Аспиранты первого курса НИ ИрГТУ по направлению «Приборы и методы экспериментальной физики» Дмитрий Ченский и Александр Казанцев создали опытные установки автономной донной станции и подводного робота в рамках проекта «Разработка и создание гидроакустической системы поиска и мониторинга газовых гидратов». Устройства будут испытаны летом 2013 года в районе байкальского залива Посольский Сор, где сотрудники Лимнологического института СО РАН обнаружили залежи газогидратов. Подводный робот и автономная донная станция будут испытаны на глубине 500 метров. Оборудование может быть использовано на максимальной байкальской глубине (до 2 км).
Работа по проекту выполняется в научно –исследовательской лаборатории (НИЛ) радиофизики ИрГТУ с 2011 года на средства Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса РФ на 2007-2013 гг.». Объём финансирования составляет 60 млн. рублей. Планируется, что средства и метод ученых ИрГТУ найдут применение при поисково-разведочных работах и изучении залежей газогидратов в Арктике, Охотском и Чёрном морях.
«Современные расчеты энергоресурсов позволяют заключить, что мировых запасов нефти хватит на 40 лет, а природного газа - не более чем на 100 лет, - рассказывает аспирант НИ ИрГТУ Дмитрий Ченский. – Альтернативным источником энергии могут служить газогидраты. На озере Байкал находится значительный потенциал газогидратных месторождений, для подробного изучения которых необходимы новые методы наблюдения и исследования. Место испытаний выбрано не случайно - еще сто лет назад местные жители бухты Посольский Сор заметили под байкальским льдом скопления горючего газа, которые иногда поджигали с образованием газовых факелов. Одним из методов измерения гидрофизических и гидрохимических параметров водной среды является получение данных с помощью автономной донной станции, над созданием которой мы работаем».
Дмитрий Ченский работает над диссертационным исследованием «Долговременная автономная информационно-измерительная система для мониторинга параметров водной среды озера Байкал». Как сообщил ученый, автономная донная станция (АДС) позволит производить долговременный мониторинг в строго фиксированном месте. Она обладает высокой мобильностью и низкой стоимостью. На постановку и снятие донной станции с исследовательского судна необходимо не более пяти часов. Станция выполняет все операции автоматически и не нуждается в обслуживающем персонале. Данные будут считываться с помощью гидроакустического канала связи. Для считывания данных исследовательское судно должно приблизиться к станции с большой точностью и пробыть над ней несколько часов. Передать данные исследователю можно с помощью дорогостоящего подводного кабеля, но при его использовании станция полностью теряет мобильность, поэтому иркутские ученые от него отказались. Для получения полной картины происходящих процессов необходимо анализировать информацию за долговременный промежуток времени. На сегодняшний день автономные донные станции являются самыми современными средствами для продолжительного мониторинга водных объектов.
Исследователи рассказали, что станция состоит из системы датчиков, модуля сбора и обработки информации, модуля питания, гидроакустического размыкателя, гидроакустической системы связи и модуля поиска и обнаружения. Система датчиков поставлена компанией Franatech. Модуль АДС позволяет измерять давление, проводимость, температуру, содержание кислорода и метана. Питание прибора автономное от врутренних батарей. Данные хранятся во флэш-памяти, позволяющей производить почти 380 тысяч измерений. Корпус АДС будет изготовлен из титана и других некорродирующих материалов.
Модуль производит долговременный мониторинг физических и химических параметров среды каждые пять минут. АДС устанавливается на полгода вблизи газогидратного выброса. По данным датчиков можно определить структуру и состав воды. Благодаря тому, что он производит долговременные измерения, можно увидеть сезонные и климатические изменения воды в зависимости от времени года и других природных явлений, например, землетрясений.
«Датчики мы покупаем готовые, а информационно-измерительную систему и электронику для приборов собираем сами, - пояснил Д. Ченский. - Система будет производить первичную обработку данных, отсеивать ненужную информацию».
Александр Казанцев, который пишет кандидатскую диссертацию «Аппаратура и методы видеонаблюдения для сопровождения подводных работ», поясняет: «Преимущество использования модуля в том, что есть возможность проводить фундаментальные исследования в относительно спокойных байкальских условиях. Удобно устанавливать и изымать оборудование, когда несколько месяцев в году озеро заковано во льды и нет штормов летом. В рамках гранта мы планируем реализовать техническое устройство, которое могло бы получать визуальную информацию под водой и осуществлять контроль газовых факелов. С помощью устройства можно наблюдать, каким образом устанавливается оборудование и не повредилось ли оно».
А. Казанцев объяснил, что его работа заключается в конструировании подводного робота. Устройство будет перемещаться в пространстве с помощью винтов и позволит получать визуальную и телеметрическую информацию о газогидратных выбросах и оборудовании. Движением робота можно будет управлять с борта судна, либо исследовать территорию в автономном режиме.
На сегодняшний день готов макет установки. На ней можно видеть видеокамеру, управляющую систему и два модема для организации высокоскоростной линии связи на большой глубине. Стоимость установки составляет около 400 тысяч рублей. Конструкторы использовали цифровую систему – универсальное решение, поставленное фирмой-партнером. По расчетам радиотехников, опытный образец стоимостью около 600 тысяч рублей будет готов к лету 2013 года.
Наталья Розова
