Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Pembuat pada Ais

Peranti penderiaan karbon TAISU, dengan kamera pengamatan wi-fi, di bahagian atas Bonney Riegel di Lembah Kering Antartika.

Artikel ini mula-mula muncul dalam MEMBUAT Jilid 38, pada halaman 26.

Antartika memecah perkara. Barang yang harus tahan peluru hanya mati, dan bahagian pengganti terdekat lebih dari 2,000 batu jauhnya, di benua yang lebih panas dan lebih bertamadun. Semasa enam lawatan ke Antartika (2001-2006) sebagai sebahagian daripada prototaip pasukan reka bentuk kuasa alternatif, kami dengan cepat menyedari bahawa ia adalah misi kritikal untuk melakukan perjalanan dengan alat lengkap dan alat ganti penuh.

Empat penempatan saya adalah untuk pelbagai lokasi di Lembah Kering Antartika, yang dipanggil kerana tidak ada hujan yang amat tinggi sejak 25 juta tahun yang lalu. Di kem-kem yang jauh ini, anda hanya mempunyai apa yang anda bawa dengan anda, atau diminta, dan Hukum Murphy lebih daripada sekadar nasib buruk - itu cara hidup.

Oleh itu, anda selalu membetulkan perkara, atau menyedari bahawa anda perlu melakukan sesuatu yang anda tidak pernah dirancang untuk pulang ke rumah, seperti mengemukakan cara untuk menentukurkan beban anda pada penjana tanpa sebarang bentuk voltmeter digital yang berguna (contohnya, mentol 60W dalam Litar 120V = 0.5A beban rintangan semata-mata, jika anda benar-benar dapat mencari bola lampu). Atau memfailkan pemutar skru untuk menjadikannya sepana hex. Berlaku setiap hari.

Saya pernah menelefon selendang penyelam dengan Leatherman dan pita elektrik hitam supaya dia dapat menyelam di bawah glasier (orang-orang itu benar-benar berani). Barisan yang dipegang, penyelam membuatnya hidup semula, dan ahli pasukan kamera bawah laut autonomi Jeff Blair telah direka dan dibina di belakang rumah terjaga di laut 90 kaki di bawah ais. Kamera itu, yang digelar ROMEO (untuk "pemerhatian mikrobiologi alam bawah air di bawah air"), menghabiskan seluruh tahun merakam gambar kehidupan laut untuk ahli biologi Dr. Sam Bowser, yang menyediakan pics musim sejuk pertama di dunia bawah air Antartika.

Observatorium bawah laut ROMEO yang dihantar dengan penyelam melalui lubang di dalam ais di Cape Evans, Antartika, pada ujian penggambarannya.

Melahirkan apa yang kita sebut sebagai "kuasa hijau" untuk pelbagai program sains di atas ais adalah kononnya tujuan pasukan kecil kita. Pemimpin pasukan kami, Dr. Tony Hansen, adalah seorang saintis atmosfer yang mencipta sebuah alat yang dikenali sebagai Aethalometer untuk mengukur partikel udara, dan premisnya adalah jika ahli-ahli sains boleh menggerakkan peralatan mereka tanpa mencemarkan udara yang mereka cuba untuk belajar, data itu akan lebih tepat.

Kebanyakan peralatan makmal yang digunakan di Amerika Utara memerlukan sumber 110V 60Hz. Ahli sains atmosfera biasa anda tidak terlalu peduli dengan mana kuasa itu berasal. Apabila dia merancang ekspedisi pengumpulan datanya, dia membuat permintaan helikopter, khemah, beg tidur, dapur khemah, makanan - semua keperluan untuk mempertahankan kehidupan. Akhirnya, pada satu ketika, dia menuntut penjana diesel 30kW untuk menggerakkan peralatan vakum dan peralatan spektroskopi, tidak sekali-kali membayangkan bahawa ekzos diesel yang dipancarkan oleh generator menghasilkan kesan Heisenberg yang besar. Anda menjadi apa yang anda mengukur.

Mana-mana data yang dia kumpulkan diukur terhadap bunyi kimia besar-besaran yang diperkenalkan oleh penjananya. Oleh itu, anda mempunyai DC offset yang besar (menggunakan istilah elektrik) untuk data, dan sebarang isyarat kecil dilindungi sepenuhnya.

Oleh itu, kita mengejek alat Dr. Hansen memanggil TAISU (unit sokongan alat penguatkuasaan autonomi) yang menghasilkan 50W yang berterusan sepanjang musim panas melalui solar, dan lebih banyak lagi melalui angin. Sepanjang perjalanan kami mendapati kami mempunyai kuasa untuk meluangkan masa, jadi kami menambah pelbagai webcam jauh. Kami membuat rangkaian pertama 801.11 di Lembah Taylor dengan meletakkan titik akses tanpa wayar Cisco dan beberapa antena keuntungan tinggi di TAISU, dengan itu menghubungkan para saintis dengan rangkaian utama kerajaan A.S. melalui Stesen McMurdo. Secara harfiah, para saintis boleh membuka komputer riba mereka di dalam khemah dan memesan butt kembara baru dari REI.

