Ένα κύτος, πολλές αποστολές: Πώς τα αρθρωτά USV αλλάζουν τις αυτόνομες θαλάσσιες επιχειρήσεις

Το βαρούλκο του SeaTrac υποστηρίζει συστηματικά τον προσδιορισμό της διατομής των υδάτων σε βάθος άνω των 200 μέτρων, ακόμη και σε θάλασσες με έντονη δραστηριότητα όπου η κίνηση των κυμάτων θα περιέπλεκε διαφορετικά την ανάπτυξη. Πίστωση: SeaTrac Systems

Η ραγδαία επέκταση των αυτόνομων θαλάσσιων δραστηριοτήτων έχει δημιουργήσει μια πρόκληση για τα ερευνητικά ιδρύματα, τις κυβερνητικές υπηρεσίες και τους εμπορικούς φορείς εκμετάλλευσης. Καθώς οι αποστολές γίνονται ολοένα και πιο ποικίλες, από την περιβαλλοντική παρακολούθηση και την υδρογραφική έρευνα έως τις αμυντικές ασκήσεις και τον υποθαλάσσιο εντοπισμό θέσης, η διατήρηση ειδικών σκαφών για κάθε εφαρμογή παρουσιάζει δυσκολίες τόσο από οικονομικής όσο και από λειτουργικής άποψης.

Αντ' αυτού, πολλοί οργανισμοί δίνουν προτεραιότητα σε αρθρωτά μη επανδρωμένα οχήματα επιφανείας (USV) ικανά να υποστηρίξουν πολλαπλά προφίλ αποστολών μέσω ταχείας αναδιαμόρφωσης ωφέλιμου φορτίου. Αντί να αγοράζει μια νέα πλατφόρμα για κάθε αισθητήρα ή εφαρμογή, ένα μόνο όχημα μπορεί να προσαρμοστεί στις μεταβαλλόμενες λειτουργικές απαιτήσεις, ελαχιστοποιώντας παράλληλα το κόστος εφοδιαστικής, εκπαίδευσης και συντήρησης.

Το Πανεπιστήμιο του Νότιου Μισισιπή (USM) είναι ένα από τα πολλά ιδρύματα που εφαρμόζουν αυτή την ιδέα στην πράξη. Μέσω του Κέντρου Θαλάσσιων Ερευνών του, το USM έχει χρησιμοποιήσει το SP-48 USV της SeaTrac Systems σε ένα διευρυνόμενο φάσμα επιστημονικών, αμυντικών και βιομηχανικών έργων, καταδεικνύοντας πώς μια αρθρωτή πλατφόρμα μπορεί να χρησιμεύσει ως πολλαπλασιαστής ισχύος σε διαφορετικές αποστολές.

Μια πλατφόρμα σχεδιασμένη για προσαρμοστικότητα

Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά σκάφη, το SP-48 έχει σχεδιαστεί γύρω από μια αρθρωτή αρχιτεκτονική. Τα ωφέλιμα φορτία μπορούν να ενσωματωθούν χρησιμοποιώντας πολλαπλές θέσεις τοποθέτησης, όπως μια δεξαμενή σελήνης, μια θέση ξηρού ωφέλιμου φορτίου, έναν ιστό ή μια καρίνα, επιτρέποντας στους χειριστές να διαμορφώνουν γρήγορα το όχημα για διαφορετικούς αισθητήρες χωρίς να αλλάζουν ριζικά την ίδια την πλατφόρμα.

Αυτή η ευελιξία εξαλείφει την ανάγκη διατήρησης ξεχωριστών σκαφών για κάθε αποστολή, επιτρέποντας παράλληλα την ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών καθώς εξελίσσονται οι επιχειρησιακές ανάγκες.

