Explorando os abismos oceânicos

[ Traduzido daqui: The Abyss: Deepest Part of the Oceans No Longer Hidden ]

Nereus é o primeiro veículo submarino que permite uma investigação cien­tífica rotineira das profundezas dos oceanos por todo o mundo

Photo of the hybrid remotely operated vehicle Nereus.

O veículo híbrido de controle remoto Nereus pode funcionar ligado por cabos a um navio-mãe, ou de modo independente.
Crédito e imagem ampliada

2 de junho de 2009

O Abismo é um lugar negro e profundo, mas não é mais oculto. Ao menos quan­do o Nereus  está em cena. O Nereus é um novo tipo de veículo robótico para mares profundos, chamado de veículo híbrido de controle remoto (hybrid remotely operated vehicle = HROV).

O Nereus mergulhou a 10.902 metros em 31 de maio de 2009, no Challenger
Deep
na Fossa das Marianas no Oceano Pacífico Ocidental, relata uma equipe de engenheiros e cientistas a bordo do navio de pesquisas Kilo Moana.

Esse mergulho torna o Nereus o recordista mundial em mergulho às profundezas e o primeiro veículo a explorar a Fossa das Marianas desde 1998.

O Nereus no ponto mais fundo dos oceanos.

O veículo de controle remoto Nereus chegou com sucesso ao fundo do abismo: o lugar mais profundo do oceano.
Crédito e imagem ampliada

“A maior parte das profundezas dos oceanos permanece inex­plorada”, disse Julie Morris, diretora da Divisão de Ciências Oceânicas da Fundação Nacional de Ciências (NSF), que financiou o projeto. “Os cientistas oceânicos têm agora uma ferramenta única para recolher imagens, dados e amostras de todas as partes nos oceanos, em lugar daquelas partes mais rasas do que 6.500 metros. Com sua tecnologia inovadora, o Nereus  permite estudar e compreender regiões do oceano anteriormente ina­cessíveis”.

O projeto único de veículo híbrido do Nereus  o torna ide­almente adequado a explorar as últimas fronteiras do oceano, dizem os cientistas marinhos. O veículo não tripu­lado é remotamente operado por pilotos a bordo de um navio de superfície através de um cabo – especialmente fino, feito de fibra ótica e de baixo peso – que permite que o Nereus mergulhe até o fundo e seja altamente manobrável. Entretanto, o Nereus também pode ser transformado em um veículo autônomo que navega livre­mente.

“Alcançar profundidades tão extremas é o pináculo dos desafios técnicos”, ob­ser­vou Andy
Bowen, gerente de projeto e o principal responsável pelo desen­volvimento do Nereus na Instituição Oceanográfica Woods Hole (WHOI). “A equipe ficou satisfeita com o Nereus ter tido sucesso em alcançar o ponto mais profundo do oceano e retornado com imagens e amostras de um mundo tão hostil. Com um robo como o Nereus agora podemos explorar qualquer lugar do oceano. As fossas são virtualmente inexploradas e o Nereus vai permitir que sejam feitas novas descobertas nelas. O Nereus marca o começo de uma nova era na exploração oceânica”.

O Nereus coletando sedimentos na Fossa das Marianas.

O veículo híbrido de controle remoto Nereus coletando sedimentos na Fossa das Marianas.
Crédito e imagem ampliada

Nereus
(em português, Nereu) é um deus grego mítico que tem uma cauda de peixe e torax de homem. O veículo foi batizado com um nome escolhido em um concurso nacional aberto para estudantes de segundo grau.

A Fossa das Marianas forma a fronteira entre duas placas tectônicas, onde a Placa do Pacífico é subduzida por baixo da pequena Placa das Marianas. Ela faz parte do Anel de Fogo do Pacíifico, uma área com 40.000 km onde ocorre a maior parte das erupções vulcânicas e terremotos do mundo ocorre. A 11.000 metros, sua profundidade equi­vale à altitude de voo dos aviões comerciais.

Para alcançar a fossa, o Nereus mergulhou duas vezes mais fundo do que os submersíveis de pesquisas são capa­zes e teve que suportar pressões 1.000 vezes maiores do que as da superfície da Terra – forças esmagadoras simi­lares às existentes na superfície de Vênus, de acordo com Dana Yoerger da WHOI e Louis Whitcomb da Universidade Johns Hopkins, que desenvolveram os sistemas de navegação e controle do veículo, e realizaram mergulhos suces­sivamente mais profundos para testar o Nereus.

“Não poderíamos estar mais orgulhosos das realizações dessa equipe talentosa e dedicada”, declarou Susan Avery, presidente e diretora da WHOI. “Com esse teste de engenharia completado com sucesso, estamos ansiosos para que o Nereus
venha a ser largamente empregado para explorar os locais mais inaces­síveis do oceano. Sem parte alguma do fundo do mar fora de nosso alcance, é excitante pensar em quais descobertas nos aguardam”.

Somente dois outros veículos tiveram sucesso em alcançar a Fossa das Marianas: o batiscafo Trieste, feito pela marinha americana, que levou Jacques Piccard e Don Walsh lá em 1960, e o robo japonês Kaiko, que realizou três expedições não tripuladas à fossa entre 1995 e 1998.

O Trieste foi aposentado em 1966 e o Kaiko foi perdido no mar em 2003.

Mapa com a localização da Fossa das Marianas.

