Корабль длиной свыше 200 метров находится у побережья Папуа-Новой Гвинеи. Но этот зверь не является звездой шоу, он — только управляющая платформа для трио еще более колоссальных роботов, которые собираются предпринять миссию на морское дно.
Их цель — «Солвара-1», участок с содержанием серебряных и медных отложений в концентрации, более чем в десять раз превышающей ту, что вы найдете на суше. Морская вода нагревается тут примерно до 400 градусов Цельсия из-за вулканической активности. Поднимаясь со дна, струи этого суперкипятка смешиваются с холодной морской водой. В местах подобной активности и обнаруживаются месторождения, называемые массивными сульфидами морского дна.
Канадская компания Nautilus Minerals готовится в течение многих лет, чтобы начать добычу в этом труднодоступном месте. «Все, что вы делаете на суше, в десять раз сложнее делать под водой», — говорит партнер «Наутилуса», управляющий директор направления ROV Systems в компании Soil Machine Dynamics Марк Коллинз.
Разработка «Солвары-1» — непростая задача, над которой будут трудиться три машины, наименьшая из которых весит более 200 тонн.
Надводная часть
Судно для поддержки подводной добычи управляет не только тремя гигантскими буровыми машинами, но и более мелкими разведчиками, которые отправятся на морское дно в первую очередь. У корабля есть отверстие, через которое через кабели и трубы осуществляется сообщение с этими роботами.
Как и другие гусеничные транспортные средства, эти машины управляются с судна джойстиками, контролирующими скорость каждой гусеницы. Роботы-разведчики имеют по семь камер, по девять сонаров, смотрящих в разные стороны, и множество датчиков, включая гироскопы, акселерометры и датчики позиционирования.
Как только машины доберутся до места назначения, другие датчики помогут им осуществить сбор образцов. У роботов есть даже подводный микрофон, называемый гидрофоном, который позволяет оператору на корабле слышать звуки режущей головки с морского дна.
Отправка разведчиков
Один из роботов-разведчиков — торпедообразный подводный аппарат «Бездна» длиной 4 метра и весом чуть меньше тонны. Он способен осуществлять миссии в соответствии с заранее запрограммированным планом, опускаться на глубину свыше 9 километров и работать круглосуточно.
На борту «Бездны» находятся два типа инструментов для съемки. Первый — это сонар, считывающий контуры и ландшафтные особенности морского дна. Второй — чувствительный магнитометр, который работает как металлоискатель. Металлические руды искажают магнитное поле Земли, и геодезисты могут составить полную магнитную карту потенциального участка для добычи, на которой будет видно местоположение наиболее концентрированных месторождений.
Благодаря мощным клещам для сбора минеральных образцов, «Бездна» может установить сверло для сбора образцов породы. Также у нее есть «рука» — достаточно ловкая для того, чтобы поместить образцы в накопительный паз. Рука чувствительная настолько, что может переложить с места на место даже улитку, не повредив ее.
Этот же автомат показывает, из чего состоит взятый образец. Если все в порядке, на место вызываются роботы побольше.
Вспомогательный резак: Первопроходец
В первую очередь это 250-тонный вспомогательный резак, построенный британской компанией Soil Machine Dynamics. Он использует технологию, аналогичную той, что применяется для прокладки кабелей и других коммуникаций по морскому дну. Его миссия — подготовить площадку для робота-добытчика.
«У вас много подводных особенностей местности — скалы, карманы, обнажения, которые вы не можете обойти, — говорит Коллинз. — Это как отправить танк вниз по каменистому пляжу. Он может просто куда-нибудь завалиться».
Способный намертво закрепляться на неровной поверхности, вспомогательный резак, управляемый оператором, полностью освобождает дно от неровностей и уступает место следующей машине.
Основной резак: Большой зверь
310-тонный основной резак — самый большой из трех роботов-монстров. Как другие, он имеет электропривод и соединен с поверхностью длинным пуповинным кабелем. Он не такой устойчивый, как вспомогательный резак, поэтому передвигается очень и очень осторожно. Наезд его гусеницы на выступающую скалу, или, что еще хуже, опрокидывание, стало бы катастрофой. Максимальная скорость Большого зверя составляет всего 800 м/ч, но де факто он двигается еще медленнее.
«Это похоже на вождение бульдозера с помощью пульта дистанционного управления с отдельными джойстиками для левой и правой гусениц, — говорит Стеф Капусняк, директор Soil Machine Dynamics. — А теперь представьте, что все это делается еще и вслепую».
Видимость может быть нулевой из-за выбросов во время резки, поэтому пилоты полагаются на гидролокатор и инерциальную навигацию.
Особенность 14-метрового робота — огромный режущий барабан, построенный шведской компанией Sandvik, и аналогичный тем, что используются для проходческих работ в угольных шахтах. Барабан приводится в действие двумя моторами по 800 лошадиных сил, и напрочь выгрызает подготовленную поверхность.
Руда превращается в гравий и остается на морском дне в ожидании прихода третьего и заключительного участника спецоперации.
Уборочная машина: Супервсасыватель
Этот робот — гигантский пылесос дноуглубительным резаком, расположенным на конце его стрелы. Оператор использует для того, чтобы взбалтывать кучи породы, раскрошенной двумя предыдущими роботами, далее эта масса всасывается и, проходя через три 440-сильных насоса, передается по шлангам на поверхность.
Очень важно поддерживать правильную концентрацию руды в шламовой смеси. Если ее слишком мало, вы занимаетесь сверхдорогой перекачкой воды. Если слишком много — шланги засоряются, и все останавливается. Так что одна из задач уборочной машины — это добиться идеальной смеси.
Поднятая на вспомогательное судно суспензия высыхает, и далее начинает работать усовершенствованная автоматизированная система ее обработки. С помощью двух конвейерных лент, ковшовых элеваторов, и выдвижных шлангов руда перегружается в трюм судна, пришвартованного рядом. Далее оно транспортирует руду в Китай для плавки.
На суше или на море?
Проведя несколько экспертиз совместно с университетами и экологическими организациями, Nautilus Minerals утверждает, что ее горнодобывающая деятельность наносит гораздо меньший вред окружающей среде в сравнении с сопоставимой наземной разработкой.
Открытие новой шахты под водой может оказаться гораздо проще, чем на суше из-за получения меньшего количества необходимых разрешений. При этом исследования показывают, что морское дно быстро восстанавливается после ухода машин.
Станет ли такой тип добычи полезных ископаемых нашим будущим — пока большой вопрос. Но если проект будет успешным, это будет означать создание совершенно новой горнодобывающей промышленности, с рабочей силой в виде гигантских роботов, упорно работающих на морском дне.
