机进行了收集小型结核的测试。水下无人机在一个多世纪的发展中取得了长足的进步。
第一艘无人驾驶、不栓绳的水下航行器在1864年被创造出来,并且大部分类似于鱼雷。20世纪50年代,华盛顿大学与美国海军一起进行了自动化水下航行器的研究。在那之后,直到技术允许使用更小的能源,创新才有了飞跃。
康斯堡的第一个水下机器人是在90年代初制造的,现在的模型几乎认不出来。它看起来像一个光滑的橙色鱼雷,现在可以进行声学、激光和摄影图像。最近,这个机器人已经掠过北极水域的底部,在挪威绘制锰结核的地图。
2016年,工程师约翰移动着由康斯堡的自动水下航行器,在尼斯湖进行调查。这只光滑橙色“鱼雷”可以拍摄声音、激光和摄影图像。
米尔斯预测,新的传感器技术将在未来发展,提供更详细的图像。他还认为下一代将提高任务中的处理能力,包括能够实时量化结核的自动目标检测。
康斯堡的这项技术可能领先于市场。友商诺第留斯公司是第一家获得深海开采权的公司,去年在巴布亚新几内亚水域的开采失败后破产。该项目遭到了当地环保组织的强烈反对。到目前为止,还没有成功的大规模深海采矿作业。
这项多功能技术在能源领域也有应用。去年,挪威油气巨头Equinor和意大利Saipem签署了第一份合同,在挪威海岸外的Njord油田使用先进的无线无人机服务。
与此同时,在日本基金会(Nippon Foundation of Japan)和海洋深度图(General depth - metric Chart of the Oceans)的支持下,一群科学家和工程师正试图在2030年前绘制出一幅海底地图。到目前为止,只有不到20%的记录在案。去年,白宫宣布了一项在美国境内调查1157万平方公里海底的计划。
2017年,在日本东部的太平洋海底发现了一块含有钴和其他稀有金属的岩石,这是日本首次进行深海采矿。
新罕布什尔大学教授、“海底2030北极和北太平洋区域中心”的联合负责人拉里·梅耶表示,“这种海洋测绘的新状态,我们不想仅仅绘制普通地图,而是绘制精确的海底地图,并描绘特征,自动水下航行器是非常重要的组成部分。”他还表示:水下无人机将被用于对特定区域进行详细考察,这在历史上还是第一次,海底对我们来说是如此清晰。
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