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4K成像照耀海底历史文物

亚伦·斯坦纳著,
〇总经理深海电力与照明

2022年3月,海底探险者在威德尔海冰冷的南极水域水下3008米(9869英尺)处有了重大发现。的Endurance22探险,由福克兰海上遗产信托基金1915年,一艘木船“耐力号”被困在浮冰中,在南极洲海岸附近沉没。“耐力”号沉没的故事——以及它的船长、著名的英国探险家欧内斯特·沙克尔顿爵士和全体船员的幸存——是一个在面对可怕环境时不屈不挠、聪明才智和友谊的非凡故事。

耐力号的发现是一个不可思议的壮举。自从它戏剧性地沉没以来,人们曾多次尝试寻找这艘失踪的船,但都失败了。恶劣的极地环境,包括风暴、波涛汹涌的海面和时速高达14节的寒风,使得在这一地区的工作特别困难。事实上,沙克尔顿自己将该地区描述为“世界上最糟糕的海洋中最糟糕的部分”。

任务设备

随着4k Optim SeaCam的安装,萨博剑齿虎车辆的机动性支持平移/倾斜成像功能。(图片来源:海事遗产信托)

这次任务成功的关键是“耐力22”探险队的经验和领导能力,以及使用的船只和设备。“耐力22”探险队除46名船员外还有64人。此次任务是在南非极地研究和后勤船S.A. Agulhas II上进行的,这艘船在航行5节时,能够打破1米厚的冰。

探险队部署了SAAB Sabertooth混合水下水下机器人(AUV/ rov),能够到达距离发射点100英里的地方,在4000米(13123英尺)的深度工作,并通过极细的光纤系绳与主船相连。

在极地环境下操作这些车辆给团队带来了许多独特的挑战。根据探险队海底经理Nico Vincent的说法,团队必须重新思考传统的潜水操作,并开创新的下水和回收程序。考察队面临的主要挑战之一是始终存在的浮冰,它包围着船,随着冰在一个复杂而难以预测的系统中移动,浮冰也会尾随着船。由于S.A. Agulhas II无法保持固定的站点,水下航行器必须返回到一个网球场大小的新的回收区,仅使用声学和惯性导航。

就在2019年,在之前一次寻找“耐力”号的尝试中,一艘昂贵的水下机器人在浮冰下丢失,原因是通讯失败,无法发送更新的导航数据。在Endurance22上使用的Sabertooth车辆的一个关键区别是光纤系绳,它能够与上层作业人员保持持续的通信。

水下4K成像

在S.A. Agulhas II上执行任务,展示了Optim SeaCam捕捉到的画面以及该船的摄影测量数据。(图片来源:Esther Horvath and Falklands Maritime Heritage Trust)

萨博汽车配备了成像技术,能够产生高质量的数据。除了能够创建高精度3D模型的激光扫描仪,这些车辆还包括DeepSea Optim SeaCam 4K相机。Optim SeaCam通过小型光纤缆绳将混合AUV/ROV的实时4K视频反馈给S.A. Agulas II上的团队。Optim SeaCam的额定深度为6000米(可选11000米),由于其易于集成、可靠性高,并且能够在南极深海恶劣条件下作业时提供低延迟的实时视频,因此被选中。

这次探险的结果是海洋考古学家门孙·邦德(Mensun Bound)描述为“他见过的最漂亮的木制沉船”的惊人图像。在“耐力号”所在的冰冷水域中没有吃木头的微生物,因此这艘船保存得非常完好。

Optim SeaCam向任务操作人员直播视频,让团队实时体验发现过程。在寒冷、清澈的极地海水中,沉船和周围环境的细节都令人惊叹。

4k成像的研究潜力

“耐力”号的船尾,展示了它在100多年前沉没后令人印象深刻的状况(图片来源:福克兰海上遗产信托)

根据《南极条约》,“忍耐力号”遗址被视为历史遗迹。这意味着船的任何部分都不能被打扰,排除了任何样本的收集,即使是为了研究目的。考古学、生物学和材料科学等不同学科的科学家将利用来自Endurance22的图像数据来进一步加深我们对自然世界的认识。

Optim SeaCam捕获的Endurance22图像展示了未来在科学研究和发现中使用HD和4K成像的潜力。

从这样的敏感环境中捕捉高质量成像数据的能力,为科学家提供了一种非破坏性研究的途径,扩大了我们对这些以前遥不可及的地方的了解,同时确保它们仍然受到保护。

海洋考古学家和生物学家已经在梳理从探险队返回的视频,以了解更多关于沉船地点的信息,现在把它称为家的生物,以及南大洋寒冷黑暗深处的独特环境。

此外,4K演播室级成像为讲故事的人提供了一种手段,使他们能够参与和教育公众有关“耐力”号沉船及其意义的发现。今年秋天,国家地理频道的探险家系列将在国家地理频道和迪士尼+上发布一部记录“耐力22”探险的纪录片,以收集到的沉船视频和摄影测量数据为特色。

关于Optim SeaCam

Optim SeaCam为科学家、海底探索者和电影制作者提供了一种独特的工具,将高超的4K成像能力与直观熟悉的控制、灵活的集成选项和前所未有的坚固设计相结合。

理想的实时观看4K, Optim SeaCam具有扩展的变焦范围和350毫米的最小对象距离在全长焦,使惊人的特写图像和带来最小的细节。该设计经过了实验室和现场验证——在设计验证期间,它在海沟深处经受了超过10,000次的循环,并在马里亚纳海沟挑战者深度的海洋最深处获得了首个4K相机胶片的殊荣。

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