Megahankkeet

Jään alla olevat arktiset observatoriot: Data, energia ja TDY

mm
Julkaistu
Päivitetty
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Arktiksen tärkeys

The Arctic region has long been a mostly neglected region, due to its being almost uninhabited, extremely cold, and difficult to access. It is nevertheless a crucial area of the world for several reasons.

Ensimmäinen syy on, että teknologinen kehitys ja ihmiskunnan resurssien himo ovat tehneet arktisesta taloudellisesti tärkeämmän kuin koskaan. Ilmaston lämpeneminen tekee näistä resursseista myös helpommin saavutettavia ja avaa uusia kauppareittejä.

Alue on myös monien valtioiden rajaama, joilla jokaisella on omat strategiset intressinsä, ja jännitteet Venäjän ja NATO-maiden välillä (Kanada, Norja, Yhdysvallat ja Tanska, Grönlannin kautta, kaikki omaavat suoran läsnäolon arktisella alueella) kasvavat.

Ilmastonmuutoksesta huolimatta arktiksen ymmärtäminen ja seuranta on valtava tekninen ja tieteellinen haaste.

Tästä syystä luodaan uusi sukupolvi vedenalaisia tutkia ja droneja, jotka analysoivat jääpeitettä, kartoittavat vedenalaisia resursseja ja valvovat aluetta.

Arktinen lämpeneminen: Kauppareitit, ilmasto ja uudet resurssit

Uudet kauppareitit

The Arctic region is warming 4 times faster than the global average.

Tämä on johtanut siihen, että arktisen kesän aikana on paljon enemmän jäävettä kuin aiemmin, ja jäljelle jäävä jää on myös paljon ohuempaa, mikä auttaa jäämurtajia tekemään vesialueesta navigoitavan useammaksi kuukaudeksi.

Lähde: BBC

Tämän seurauksena niin kutsuttu Polar Silk Road, joka yhdistää Euroopan Kiinaan kulkemalla Venäjän läpi, muuttuu strategiseksi kauppareitiksi. Se voi yhdistää Kiinan ja Yhdistyneen kuningaskunnan hieman yli 20 päivässä tavallisen ei-polarinen konttialuksen avulla, kiitos Venäjän murtajien poistaman jään.

“Reitti voisi auttaa Kiinaa lisäämään litiumelektroniikan, fotovoltaiikkatuotteiden ja uusiutuvan energian ajoneuvojen vientiä.

Sea Legend, joka listaa verkkosivuillaan 18 aluksen laivaston, kertoi, että uusien palvelujen suunnittelu kesti kolme vuotta. Heidän täytyi voittaa haasteita, kuten aluksen varusteiden päivitys, henkilöstön koulutus ja sertifiointi, sekä tarkkojen sää- ja navigointiennusteiden kehittäminen.

Ilmaston kannalta merkitys

The mass of cold air in the Arctic is an important factor in global weather patterns.

Alueen ilmastonmuutos voi myös vaikuttaa merenpinnan tasoon. Meressä sulava jää ei suoraan vaikuta merenpinnan tasoon, koska se on jo kelluvaa jäätä. Mutta arktinen jääkapa, joka peittää Grönlannin valtavan pinnan, voisi aiheuttaa merkittävän merenpinnan nousun, jos se sulaa.

Lisäksi enemmän sulanutta jäätä tarkoittaa, että korkean heijastavuuden jään sijaan pinta on paljon tummempi, absorboiden enemmän auringon energiaa, mikä voi aiheuttaa lisälämpenemistä sekä paikallisesti että globaalisti.

Lopuksi, liiallinen jään sulaminen voi häiritä valtamerivirtoja, erityisesti Pohjois-Atlantilla, joka on keskeinen globaalia ilmastoa säätelevä tekijä.

Uudet talousvyöhykkeet

Besides trade routes, the warming of the Arctic waters creates new potential for economic activities. For example, easier navigation and warmer waters are likely to open new fisheries.

Korkean ilmastonmuutos-skenaarion mukaan kanadalaisten kalastuksen potentiaali tulevaisuudessa (2091–2100) arvioitiin kasvavan 6,95 (±5,07) miljoonaan tonniin saalista.

Arktinen alue on myös rikas mineraaleissa ja energiassa:

Sillä välin Grönlannin enimmäkseen hyödyntämätön resurssi sisältää merkittäviä harvinaisten maametallien, kuten neodymiinin ja dysprosiumin, varantoja, jotka riittävät kattamaan vähintään neljänneksen tulevasta globaalista kysynnästä 38,5 miljoonan tonnin verran.