Η πλατφόρμα ενσωματώνει επίσης επικοινωνίες πέρα από τον ορίζοντα, πολλαπλές επιλογές ισχύος και δυνατότητες τηλεχειρισμού και διοίκησης που επιτρέπουν στους χειριστές να επιβλέπουν αποστολές από την ακτή. Σε πολλές περιπτώσεις, ένας μόνο χειριστής μπορεί να επιβλέπει πολλά οχήματα ταυτόχρονα, αυξάνοντας περαιτέρω την επιχειρησιακή αποδοτικότητα.

«Τα USV όπως τα δικά μας προσφέρουν στους ερευνητές και τους διαχειριστές έργων την ευκαιρία να συλλέγουν περισσότερα θαλάσσια δεδομένα ή να επιτηρούν ανοιχτά ύδατα με σημαντικά μειωμένο λειτουργικό κόστος, κίνδυνο για τον άνθρωπο και αντίκτυπο στο περιβάλλον», δήλωσε ο Hobie Boeschenstein της SeaTrac, διευθυντής ανάπτυξης επιχειρήσεων. «Η ανάπτυξη USV που προσαρμόζονται σε σχεδόν οποιοδήποτε θαλάσσιο περιβάλλον, ωφέλιμο φορτίο ή αισθητήρα βοηθά στη διασφάλιση της επιτυχίας σε πολλαπλά προφίλ αποστολών, συμβάλλοντας περαιτέρω στην αξία της πλατφόρμας. Οι ευκαιρίες χρήσης σε παράκτια και υπεράκτια περιβάλλοντα είναι ατελείωτες».

Επέκταση της συλλογής περιβαλλοντικών δεδομένων

Μία από τις πιο σαφείς επιδείξεις αυτής της ευελιξίας είναι το συνεχιζόμενο πρόγραμμα χαρτογράφησης της υποξίας του USM στον Κόλπο της Αμερικής.

Βασιζόμενοι σε προηγούμενες αναπτύξεις, οι ερευνητές επέκτειναν τις επιχειρήσεις αναπτύσσοντας ταυτόχρονα δύο SP-48 USV, καθένα εξοπλισμένο με ακουστικούς ανιχνευτές ρεύματος Doppler (Teledyne Workhorse Monitor ADCPs) και δορυφόρους AML Oceanographic Endura 6 για τη συλλογή μετρήσεων ποιότητας νερού.

Η λειτουργία πολλαπλών αυτόνομων σκαφών επέτρεψε στους ερευνητές να αυξήσουν τόσο την χωρική κάλυψη όσο και την πυκνότητα δεδομένων, μειώνοντας παράλληλα το προσωπικό που παραδοσιακά απαιτείται για παράκτιες έρευνες.

«Το SP-48 και το βαρούλκο τραβέρσας του SeaTrac μείωσαν με επιτυχία το προσωπικό που χρειαζόταν για τη χαρτογράφηση της παράκτιας υποξίας, παρά τις δυσμενείς θαλάσσιες καταστάσεις και τους συμφορημένους παράκτιους διαδρόμους», δήλωσε ο James Thompson, ειδικός υδρογραφικών οργάνων του USM. «Ακόμα πιο εντυπωσιακή ήταν η συνδεσιμότητα του σκάφους. Ανυπομονούμε να ενσωματώσουμε την τεχνολογία SeaTrac σε μελλοντική έρευνα».

Αντί να αντικαθιστούν τους ερευνητές, τα USV επεκτείνουν την επιχειρησιακή τους εμβέλεια, επιτρέποντας πιο επίμονη δειγματοληψία με λιγότερους ανθρώπους που διατρέχουν κίνδυνο στο νερό.