A Fossa das Marianas, o ponto mais profundo dos oceanos do mundo, fica perto de Guam.
Crédito e imagem ampliada

A equipe que criou o Nereus acreditava que um robo a cabo que usasse tecnologias tradicionais, seria proibiti­vamente caro para construir e operar. Assim, eles usaram tecnologias únicas e métodos inovadores para obter um equilíbrio entre tamanho, peso, custo em materiais e fun­cio­nalidade.

Somando à experiência anterior no desenvolvimento de robos com cabo e veículos submarinos autônomos, a equi­pe misturou as duas abordagens para desenvolver um veículo híbrido que pudesse voar como um avião para inspecionar e mapear grandes áreas, e então ser rapida­mente convertido em um veículo de controle remoto que pudesse pairar como um helicóptero perto do fundo do mar para realizar experiências ou coletar amostras bioló­gicas ou de rochas.

O sistema de cabeamento apresentou um dos maiores desafios no desenvol­vimento de um veículo de controle remoto capaz de atingir tais profundezas. Os sistemas robóticos tradicionais usam cabos de cobre reforçado com aço para alimentar o veículo, e fibras ópticas para permitir a transmissão de informações entre o navio e o veículo. Se um cabo assim fosse ser utilizado para alcançar a Fossa das Marianas, ele se partiria sob seu próprio peso antes de chegar àquela profundidade.

Para solucionar esse desafio, a equipe do Nereus adaptou a tecnologia de fibra óptica desenvolvida pelo Centro de Sistemas Espaciais e de Guerra Naval do Pacífico da Marinha para a transmissão de vídeo e outros dados em tempo real entre o Nereus e a equipe de superfície. Com um diâmetro similar ao de um cabelo humano e com uma resistência de ruptura de apenas 4 kg, o cabo é composto de fibra de vidro com um revestimento plástico muito fino.

O Nereus porta aproximadamente 40 km de cabo em dois recipientes do tama­nho de uma lata grande de café que desenrolam a fibra conforme necessário. Usando esse cabo bem esguio, em lugar de um cabo largo, a equipe foi capaz de diminuir o tamanho, peso, complexidade e o custo do veículo.

Outra novidade economizadora de peso nesse veículo é o uso de esferas de cerâmica para flutuação, em lugar da tradicional espuma sintética usada em veículos como o submersível Alvin ou no veículo de controle remoto Jason.

A Fossa das Marianas.

A Fossa das Marianas é a fronteira entre duas placas tectônicas: a do Paíifico e a das Marianas.
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Cada um dos dois cascos do Nereus contém entre 700 a 800 esferas ocas de 9 cm que são precisamente projetadas e fabricadas para suportar pressões esmaga­doras.

Os engenheiros da WHOI também desenvolveram um braço robótico hidráulico de manipulação de baixo peso que pode funcionar sob intensa pressão.

Com seu projeto de casco duplo em tandem, o Nereus
pesa quase 3 toneladas a seco e tem cerca de 4,25 m de comprimento e cerca de 2,3 m de largura. Ele é alimen­tado por mais de 4.000 baterias de íon-lítio. Essas são semelhantes às usadas em computadores laptop e telefo­nes celulares, mas foram cuidadosamente testadas para uso seguro e confiável sob as intensas pressões das profundezas.

“Essas e futuras descobertas do Nereus
serão o resultado de suas versatilidade e agilidade – não existe outro submersível como ele”, disse Tim Shank, um biólogo da WHOI que esteva a bordo da expedição. “Ele permite que vastas áreas sejam exploradas com grande eficácia. Nossa verdadeira realização não é só poder chegar ao ponto mais fundo do oceano, mas a capacidade de agora poder realizar explorações profundas, sem os incovenientes de um pesado cabo de ligação com um navio de superfície, para investigar os mais ricos sistemas geológicos e biológicos da Terra”.

Em 31 de maio, a equipe levou o veículo até os 10.902 metros, o mergulho mais profundo até então. Os testes continuarão ao longo dos próximos dias e a equi­pe retornará ao porto em 5 de junho. Nesse cruzeiro de engenharia inicial, o modo autônomo do Nereus não foi testado.

Em seu mergulho para a Challenger Deep, o Nereus
levou mais de 10 horas no fun­do, enviando imagens de vídeo ao vivo para o navio através de seu cabo de fibra óptica e coletando amostras biológicas e geológicas com seu braço de manipulação, assim como colocando um marco no fundo do mar assinado por aqueles que estavam a bordo do navio de superfície.

“As amostras coletadas pelo veículo incluem sedimentos das placas tectônicas que se encontram na fossa e, pela primeira vez, rochas de partes expostas da crosta de Terra próximas do manto ao Sul de Challenger
Deep”, disse a geóloga Patty Fryer da Universidade do Hawaii, também a bordo da expedição. “Nós saberemos da história toda quando as análises em terra ficarem prontas no laboratório, neste verão. Poderemos integrá-las com os novos dados de mapea­mento para contar a saga de uma colisão entre placas com mais detalhes do jamais aconteceu antes nos oceanos do mundo”.

Verbas adicionais para o Nereus foram providas pelo Escritório de Pesquisa Naval, a Adminsitração Nacional Oceância e Atmosférica, a Fundação Família Russel e a WHOI.

-NSF-


Discussão - 1 comentário

  1. Horacio Dahmer prates disse:

    Mais um passo de gigante do homem, grandes descobertas estao por vir com serteza. parabens aos inventores do nereus

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