Tilanne on herättänyt suurvallan huomion, erityisesti Donald Trumpin aikaisella pyrkimyksellä ostaa Grönlanti jossain vaiheessa.

Grönlannissa on myös kultaa, rautaa, alumiinia, uraania, sinkkiä, lyijyä, öljyä, kaasua ym.

Vedenalaiset resurssit voivat myös muodostua uudeksi kiistelluksi alueeksi, sillä arktinen alue on erityisen rikas vedenalaisten mineraaliesiintymien, metallirikkaiden sulfidien ja mineraalirikkaiden hydrotermisten kohteiden suhteen.

Miksi arktinen alue tarvitsee uutta jään alla olevaa dataa

Kova & Kallis kerätä

Arctic observatories provide the data backbone for safe development and environmental protection. A better understanding of the available resources and the surrounding ecosystem is really the only way to use these resources responsibly.

Mutta perinteiset datankeruuvälineet joutuvat koetukselle arktisissa sääolosuhteissa:

  • Pintabouyit tuhoutuvat liikkuvan jään takia.
  • Satelliitit eivät näe läpi paksujen jäälevyjen.
  • Henkilömääräiset tehtävät ovat kalliita ja vaarallisia.

This is not to say that none of these are used. For example, the 2019-2020 Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) saw more than 600 people working in the Central Arctic to collect data during winter, when icebreakers could not penetrate the ice as it was too thick.

The scientists of the MOSAiC expedition studied the atmosphere, snow, sea ice, the ocean, and the local ecosystem. But at a $140M budget, such an expedition stands as an oddity.

Similarly, the “City Under the Ice” of Camp Century, in Greenland, is a relic of the Cold War. The U.S. Army Corps of Engineers built the military base in 1959 by cutting a network of tunnels within the near-surface layer of the ice sheet.

Lähde: NASA

The facility was abandoned in 1967 due to the complexity and costs of establishing a permanent settlement in these harsh conditions.

Autonominen vaihtoehto

Progress in autonomous vehicles and battery systems has completely changed how the Arctic can be studied.

With autonomous underwater vehicles (AUVs) using long-duration battery systems, scientists can deploy observation points under the ice at much longer distances than in the past.

They can also use new types of sonar and LiDAR arrays that are both more powerful and less energy-intensive.

Finally, real-time satellite uplinks and AI-driven detection models allow these drones to be a lot more capable and independent than in the past, not having to be tethered to an observation ship or a land-based station to perform their mission.

As a result, continuous year-round Arctic monitoring is finally feasible.

Geopoliittinen tilanne

Better monitoring is also a strategic imperative for the military to monitor the region and ensure that each nation sees its territorial rights respected.

Viimeisten 10–20 vuoden aikana on tapahtunut paljon muutoksia, kun ilmastonmuutos on lisännyt toimintaa, geopoliittinen tilanne on muuttunut ja teknologinen kehitys on edennyt arktisella alueella.

Lämpenemistrendi antaa myös vastustajillemme suuremman läsnäolon ja pääsyn alueelle.

Iris Ferguson  – Deputy assistant secretary of defense for Arctic strategy and global resilience.

Poor cartography and no direct presence can lead to one nation’s claim to the region’s resources to being challenged by another.

Overall, under-ice observatories will decide future territorial disputes and resource assessments.

So this makes under-ice drones and observation probes a key 21st-century geostrategic megaproject.