Δύο USV SeaTrac λειτουργούσαν συνεχώς για την υποστήριξη του USM με ελάχιστη παρέμβαση από απόσταση από τον πιλότο, διατήρησαν τη θέση τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα και επέτρεψαν την επαναδειγματοληψία όταν απαιτούνταν στα ανοιχτά ύδατα του Κόλπου της Αμερικής. Πίστωση: SeaTrac Systems

Το USM ελέγχει εξ αποστάσεως δύο USV σε μια παράκτια υδάτινη οδό μέσω φορητού υπολογιστή. Πίστωση: SeaTrac Systems/USM

Υποστήριξη της Άμυνας

Η ίδια πλατφόρμα έχει επίσης προσαρμοστεί για μια εντελώς διαφορετική αποστολή: την υποστήριξη της εκπαίδευσης πιλότων της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ.

Σε συνεργασία με την Parsons Corporation και την Εθνοφρουρά της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ, η USM ρύθμισε το SP-48 ώστε να φέρει έναν εξομοιωτή TReX (Threat Representative Environment - Περιβάλλον Αντιπροσώπευσης Απειλών) που προσομοίωνε εχθρικά συστήματα αεράμυνας κατά τη διάρκεια ασκήσεων πτητικής εκπαίδευσης.

Αντί να συλλέγει περιβαλλοντικά δεδομένα, το USV έγινε ένα απομακρυσμένα τοποθετημένο απειλητικό μέσο. Τελικά, η άσκηση στόχευε σε αερομεταφερόμενα συστήματα και επικοινώνησε με το κέντρο διοίκησης και ελέγχου μέσω εμπορικών και μη εμπορικών μέσων επικοινωνίας για την ανάπτυξη δεξιοτήτων στην αξιολόγηση απειλών και τη λήψη αποφάσεων.

Επειδή το USV αναπτύχθηκε εξ αποστάσεως και επανατοποθετήθηκε ανάλογα με τις ανάγκες, παρείχε μια ευέλικτη εναλλακτική λύση σε σχέση με τις σταθερές υποδομές ή τα επανδρωμένα σκάφη υποστήριξης.

«Αυτή η καινοτόμος λύση μειώνει το κόστος υλικοτεχνικής υποστήριξης και προσωπικού που σχετίζεται με τις επανδρωμένες αποστολές, διευκολύνοντας παράλληλα ένα περιβάλλον προσομοίωσης υψηλής πιστότητας, αυξάνοντας τελικά την επιχειρησιακή ετοιμότητα της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ», δήλωσε ο...   Ο Μάικ Κούσιν του Πάρσονς, πρόεδρος της άμυνας και των πληροφοριών.

Η SeaTrac Systems συνεργάστηκε με την Parsons Corporation για να υποστηρίξει μια επίδειξη απειλητικού περιβάλλοντος για την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ. Πίστωση: SeaTrac Systems

Προώθηση Ακουστικών Λειτουργιών

Στον τομέα της εγχώριας ασφάλειας, το SP-48 της SeaTrac υποστηρίζει επίσης ακουστική έρευνα και δραστηριότητες που σχετίζονται με την κατασκοπεία, την επιτήρηση και την αναγνώριση (ISR).

Σε συνεργασία με την Hyperion Technology Group και την Blue IQ, οι ερευνητές του USM ενσωμάτωσαν υδρόφωνα Blue IQ στο όχημα για αποστολές ακουστικής παρακολούθησης.

Κατά τη διάρκεια των σταθερών επιχειρήσεων, το USV κατέγραψε ακουστικές υπογραφές από την περιβάλλουσα θαλάσσια κυκλοφορία και τα αεροσκάφη, συλλέγοντας πολύτιμα σύνολα δεδομένων χωρίς να απαιτείται προσωπικό επί του σκάφους.

Η πλατφόρμα χρησιμοποιήθηκε επίσης για την παρακολούθηση αυτόνομων υποβρύχιων οχημάτων (AUV) εξοπλισμένων με ακουστικά pingers. Χρησιμοποιώντας δεδομένα υδροφώνου σε πραγματικό χρόνο, οι χειριστές μπορούσαν να ανιχνεύσουν, να εντοπίσουν και να πλησιάσουν υποβρύχια περιουσιακά στοιχεία καθ' όλη τη διάρκεια των δοκιμών.

