Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Valmistajat jäällä

Tiimin TAISU-hiili-anturilaite, jossa on wi-fi-tarkkailukamera, Bonney Riegelin yläosassa Etelämantereen kuivissa laaksoissa.

Tämä artikkeli ilmestyi ensin MAKE Volume 38: ssa, sivulla 26.

Antarktika rikkoo asioita. Tavarat, joiden pitäisi olla luodinkestäviä, vain kuolevat, ja lähin korvaava osa on yli 2000 mailin päässä, paljon lämpimämmällä ja sivistyneemmällä mantereella. Kuuden matkallani Etelämantereelle (2001–2006) osana joukkoa prototyyppisiä vaihtoehtoisia energiamalleja opimme nopeasti, että oli tärkeää matkustaa täyden valikoiman työkaluja ja täyden valikoiman varaosia.

Neljä lähetystyöskentelyäni oli eri paikoissa Etelämantereen kuivissa laaksoissa, ns. Koska viimeisten 25 miljoonan vuoden aikana ei ole ollut arvostavaa sadetta. Näissä syrjäisissä kenttäleireissä sinulla on vain se, mitä olet tuonut mukanasi tai vaatinut, ja Murphyn laki on enemmän kuin pelkkä onnea - se on elämäntapa.

Niinpä kiinnität aina asioita, tai ymmärrät, että sinun täytyy tehdä jotain, jota et ole koskaan suunnitellut takaisin kotiin, kuten tulossa tapoja kalibroida kuormat generaattorille ilman minkäänlaista digitaalista voltimittaria (esim. 60W: n lamppu 120V piiri = 0.5A puhtaasti resistiivinen kuormitus, jos voit itse löytää lampun). Tai kiristämällä ruuvitaltta, jotta se olisi kuusioavain. Tapahtuu joka päivä.

Olen kerran kiinnittänyt sukeltajan pelastuslinjan Leathermanin ja mustan sähköteipin avulla, jotta hän voisi tehdä sukelluksen jäätikön alla (nämä kaverit olivat todella rohkeita). Rivi, sukeltaja teki sen eläväksi ja autonomisen vedenalaisen kameran tiimin jäsen Jeff Blair oli suunnitellut ja rakennettu takaisin kotiin oli varmistettu mereen 90 jalkaa jään alle. ROMEO-niminen kamera (”kaukokäyttöinen vedenalaisen mikro-ympäristö-seurantakeskuksen”) vietti koko vuoden biotieteilijä Dr. Sam Bowserin kuvia merielämästä, joka antoi ensimmäisen talvikuvan Antarktiksen vedenalaisesta maailmasta.

ROMEO-vedenalainen observatorio lähetettiin sukeltajan kanssa jään aukkoon Cape Evansissa, Etelämantereella.

Tuotamme sitä, mitä nyt kutsumme "vihreäksi voimaksi" eri tieteellisille ohjelmille jäällä, oli näennäisesti pienen tiimimme tarkoitus. Tiimimme johtaja, tohtori Tony Hansen, oli ilmakehän tutkija, joka keksi Aethalometer-laitteen ilmassa olevien hiukkasten mittaamiseksi, ja hänen olettamuksensa oli, että jos tutkijat voisivat käyttää laitteitaan ilman, että ne saastuttaisivat tutkittavaa ilmaa, tiedot olisivat tarkempi.

Suurin osa Pohjois-Amerikassa käytettävistä lab-laitteista vaatii 110 V: n 60 Hz: n lähdettä. Tyypillinen ilmakehän tutkija ei ole kovin huolissaan siitä, mistä tämä valta tulee. Kun hän suunnittelee tietojenkeräystä, hän vaatii helikopterin, teltat, makuupussit, leirin uunit, ruokaa - kaikki vaatimukset elämän ylläpitämiseksi. Lopuksi hän pyysi jossain vaiheessa 30 kW: n dieselgeneraattoria tyhjiölaitteidensa ja spektroskooppisten vaihteidensa käyttämiseen, eikä koskaan kuvitellut, että generaattorin polttama dieselin pakokaasu luo massiivisen Heisenberg-vaikutuksen. Teistä tulee mitä mittaat.

Kaikki kerätyt tiedot mitataan sen generaattorin aiheuttamaa massiivista kemiallista melua vastaan. Joten sinulla on tämä valtava DC-offset (käyttää sähköistä termiä) tietoihin, ja kaikki pienet signaalit on kokonaan peitetty.

Niinpä pilkkasimme laitetta, jonka Dr. Hansen kutsui TAISU: ksi (siirrettävä itsenäinen instrumentointituki), joka tuotti jatkuvan 50 W koko kesän auringon kautta ja jopa tuulen kautta. Matkan varrella havaitsimme jonkin verran voimaa säästää ajoittain, joten lisäsimme erilaisia ​​etäkameroita. Päätimme luoda ensimmäisen 801.11-verkon Taylor-laaksossa asettamalla Ciscon langattoman tukiaseman ja jotkut korkean hyötysuhteen antennit TAISU-järjestelmään, mikä yhdistää tutkijat McMurdo-aseman kautta Yhdysvaltain tärkeimpään hallituksen verkkoon. Kirjaimellisesti tutkijat voisivat avata kannettavat tietokoneensa teltassa ja tilata uusia vaelluskenkiä REI: ltä.