Miten jään alla olevat arktiset observatorioverkot toimivat

Swipe to scroll →

Komponentti Ensisijainen rooli Esimerkkiteknologiat Keskeiset arktiset käyttötapaukset
Autonomiset jään alla olevat dronet (AUV:t) Liikkuva anturialusta, joka kartoittaa jääpaksuutta, batymetriaa ja ekosysteemejä. Sonar- ja LiDAR‑arrays, kamerat, kemialliset anturit, pitkäkestoiset akkupaketit. Jään ja meren rajapinnan kartoitus, kalastustutkimus, vedenalaisen infrastruktuurin tarkastus.
Pysyvät merenpohjatasot Kiinteä solmu jatkuvaan geologian, kemian ja akustiikan seurantaan. Mikroseismometrit, metaani‑ ja CO₂‑anturit, merikemian mittauslaitteet, hydrofonit. Metaanin vapautumisen seuranta, seisminen toiminta, pitkäaikainen ekosysteemin ja melun valvonta.
Akustinen viestintäverkko Tarjoaa vedenalaisen paikannuksen ja datayhteydet, kun GPS ja radio eivät pääse läpi jäähän. Akustiset modeemit, paikannus‑“majakat”, synkronoidut ajoitusjärjestelmät. Turvallinen navigointi AUV:ille, salainen alusten ja sukellusveneiden seuranta, datan takaisinlinkitys keskuksiin.
Pintayhteys ja satelliitit Välittää dataa jään alta globaaleihin verkkoihin lähes reaaliajassa. Kabeloidut buoyt, Iridium‑terminaalit, napapiirissä kiertävät satelliitit, tulevat arktiset konstellaatio­t. Reaaliaikainen ilmastovalvonta, meriturvallisuus, strateginen toimialueen tietoisuus.
AI‑ilmasto‑ ja navigointimallit Muuttaa raakadatan ennusteiksi, riskikartoiksi ja reittiohjeiksi. Koneoppimismallit merijään liikkeelle, myrskyjen riskeille ja ekosysteemimuutoksille. Laivareittien optimointi, sotilasoperaatioiden suunnittelu, kalastus- ja suojelupolitiikka.

Autonomiset jään alla olevat dronet

Vaikka suuri osa drone‑teknologian huomion kohteesta on lentävät dronet, osittain niiden kasvavan roolin vuoksi sotilaallisissa konflikteissa, kuten Ukrainassa, myös vedenalaiset dronet kehittyvät nopeasti.

The MOSAiC expedition already used an tämän teknologian varhaista versiota merenjään ja valtameren rajapintojen analysointiin.

Lähde: Nature

Se kerää näytteitä jäästä, levästä, zooplankkonia ja mittaa jääpaksuutta sonarien, kuvantamisen, kemiallisten näytteiden ja ylöspäin katsovan tutkan avulla kartoittaakseen sulavaa jäätä alhaalta.

Pysyvät merenpohjatasot

Jään alla liikkuvat dronet ovat loistava vaihtoehto arktisen alueen dynaamiseen analyysiin ja säännölliseen näytteenottoon.

Kuitenkin muut datapisteet tarvitsevat paljon jatkuvamman havainnoinnin, jonka voi toteuttaa merenpohjan mittausasemilla.

Ne voivat sisältää monipuolisia instrumentteja eri ilmiöiden seuraamiseen:

  • Mikroseismometrit geologisen toiminnan havaitsemiseen.
  • Merenkemian anturit biologisten ja ympäristöllisten muutosten mittaamiseen.
  • Metaani- ja CO₂‑detektorit alueen vaikutuksen arvioimiseksi ilmastonmuutokseen.
  • Hydrofonit alusten ja sukellusveneiden liikkeen havaitsemiseen.

Perinteisesti tällaiset merenpohjan asemat on syötetty virtalähteellä lähialuksen tai maapohjan asemalta. Esimerkiksi MOSAiC‑retki käytti 6 kW:n virtaa Polarstern-aluksesta kaapelin kautta lämmittämään asennuksia ja syöttämään merenpohjan asemat.

But long-term observation of the deep Arctic requires a different solution. Instead, merivirta tai vuorovesivoima voidaan käyttää pienen mutta tasaisen virtalähteen tuottamiseen näiden antureiden virransyöttöön.

If the power generation is sufficient, these subsea stations could also be used as underwater power stations and a recharging point for autonomous underwater drones.

Akustiset viestintäverkot

Koska GPS ei läpäise vettä, ja jää estää helpon pääsyn pintaan kelluvan antennin avulla, jään alla olevat dronet trianguloivat akustisten modeemien ja merenpohjan “majakojen” avulla.

Tämä voi olla lisätoiminto jään alla olevassa merenpohja‑asemassa, toimien kiintopisteenä, jota dronet voivat käyttää orientaatiotaan varten.

Satelliittiin integrointi

Akustista viestintää voidaan käyttää datan keräämiseen ja keskittämiseen, mutta sen täytyy silti päästä pois merestä ja jään alta tutkijoiden luo.

Ratkaisu on käyttää datakeskusta, joka keskittää akustisen signaalin yhteen pisteeseen, ja sitten käyttää kaapelia yhdistämään pintadatalinkkijärjestelmään.