Το 2026, το USM φιλοξένησε μια συνεργατική ακουστική επίδειξη στην ακτή του Κόλπου με το Πανεπιστήμιο του Μισισιπή (Ole Miss), την SeaTrac, την Hyperion Technology Group και την BLUEiQ. Πίστωση: SeaTrac Systems

Χαρτογράφηση Πάνω και Κάτω από την Επιφάνεια

Μια άλλη πρόσφατη εφαρμογή αφορούσε τη συνεργατική μαγνητική χαρτογράφηση χρησιμοποιώντας   Μαγνητόμετρα QuSpin.

Για αυτήν την αποστολή, ο αισθητήρας τοποθετήθηκε κάτω από το κύτος στην καρίνα του SP-48, επιτρέποντάς του να παραμένει βυθισμένος καθ' όλη τη διάρκεια των επιχειρήσεων και να συλλέγει μαγνητικές μετρήσεις υψηλής πιστότητας.

Η ενσωμάτωση καταδεικνύει πώς οι επιλογές φυσικής τοποθέτησης είναι εξίσου σημαντικές με τη συμβατότητα των αισθητήρων. Διαφορετικές αποστολές συχνά απαιτούν διαφορετικούς προσανατολισμούς αισθητήρων ή περιβαλλοντική έκθεση, και η δυνατότητα τοποθέτησης ωφέλιμων φορτίων στον ιστό, εντός της δεξαμενής στη σελήνη, εντός του χώρου ωφέλιμου φορτίου ή κάτω από το κύτος διευρύνει το επιχειρησιακό πεδίο της πλατφόρμας.

Προετοιμασία για το τι ακολουθεί

Η USM συνεχίζει να διευρύνει τις δυνατότητες του SP-48 μέσω πρόσθετων ενσωματώσεων ωφέλιμου φορτίου.

Οι επερχόμενες αποστολές περιλαμβάνουν την ενσωμάτωση του συστήματος Gyro USBL 5000 της Sonardyne για την υποστήριξη ακριβούς υποβρύχιου προσδιορισμού θέσης, καθώς και ενός πολυδέσμου ηχοβολέα Kongsberg EM2040P για έρευνες λιμανιών και πυθμένα υψηλής ανάλυσης.

«Αυτή η επίδειξη είναι απαραίτητη για τον ταχύ εντοπισμό λύσεων που θα καλύψουν τις κρίσιμες ανάγκες των πολεμιστών μας και των ομοσπονδιακών υπηρεσιών», δήλωσε ο Δρ. Brian Cuevas του USM, αναπληρωτής αντιπρόεδρος έρευνας και καινοτομίας.

Καθώς οι τηλεκατευθυνόμενες θαλάσσιες επιχειρήσεις συνεχίζουν να ωριμάζουν, η ευελιξία γίνεται εξίσου σημαντική με την αντοχή ή την εμβέλεια.

Οι οργανισμοί απαιτούν ολοένα και περισσότερο πλατφόρμες που μπορούν να κινούνται μεταξύ περιβαλλοντικής παρακολούθησης, άμυνας, υπεράκτιας ενέργειας, υδρογραφίας και υποθαλάσσιων επιχειρήσεων χωρίς εκτεταμένη αναδιαμόρφωση ή ειδικά σκάφη υποστήριξης.

Ένα ενιαίο αρθρωτό USV μπορεί να υποστηρίξει αποστολές που κάποτε απαιτούσαν πολλαπλές εξειδικευμένες πλατφόρμες. Και για τους φορείς εκμετάλλευσης που αντιμετωπίζουν αυξανόμενες απαιτήσεις αποστολών και περιορισμένους προϋπολογισμούς, αυτή η ευελιξία μπορεί να αποδειχθεί μία από τις πιο πολύτιμες δυνατότητες της αυτονομίας.