TAISU-laite vedetään helikopterilla sen sijaintiin Etelämantereen kuivissa laaksoissa.

Meillä oli live-kamerat, joita yleisö pääsi käsiksi, mutta ne suljettiin kahdesta syystä. Syy 1: 11. syyskuuta jälkeen Homeland Security ei pitänyt siitä, että julkiset tiedot lähetettiin hallituksen verkostosta siviilimaailmaan jostain syystä. Unohda, että Marsin tarkkailijan kaistanleveys oli korkeampi kuin saimme maapallon todellisesta paikasta - turvallisuus on turvallisuus. Joten et voi enää saada eläviä kuvia vihreästä verkkostamme. (On muitakin, jotka kopioivat konseptin, mutta menivät Iridiumiin selkärangan sijasta hallituksen verkostoon. Nämä laitteet edelleen lähettävät, mutta kauheasti pienemmällä kaistanleveydellä.) Syy 2: Mikään tiedemies - tai kukaan muu asiasta - ei halua työskennellä aktiivisen web-kameran uteliaassa mikroskoopissa.

Tiimimme rakensi useita muita laitteita tiedeyhteisölle. Tri Blair suunnitteli ja otti käyttöön autonomisen kameran, jota tutkijat käyttivät tarkkailemaan pingviinikoloniaa, joka oli karkotettu, ja jolla oli pääsy merelle katkeamatta jättiläinen jäävuoren. Blairin kamerat, sekä Penguin Cam että ROMEO, olivat vakiovarusteisia Sony-turvakameroita, jotka sijoitettiin erityisesti suunniteltuihin akryylikoteloihin. Käytimme PIC-mikrokontrollereita sekä virrankulutuksen modulointiin että kameroiden ohjaamiseen joko verkon ohjauksen tai esiohjelmoidun otoksen avulla ja tallennettiin sitten kuvat muistikortille. Filosofiamme oli aina käyttää vakiomallisia osia. Suunnittelimme ja rakensimme laitteita kodeissamme ja saimme sitten täydellisen jännityksen katsella heitä asennettuina niin kaukaisille kuin vihamielisille (joskus) Marsin pinnalle.

Rakensimme ja otimme käyttöön pienikokoisen version TAISU-ruudusta, joka on suunniteltu siirrettäväksi lentokoneista tieteellisen instrumentin hyötykuorman avulla. Laite kommunikoi takaisin "maailmaan" automatisoidun matalan kaistanleveyden (300 baudin) Iridium-modeemiliitännän kautta.

New Harborissa, Etelämantereella käynnissä olevat valmisteet: valtava kaivos jäässä, joka on tehty optisen kaapelin vastaanottamiseksi vedenalaisia ​​valokuvia ROMEOsta.

Viimeinen asia, jonka yritimme vuonna 2006, oli kehittää keino kaukosäätimen antamiseksi pitkän ja kylmän Etelämantereen talven läpi. Toisin kuin planeetan koettimilla, joita voidaan käyttää pienillä ydinaseilla, jouduimme näkemään tavan pitää lämpimänä ja juoksevana hyllyttömällä materiaalilla. Tony ratkaisi lopulta tavallisen orgaanisen PCM: n (faasimuutosmateriaalin) parafiinin, jota me lämmitimme ja kaadettiin suuren Dewar-pullon sisälle, joka sisälsi nestemäistä typpeä laboratorioissa. Sijoitimme instrumentit tähän inerttiin nesteeseen ja haudattiin sen jälkeen jään lähelle Etelä-napa-asemaa. Instrumentit (yksinkertainen lämpötila- ja virrankulutusmittarit) juoksivat noin kuusi kuukautta 9 kuukauden talvikaudella ennen kuolemaa. Menimme takaisin piirustuspöydälle, kun ohjelma päättyi.

En ole palannut jään jälkeen. Tohtori Hansen jatkaa polaaristen projektien sekä oman hiilidioksidianalyysialan yritystä. Jeff Blair on aloittanut oman yrityksensä tekemällä erilaisia ​​välineitä.

Mutta tekijän henki elää Etelämantereella. Jäämme kollegamme ovat suunnitelleet ja rakentaneet merkittäviä asioita: vedenalaiset ROV-kamerat, joissa on kamerat ja anturiteknologiat, jotka ovat riittävän pieniä jäämään kapeiden reikien liukumiseen, laitteet, joilla voidaan seurata maanosasta poikkeavia suuria jäävuoria ja anturit, jotka poimivat kaasumaiset NOx-komponentit, jotka ovat peräisin jään sulamisesta.

Kaikki nämä asiat alkavat jonkun autotallissa tai pienessä laboratoriossa. Hyvin harvat valmistajien jännitykset voivat voittaa katsomassa helikopteria, joka asentaa Antarktiksen kaukaiselle kukkulalle asennetun laitteen, kun taas juotinraudat palavat kädellänne vielä paranemassa.

Osake

Jättänyt Kommenttia