Неожиданная удача: экспедиция ROV запечатлела морскую историю

Спускаем Роди в озеро. Фото: Марли Паркер

Холодные пресноводные глубины озера Онтарио, возможно, не приходят на ум при мысли о кораблекрушениях, но экспедиция Института кооперативных исследований океана (OECI) при Университете Род-Айленда (URI) бросает вызов этому восприятию. Его звезда? Компактный, но мощный дистанционно управляемый аппарат (ROV) по имени Rhody . То, что начиналось как миссия по поддержке интереса NOAA к высокоточной документации кораблекрушений в Национальном морском заповеднике озера Онтарио, превратилось в динамичный научно-исследовательский проект, объединяющий инновации, партнёрство и растущую роль робототехники в подводных работах в прибрежной зоне и на суше.

Сохранено под поверхностью

Озеро Онтарио, одно из Великих озёр Северной Америки, хранит богатейшую историю, скрытую под водой. Под его водами покоятся сотни, а возможно, и тысячи, затонувших кораблей, многие из которых относятся к эпохе экспансии на запад. Среди них деревянные парусные шхуны и ранние паровые баржи – суда, которые когда-то перевозили товары и мечты по внутренним морям.

«В ходе экспедиции мы задокументировали 17 кораблекрушений», — сказала Холли Петтус, руководитель проекта в OECI. «Но в озере в целом их сотни, а возможно, и тысячи».

Вы не одиноки, если эти цифры вас удивляют. Ваш корреспондент, пять лет проживший на южном берегу озера в Рочестере, штат Нью-Йорк, понятия не имел о затонувших кораблях прямо под волнами.

«Когда вы выходите в открытое море в озере Онтарио, там могут быть условия, очень похожие на океанские, верно? Оно не сильно затронуто, но там оно достаточно большое, чтобы ветер мог создавать штормы и волны на озере, способные потопить такое судно», — пояснил Джейсон Фэйхи, заместитель директора OECI. «Большинство крушений, которые мы рассматривали, произошло в ноябре и начале декабря, когда судоходные компании пытаются доставить последнюю партию груза до того, как озеро замерзнет. Нагрянет сильный шторм, и он, конечно же, потопит суда».

Джейсон Фэйхи и Холли Петтус. Фото: Марли Паркер

Останки кораблей послужили основанием для создания Национального морского заповедника озера Онтарио, созданного Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) в 2024 году. На сайте организации говорится: «Как ворота между Великими озёрами и океаном, морской ландшафт этой местности олицетворяет связи между культурами, между молодой нацией и приграничьем, а также связи между торговлей, возможностями и изобретательностью».

Национальный морской заповедник озера Онтарио, объявленный таковым в сентябре 2024 года. Источник: NOAA

Учитывая богатейшие исторические сокровища на дне озера, но ограниченное количество документации, NOAA обратилось в OECI с просьбой провести базовое исследование. «Мы обдумали технологии и способы рассказать эту историю. И всё это переросло в проект, который мы завершили в мае», — сказал Фэйи.

Знакомьтесь, Роди

Ключевым фактором успеха этой экспедиции стал Rhody , модифицированный дистанционно управляемый подводный аппарат класса HD3, созданный совместно с JM Robotics. «Я обратился к нескольким поставщикам, пытаясь выбрать подходящий вариант для нашего проекта», — сказал Фэйи. «JM Robotics действительно была готова к совместной работе над адаптацией аппарата под наши цели. И это нас действительно убедило».

«Нас привлекла в этом аппарате его уникальная способность летать с шестью степенями свободы. Поэтому первое, что привлекло моё внимание, — это его манёвренность», — добавил он.

«NOAA требовало от нас 3D-моделей затонувших кораблей высокого разрешения», — сказал Петтус. «А корпус и полозья, которые нам удалось интегрировать в робота HD3, позволили нам использовать все эти датчики для создания этих 3D-моделей». Добавление стереокамеры Discovery от Voyis окончательно решило дело, обеспечив потоковое видео в формате 4K и статичные изображения, готовые для машинного зрения и 3D-реконструкции.