Lähde: ResearchGate

The data uplinks can be connected to a polar orbit satellite, the Iridium network, or future Arctic-focused constellations.

AI‑ilmastomallit

All of the data collected in real time and all year round will then need to be integrated into useful predictive models.

Most likely, next-gen Arctic climate models will extensively use AI technology to improve their predictive capabilities. They will, in turn, be used by meteorologists, shipping companies, military/naval operators, fisheries regulators, and environmental agencies.

Yhteenveto: Miksi jään alla olevat arktiset observatoriot ovat tärkeitä

The new generation of under-ice observatory systems, from underwater drones to subsea stations, is going to revolutionize our understanding of the Arctic. This will be the first time we can get continuous observation of the region during the winter months, and with a much more detailed picture of the summer months.

This is not only a scientific project, but will have enormous ramifications for both economic activity and the geopolitical & military conditions of the Arctic.

Olipa kyse sitten metaanipäästöjen, jääpaksuuden, paikallisten ekosysteemien ja kalastuksen valvonnasta, arvokkaiden mineraaliesiintymien havaitsemisesta tai kaupallisten ja sotilaallisten alusten toiminnan seurannasta, on todennäköistä, että jään alla olevat havainnot ovat erittäin tärkeä teknologia 2020‑luvun loppupuolella ja 2030‑luvun alusta alkaen.

Sijoittaminen arktiseen valvontaan

Teledyne Technologies

(TDY )

Founded in 1960, Teledyne Technologies is a technology conglomerate that leads vedenalaisten dronejen ja yleisen meriteknologian alalla.

This includes hydrophones, sonar, fish tracking, measuring ice and waves, etc. It can be used for all sorts of scientific programs at sea.

Lähde: Teledyne

Teledyne’s underwater vehicles are used by initiatives like the Real-Time Aquatic Ecosystem Observation Network (RAEON), a Canadian research network that deploys Teledyne Slocum gliders and other autonomous platforms to monitor aquatic ecosystems in real time.

Among Teledyne’s AUVs are the self-contained, low-logistics Gavia Platform (500 m–1,000 m depth rating), the Osprey Platform (2,000 m depth rating), and the SeaRaptor Platform (3,000 m or 6,000 m depth rating), which can be used for both civilian and military applications (including demining).

It also provided supplies and instrumentation to the Canadian and European polar research expeditions.

Lähde: Teledyne

Among the most remarkable other scientific projects the company participated in are NASA’s mission to Jupiter’s moon Europa, the Habitable Worlds Observatory (HWO) to be launched in the late 2030s, or the Mars rover Perseverance.

The company is also active in digitaalinen kuvantaminen & anturit, avaruus- ja puolustuselektroniikka, and edistynyt koneistus ja järjestelmät. These sensors and systems can be used by many industries, from healthcare to defense or energy.

Lähde: Teledyne

The company has grown through a mix of new R&D projects and acquisitions, with 74 acquisitions since 2001.

Lähde: Teledyne

This strategy has driven rapid top-line growth, with revenue rising from roughly $875 million in 2004 to more than $4.6 billion in 2020 and an estimated ~$5.6 billion in 2024, according to recent investor presentations.

The company’s largest market is the US (equally split between government and commercial sectors), followed by Europe.

Lähde: Teledyne

Nykyinen Teledyne on johtava autonomisten ja automatisoitujen järjestelmien tuojana todelliseen maailmaan, myös äärimmäisen vaativissa olosuhteissa avomerellä tai arktisella alueella. Kun länsi uudelleensijoittaa teollisuuttaan ja paikallistaa toimitusketjunsa, yritykset kuten Teledyne hyötyvät todennäköisesti tästä trendistä ja nousevat entistä tärkeämmiksi teollisiksi kansallisiksi mestareiksi Yhdysvalloissa.

Tämä tekee Teledyne:stä vankan “picks & shovels” -osakkeen vedenalaiseen ja avaruustutkimukseen, täydellisesti linjassa tämän megaprojektin kanssa.

Viimeisimmät Teledyne (TDY) -osaketuotteiden uutiset ja kehitykset

mm

Jonathan on entinen biokemian tutkija, joka on työskennellyt geneettisen analyysin ja kliinisten tutkimusten parissa. Hän on nyt osakkeiden analyytikko ja rahoituskirjailija, joka keskittyy innovaatioihin, markkinoiden sykleihin ja geopolitiikkaan julkaisussaan The Eurasian Century.