Chamado IceNode, o projeto prevê uma frota de robôs autônomos que ajudariam a determinar a taxa de derretimento das plataformas de gelo.
Em um pedaço remoto do ventoso e congelado Mar de Beaufort ao norte do Alasca, engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia se amontoaram, espiando por um buraco estreito em uma espessa camada de gelo marinho. Abaixo deles, um robô cilíndrico coletava dados científicos de teste no oceano gelado, conectado por uma corda ao tripé que o havia baixado pelo poço.
Este teste deu aos engenheiros a chance de operar seu protótipo de robô no Ártico. Foi também um passo em direção à visão final para seu projeto, chamado IceNode: uma frota de robôs autônomos que se aventurariam sob as plataformas de gelo da Antártida para ajudar os cientistas a calcular a rapidez com que o continente congelado está perdendo gelo – e a rapidez com que esse derretimento pode causar o aumento do nível global do mar.
Águas Aquecidas, Terrenos Traiçoeiros
Se derretesse completamente, a camada de gelo da Antártida elevaria os níveis globais do mar em cerca de 200 pés (60 metros). Seu destino representa uma das maiores incertezas nas projeções de elevação do nível do mar. Assim como o aquecimento das temperaturas do ar causa derretimento na superfície, o gelo também derrete quando em contato com a água morna do oceano circulando abaixo. Para melhorar os modelos de computador que preveem a elevação do nível do mar, os cientistas precisam de taxas de derretimento mais precisas, particularmente abaixo das plataformas de gelo – placas de gelo flutuantes com quilômetros de extensão que se estendem da terra. Embora não contribuam diretamente para a elevação do nível do mar, as plataformas de gelo diminuem crucialmente o fluxo das camadas de gelo em direção ao oceano.
O desafio: Os lugares onde os cientistas querem medir o derretimento estão entre os mais inacessíveis da Terra. Especificamente, os cientistas querem mirar na área subaquática conhecida como “zona de aterramento”, onde as plataformas de gelo flutuantes, o oceano e a terra se encontram – e espiar profundamente dentro de cavidades não mapeadas onde o gelo pode estar derretendo mais rápido. A paisagem traiçoeira e em constante mudança acima é perigosa para os humanos, e os satélites não conseguem ver essas cavidades, que às vezes ficam abaixo de uma milha de gelo. O IceNode foi projetado para resolver esse problema.
“Estamos pensando em como superar esses desafios tecnológicos e logísticos há anos, e achamos que encontramos uma maneira”, disse Ian Fenty, cientista climático do JPL e líder científico do IceNode. “O objetivo é obter dados diretamente na interface de derretimento do gelo-oceano, abaixo da plataforma de gelo.”
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O projeto IceNode do JPL foi projetado para um dos locais mais inacessíveis da Terra: cavidades subaquáticas nas profundezas das plataformas de gelo da Antártida. O objetivo é obter dados de taxa de derretimento diretamente na interface gelo-oceano em áreas onde o gelo pode estar derretendo mais rápido. Crédito: NASA/JPL-Caltech
Frota flutuante
Aproveitando sua experiência em projetar robôs para exploração espacial, os engenheiros do IceNode estão desenvolvendo veículos com cerca de 8 pés (2,4 metros) de comprimento e 10 polegadas (25 centímetros) de diâmetro, com “trem de pouso? de três pernas que salta de uma extremidade para prender o robô na parte inferior do gelo. Os robôs não apresentam nenhuma forma de propulsão; em vez disso, eles se posicionariam de forma autônoma com a ajuda de um novo software que usa informações de modelos de correntes oceânicas.
Liberados de um poço ou de uma embarcação em mar aberto, os robôs navegariam nessas correntes em uma longa jornada sob uma plataforma de gelo. Ao atingir seus alvos, cada robô soltaria seu lastro e subiria para se fixar no fundo do gelo. Seus sensores mediriam a rapidez com que a água morna e salgada do oceano está circulando para derreter o gelo e a rapidez com que a água derretida mais fria e doce está afundando.
A frota IceNode operaria por até um ano, capturando dados continuamente, incluindo flutuações sazonais. Então, os robôs se destacariam do gelo, retornariam ao mar aberto e transmitiriam seus dados via satélite.
“Esses robôs são uma plataforma para levar instrumentos científicos aos locais mais difíceis de alcançar na Terra”, disse Paul Glick, engenheiro de robótica do JPL e principal investigador do IceNode. “Ele deve ser uma solução segura e de custo relativamente baixo para um problema difícil.”
Teste de campo no Ártico
Embora haja desenvolvimento e testes adicionais pela frente para o IceNode, o trabalho até agora tem sido promissor. Após implantações anteriores na Baía de Monterey, na Califórnia, e abaixo da superfície congelada do inverno do Lago Superior, a viagem ao Mar de Beaufort em março de 2024 ofereceu o primeiro teste polar. Temperaturas do ar de menos 50 graus Fahrenheit (menos 45 Celsius) desafiaram humanos e hardware robótico igualmente.
O teste foi conduzido pelo Ice Camp bienal do Laboratório de Submarinos Árticos da Marinha dos EUA, uma operação de três semanas que fornece aos pesquisadores um acampamento base temporário para conduzir trabalho de campo no ambiente ártico.
Conforme o protótipo descia cerca de 330 pés (100 metros) no oceano, seus instrumentos coletavam dados de salinidade, temperatura e fluxo. A equipe também conduziu testes para determinar os ajustes necessários para tirar o robô do controle no futuro.
“Estamos felizes com o progresso. A esperança é continuar desenvolvendo protótipos, levá-los de volta ao Ártico para testes futuros abaixo do gelo marinho e, eventualmente, ver a frota completa implantada sob as plataformas de gelo da Antártida”, disse Glick. “Esses são dados valiosos de que os cientistas precisam. Qualquer coisa que nos aproxime de atingir essa meta é emocionante.”
O IceNode foi financiado pelo programa interno de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia do JPL e sua Diretoria de Ciência e Tecnologia da Terra. O JPL é gerenciado para a NASA pelo Caltech em Pasadena, Califórnia.
Publicado em 03/09/2024 11h50
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