No remoto e gelado Mar de Beaufort, ao norte do Alasca, engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, na Califórnia, se reuniram em torno de um estreito buraco perfurado em uma espessa camada de gelo marinho. Através dessa abertura, um robô cilíndrico foi baixado nas águas gélidas, conectado por um cabo ao tripé que o sustentava. Este teste ofereceu aos engenheiros uma oportunidade única de operar seu protótipo no Ártico, marcando um passo significativo em direção à visão final do projeto IceNode: uma frota de robôs autônomos que explorariam as profundezas sob as prateleiras de gelo da Antártica.
O objetivo do IceNode é claro e ambicioso: ajudar os cientistas a calcular com precisão a velocidade com que o continente congelado está perdendo gelo e como esse derretimento pode influenciar a elevação global do nível do mar. Através da coleta de dados diretamente na interface de derretimento entre o gelo e o oceano, os robôs do IceNode prometem fornecer informações cruciais que atualmente estão fora do alcance das tecnologias existentes.
Se a camada de gelo da Antártica derretesse completamente, o nível do mar global subiria cerca de 60 metros, representando uma das maiores incertezas nas projeções de elevação do nível do mar. Assim como as temperaturas do ar em aquecimento causam o derretimento na superfície, o gelo também derrete quando em contato com a água do oceano aquecida que circula abaixo. Para melhorar os modelos computacionais que preveem a elevação do nível do mar, os cientistas precisam de taxas de derretimento mais precisas, especialmente sob as prateleiras de gelo — extensas placas de gelo flutuantes que se estendem da terra para o oceano.
Essas prateleiras de gelo desempenham um papel crucial ao retardar o fluxo das camadas de gelo em direção ao oceano, e a compreensão de suas taxas de derretimento é vital para prever mudanças futuras. No entanto, os locais onde os cientistas desejam medir o derretimento estão entre os mais inacessíveis da Terra. Especificamente, a zona de aterramento, onde as prateleiras de gelo flutuantes encontram o oceano e a terra, é de particular interesse. Nesses locais, o gelo pode estar derretendo mais rapidamente, mas a paisagem traiçoeira e em constante mudança acima torna perigoso para os humanos, e os satélites não conseguem enxergar dentro dessas cavidades, que às vezes estão sob mais de um quilômetro de gelo.
O IceNode foi projetado para superar esses desafios tecnológicos e logísticos, oferecendo uma solução inovadora para a coleta de dados essenciais. Ao explorar essas regiões inacessíveis, o projeto promete avançar significativamente nossa compreensão das dinâmicas subglaciais e suas implicações para o futuro do nosso planeta.
A exploração das regiões subglaciais da Antártica apresenta uma série de desafios ambientais e logísticos que tornam a coleta de dados uma tarefa extremamente complexa. As zonas de aterramento, onde as prateleiras de gelo flutuantes encontram o oceano e a terra, são particularmente inacessíveis. Essas áreas são caracterizadas por paisagens traiçoeiras e em constante mudança, o que representa um risco significativo para os pesquisadores humanos. Além disso, as observações por satélite são limitadas, pois não conseguem penetrar nas cavidades subglaciais, que podem estar localizadas a até uma milha de profundidade no gelo. Esta combinação de fatores torna a obtenção de dados precisos sobre as taxas de derretimento uma tarefa hercúlea.
Para superar esses desafios, os engenheiros do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA desenvolveram os robôs IceNode, veículos autônomos projetados especificamente para operar em ambientes subglaciais. Cada robô possui aproximadamente 2,4 metros de comprimento e 25 centímetros de diâmetro, e é equipado com um “trem de pouso” de três pernas que se estende para fixar o robô na parte inferior do gelo. Notavelmente, esses robôs não possuem qualquer forma de propulsão; em vez disso, eles utilizam um software inovador que aproveita modelos de correntes oceânicas para se posicionar autonomamente.
Os robôs IceNode são lançados através de um buraco de perfuração ou de um navio em mar aberto e, em seguida, navegam pelas correntes oceânicas em uma longa jornada sob as prateleiras de gelo. Ao atingir seus alvos, os robôs descartam seu lastro e se fixam na parte inferior do gelo. Seus sensores são projetados para medir a velocidade com que a água do oceano, quente e salgada, está circulando para derreter o gelo, bem como a rapidez com que a água de derretimento, mais fria e fresca, está afundando. A frota de robôs IceNode operaria por até um ano, capturando dados continuamente, incluindo flutuações sazonais. Após esse período, os robôs se desprenderiam do gelo, retornariam ao oceano aberto e transmitiriam seus dados via satélite.
Os testes iniciais dos robôs IceNode foram realizados em ambientes controlados, como a Baía de Monterey, na Califórnia, e sob a superfície congelada do Lago Superior. No entanto, o verdadeiro teste de fogo ocorreu em março de 2024, no Mar de Beaufort, durante o acampamento de gelo bienal do Laboratório de Submarinos Árticos da Marinha dos EUA. As temperaturas extremas de menos 45 graus Celsius desafiaram tanto os humanos quanto o hardware robótico. Durante este teste, o protótipo desceu cerca de 100 metros no oceano, coletando dados sobre salinidade, temperatura e fluxo. Esses resultados preliminares foram promissores, indicando que os robôs IceNode estão no caminho certo para se tornarem uma ferramenta vital na pesquisa subglacial.
O desenvolvimento contínuo dos robôs IceNode representa um avanço significativo na exploração subglacial. Os engenheiros e cientistas do JPL planejam realizar mais testes no Ártico, aprimorando os protótipos para garantir que possam operar de forma autônoma e eficiente em condições extremas. A meta final é a implantação completa de uma frota de robôs sob as prateleiras de gelo da Antártica, onde poderão coletar dados cruciais sobre as taxas de derretimento do gelo e as interações entre o oceano e as camadas de gelo. Este esforço contínuo é vital para superar os desafios tecnológicos e logísticos que ainda persistem, garantindo que os robôs possam fornecer dados precisos e confiáveis.
A importância dos dados coletados pelos robôs IceNode não pode ser subestimada. As informações sobre as taxas de derretimento do gelo e as dinâmicas das correntes oceânicas sob as prateleiras de gelo são essenciais para melhorar os modelos de previsão de elevação do nível do mar. Compreender como o gelo está derretendo e como isso afeta a circulação oceânica permitirá que os cientistas façam previsões mais precisas sobre o impacto das mudanças climáticas nas comunidades costeiras ao redor do mundo. Além disso, esses dados contribuirão para uma compreensão mais profunda dos processos subglaciais, que são críticos para a ciência do clima e a geofísica.
O projeto IceNode da NASA representa um marco na exploração das regiões mais inacessíveis da Terra. A capacidade de coletar dados diretamente na interface gelo-oceano, sob as prateleiras de gelo, oferece uma oportunidade sem precedentes para avançar nosso conhecimento sobre o derretimento das camadas de gelo e suas implicações globais. À medida que os testes e o desenvolvimento continuam, a expectativa é que esses robôs autônomos forneçam dados valiosos que ajudarão a mitigar os impactos das mudanças climáticas e a proteger as comunidades costeiras vulneráveis. O sucesso do projeto IceNode não só ampliará os horizontes da ciência subglacial, mas também destacará a engenhosidade e a determinação dos cientistas e engenheiros que trabalham incansavelmente para desvendar os mistérios do nosso planeta.
Fonte:
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-jpl-developing-underwater-robots-to-venture-deep-below-polar-ice
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Artigo original:
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