Peranti TAISU diangkut dengan helikopter ke lokasinya di Lembah Kering Antartika.

Kami mempunyai kamera hidup, yang boleh diakses oleh orang awam, tetapi mereka telah ditutup untuk dua sebab. Alasan 1: Selepas 9/11, Homeland Security tidak menyukai fakta bahawa data langsung sedang dihantar dari rangkaian kerajaan ke dunia awam dengan alasan apa pun. Lupakan fakta bahawa lebar jalur ke Pengamat Marikh adalah lebih tinggi daripada yang kita dapat dari tempat sebenar di planet Bumi - keselamatan adalah keselamatan. Jadi, anda tidak boleh mendapatkan gambar secara langsung daripada rangkaian bertenaga hijau kami. (Ada orang lain yang menduplikasi konsep itu tetapi pergi ke Iridium sebagai tulang belakang bukannya rangkaian kerajaan. Peranti itu masih dihantar, tetapi pada jalur lebar yang sangat berkurang.) Sebab 2: Tiada saintis - atau sesiapa, untuk perkara itu - mahu bekerja di bawah mikroskop prying webcam aktif.

Pasukan kami membina beberapa peranti lain untuk komuniti saintifik. Dr. Blair merancang dan mengerahkan sebuah kamera autonomi yang digunakan oleh saintis untuk memerhatikan koloni penguin yang telah terkandas, setelah mendapat akses ke laut yang dipotong oleh gunung berapi gergasi. Kamera Blair, Penguin Cam dan ROMEO, adalah kamera keselamatan Sony standard yang ditempatkan dalam casas akrilik yang direka khas.Kami menggunakan mikrokontroler PIC untuk memodulasi penggunaan kuasa dan memacu kamera menerusi sama ada kawalan rangkaian atau melalui satu set gambar yang telah diprogramkan, dan kemudian menyimpan gambar-gambar pada kad memori. Falsafah kami sentiasa menggunakan bahagian-bahagian standard di luar rak. Kami merancang dan membina alat-alat di rumah kami, dan kemudian mempunyai keseronokan yang utuh untuk menonton mereka ditempatkan di tempat-tempat sebagai jauh dan bermusuhan (kadang-kadang) sebagai permukaan Marikh.

Kami membina dan menggunakan versi kecil kotak TAISU, yang direka untuk dibuang dari pesawat dengan muatan alat saintifik. Peranti ini akan berkomunikasi kembali ke "dunia" melalui sambungan modem Iridium jalur lebar rendah (300 baud).

Persiapan dijalankan di New Harbour, Antartika: parit besar di dalam ais yang dibuat untuk kabel optik untuk menerima gambar bawah air dari ROMEO.

Perkara terakhir yang kami cuba, pada tahun 2006, adalah untuk membangunkan satu cara untuk memberi kuasa sensor jauh melalui musim sejuk Antartika yang panjang dan sejuk. Tidak seperti kuar planet, yang dapat dikuasai dengan nukle kecil, kita harus mencari cara untuk menjaga sesuatu yang hangat dan berjalan dengan bahan baku. Tony akhirnya menetap menggunakan bahan bakar PCM organik (bahan berubah fasa) parafin, yang kami dipanaskan dan dituangkan di dalam kuah Dewar yang besar yang digunakan untuk mengandungi nitrogen cecair di makmal. Kami meletakkan instrumen ke dalam cecair inert ini dan kemudian dikebumikan di dalam ais berdekatan dengan Stesen Pole Selatan. Instrumen (suhu mudah dan meter penggunaan kuasa) berlari selama kira-kira 6 bulan musim sejuk 9 bulan sebelum mati. Kami sedang menuju ke papan lukisan apabila program kami berakhir.

Saya belum kembali ke ais sejak itu. Dr. Hansen terus bekerja pada projek-projek kutub serta syarikat penginderaan karbonnya sendiri. Jeff Blair telah memulakan syarikatnya sendiri melakukan pelbagai bentuk instrumen.

Tetapi semangat pembuat hidup di Antartika. Rakan kami di atas ais telah merancang dan membina perkara-perkara yang luar biasa: ROV di bawah air dengan kamera dan teknologi sensor yang cukup kecil untuk tergelincir melalui lubang sempit di dalam ais, peranti untuk mengesan gunung besar ais yang berasal dari benua, dan sensor untuk mengambil komponen NOx gas yang datang dari lebur ais.

Semua perkara itu bermula di garaj seseorang atau makmal kecil. Sangat sedikit keseronokan pembuat boleh mengalahkan menonton helikopter menggunakan peranti yang anda bina di puncak bukit di Antartika, sementara besi pematerian terbakar di tangan anda masih penyembuhan.

Kongsi

Meninggalkan Komen