O AUV DEPTHX

O AUV DEPTHX tem formato oval, com um eixo longo de 4,26 m, um eixo curto de 3,04 m, e pesa 1,3 t. Ele se move livremente, flutua e a escala aparece em três dimensões sem nenhum comando externo. A velocidade mínima de cruzeiro do DEPTHX é de 0,2 m/s para mapeamento, e o veículo atinge profundidade de até mil metros. Para operar de maneira autônoma, o DEPTHX deve ser capaz de fazer o seguinte:

• manobrar;
• navegar e mapear;
• processar informação;
• alimentar a si mesmo de energia;
  
• comunicar-se;
  
• obter medidas e amostras do ambiente.

Imagem Stone Aerospace/PSC, Inc. Estruturas internas do DEPTHX

Capacidade de manobra

Imagem Stone Aerospace/PSC, Inc. Detalhe de um propulsor do DEPTHX

O DEPTHX tem seis propulsores (quatro horizontais e dois verticais), que permitem que ele manobre em três dimensões. O veículo consegue manobrar com apenas dois propulsores horizontais e um vertical - os outros são de reserva.

O DEPTHX também flutua. Para manter sua posição, poderia usar os propulsores, mas isso rapidamente consumiria grande quantidade de energia da bateria. Ao invés disso, o veículo é equipado com mecanismos de flutuação variável (VBE). O computador VBE percebe a pressão, a temperatura e salinidade (teor de sal) da água ao seu redor e calcula a flutuabilidade do veículo. O computador então abre ou fecha válvulas que permitem que bombas de gás pressurizado deixem água entrar ou sair. Assim como os propulsores, o DEPTHX tem mais de um VBE, mas pode flutuar usando somente um deles.

Imagem Stone Aerospace/PSC, Inc. Mecanismos de flutuação variável permitem que o DEPTHX flutue

Navegação e mapeamento

Imagem Stone Aerospace/PSC, Inc. Matriz geométrica da capacidade do sensor sonar do DEPTHX

O DEPTHX tem 54 sensores sonares distribuídos em sua carcaça e controlados por duas matrizes sonares. O sonar usa pulsos de ondas de som de alta energia e seus reflexos para localizar objetos em um raio de 250 a 300 m ao redor do veículo. As informações que coleta são retransmitidas para computadores de bordo para controle de navegação.

Além do sonar, o DEPTHX navega usando acelerômetros, medidores de profundidade e uma unidade de navegação por inércia. Um dispositivo que registra a velocidade Doppler determina a velocidade de movimento do veículo e insere essa informação no computador primário, que ajusta a velocidade do veículo.

Conforme o DEPTHX se move, os computadores usam a informação do sonar para construir imagens 3-D, que são montadas em camadas na memória do computador para criar um mapa geométrico progressivo. A técnica é chamada Localização e Mapeamento Simultâneos (SLAM). Bill Stone e seus colegas desenvolveram um dispositivo SLAM de mergulho que utilizaram para mapear o lençol aqüífero de Wakulla Springs, na Flórida. O DEPTHX usa o mapa que criou para navegação para se mover para qualquer localização específica sem o auxílio de navegação externa, como um GPS.

Imagem Stone Aerospace/PSC, Inc. Mapa de uma porção do lençol aqüífero de Wakulla Springs, obtido pela Stone Aerospace

Processamento de informações

O DEPTHX tem vários computadores de bordo dedicados a tarefas específicas. Um controla as operações, o SLAM e a navegação do veículo; um controla os VBEs; e outro controla os experimentos e analisa os dados. No total, esses computadores contêm mais de 30 microprocessadores, desde controladores de 8 bits a chips Pentium 4. O DEPTHX é programado para funcionamento e análise autônomos.

Energia interna e comunicação

O DEPTHX tem duas torres de baterias que consistem de baterias de lítio-íon recarregáveis. As baterias fornecem até oito horas de energia.

Imagem Stone Aerospace/PSC, Inc. O AUV DEPTHX debaixo d'água

Ele se comunica por WiFi na superfície e por um único cabo de fibra óptica quando submerso. O cabo é usado para fazer upload de dados ou receber comandos de controle quando necessário.

Medições e amostras do ambiente

O DEPTHX usará as tecnologias SLAM para mapear e criar imagens conforme explora. Ele possui uma câmera de lente grande angular para captura de imagens e também será capaz de coletar medições do ambiente como temperatura, pressão e concentrações de vários elementos químicos. Ele também possui um braço extensível com uma sonda científica que permitirá que ele colete amostras tanto líquidas quanto sólidas, e um microscópio de bordo de pressão para auxiliar na detecção de vida microbiana.­