Камера Discovery Stereo от Voyis. Фото: Марли Паркер

Аппарат рассчитан на глубину погружения до 300 метров и идеально подходит для работы на мелководных и средних по глубине озёрах и в прибрежной зоне. Он также компактен — его можно перевозить в кейсах Pelican и развёртывать с небольших лодок, что делает его идеальным для научных экспедиций и операций быстрого реагирования.

Глубокие открытия и студенческая наука

Миссия на озере Онтарио стала первым рейсом Роуди и доказала возможности ROV в реальных условиях. Каждый день немного менялся в зависимости от типа кораблекрушения. «У некоторых из этих затонувших кораблей были стоячие мачты, что значительно увеличивало время съёмки, поскольку для фотограмметрии нужны снимки исследуемого объекта со всех ракурсов», — пояснил Петтус. В большинстве случаев команда проводила два съёмочных дня, хотя для небольших затонувших кораблей позволяло проводить до четырёх съёмок за один день. И хотя погружения ROV ограничивались днём, картографирование с помощью многолучевого гидролокатора проводилось ночью, заполняя неизведанные участки озера.

Сонар затонувшего судна «Дочь фермера». Источник: Управление национальных морских заповедников OECI/NOAA

Миссия также стала образовательной площадкой. Студенты Университета Иллинойса присоединились к экспедиции, внося непосредственный вклад в её проведение — от пилотирования «Роди» до обработки данных многолучевого гидролокатора. Один из студентов даже обнаружил ранее не задокументированное затонувшее судно во время ночной смены по картографированию.

Результаты проекта оказались столь же впечатляющими, как и методы его реализации: 750 000 изображений, десятки часов подводного видео и, в конечном итоге, 17 фотореалистичных масштабных 3D-моделей затонувших кораблей, которые будут переданы в NOAA. Эти цифровые артефакты будут способствовать как сохранению объектов, так и вовлечению общественности, позволяя зрителям в доступной форме исследовать подводную историю.

Затонувшее судно «Дочь фермера». Источник: Управление национальных морских заповедников OECI/NOAA Затонувшее судно «Филип Беккер». Источник: Управление национальных морских заповедников OECI/NOAA

«Первые результаты впечатляют. Камера Voyis — это нечто исключительное; именно для этого она и предназначена, и она показала себя превосходно. Мне не терпится поделиться ими с публикой», — сказал Фэйи.

Команда также была поражена качеством сохранности некоторых затонувших кораблей. «Мы знали, что эти корабли будут отлично сохранены благодаря условиям озера», — пояснил Петтус. «Но когда мы с Роди приблизились к затонувшему кораблю, казалось, что его просто аккуратно опустили на дно».

«Если вы хоть немного знакомы с парусными шхунами, то на носу судна есть так называемый «дельфинный щиток». Он выступает из носа, и для его удержания требуется много такелажа», — сказала она. «И мы видели один такой, который был совершенно цел. Весь такелаж был на месте. Наш главный научный сотрудник был как ребёнок в кондитерской, когда увидел это».

Род(ы) впереди

«У нас грандиозные планы на маленького Роуди », — смеётся Фэйи. В числе предстоящих проектов — изучение кораллов в холодной воде залива Мэн и участие в документировании намеренного затопления парохода « Юнайтед Стейтс » у побережья Флориды для создания искусственного рифа. «Это действительно потрясающая возможность, потому что можно провести предварительный осмотр и узнать текущие условия. После того, как судно затонет, и сообщество начнёт использовать его как место для дайвинга, то, как оно изменится, — важный научный вопрос, требующий ответа».

Rhody также может получить некоторые модификации, включая добавление манипуляторов. «Мы расширяем его возможности. Тогда мы сможем не только проводить исследования, но и собирать образцы, а также взаимодействовать с морским или озерным дном», — пояснил Петтус.

Экспедиция на озеро Онтарио стала важной вехой не только для OECI и NOAA, но и для всего сообщества, занимающегося подводными технологиями и морским наследием. В Роуди команда OECI разработала не просто робота — они создали модель того, как адаптивные технологии, академическое партнёрство и дух исследователей могут раскрыть тайны внутренних вод и не только.

В мире, который все больше зависит от удаленных и автономных систем, Роуди доказывает, что даже небольшие транспортные средства могут совершать большие открытия.

Посмотрите интервью с Джейсоном Фэйхи и Холли Петтус на канале MTR TV.