Australia’s icebreaker RSV Nuyina has risen to the challenges of its first Antarctic voyage, notching up an impressive list of firsts.
During the 39 day voyage over 13,000 kilometres to Davis and Casey research stations, Australian Antarctic Division (AAD) personnel conducted a range of tests on many of the ship’s scientific systems, in a commissioning process with the ship’s operator Serco Australia to set up the vessel for the next 30 years of operation.
The ship also tested its ability to meet Antarctic and resupply challenges, meeting the first of many icebergs, breaking its first fast ice, visiting its first glacier, refuelling its first station and supporting its first helicopter operations.
AAD Voyage Leader Lloyd Symons said the voyage had been a great success.
“Our main priority was to deliver almost one million litres of fuel to Casey research station, to enable the station to continue its important work for another year,” he said.
“With teams working in shifts from Nuyina, the resupply ship Happy Dragon, and the station, we delivered the fuel in less than 36 hours.
“We also successfully delivered two helicopters and their crew to Davis research station, and conducted a range of marine science commissioning tasks, including deployments of scientific equipment off the trawl deck and through the moon pool.”
Seafloor discoveries
First off for science commissioning was testing the ship’s acoustic instruments mounted within its hull and drop keel, including the multibeam echosounder used to map the seafloor.
Just south of Tasmania the acoustics team mapped the summit of an underwater mountain or ‘seamount’, higher than Mount Kosciuszko, at about 2500 metres high.
Near Casey, the team discovered a canyon at least 55 kilometres long, 2200 metres deep and 2000 metres wide at the front of the Vanderford Glacier.
“Although we’ve been visiting this region for decades, we haven’t had the capability to do this sort of detailed mapping before,” senior acoustics officer Mr Floyd Howard said.
“It’s a privilege to be able to set up these instruments and ensure that they’re operating correctly, and calibrated, so that we have a future facility for Australian marine science.”
Thrilled for krill
Another big first was catching the first Antarctic krill in Nuyina’s unique ‘wet well’.
The wet well is a watertight room deep inside the ship, connected to inlets in the hull that allow water to gravity feed into the room and across a filter table at about 2000 litres per minute.
Krill and plankton are delivered in the stream of water in perfect condition for research, without the need for towing trawl nets or stopping the ship.
“The best animals to conduct experiments on are those that are freshly caught and in perfect condition, so that we can have confidence that our results reflect what actually happens in the wild,” Mr King said.
“We caught more than 15,000 krill and tested the wet well in various sea states and ice conditions.
“It was fantastic to wake up in the morning, walk 200 metres from my cabin to the wet well and flick a switch to have live Antarctic krill delivered instantly.”
The krill were transferred to a specially designed containerised aquarium, awaiting delivery to the Australian Antarctic Division’s land-based aquarium.
The specimens will contribute to deepening scientists’ understanding of Antarctic krill and their critical role in the ecosystem, which will strengthen conservation efforts and ensure Southern Ocean krill fisheries are sustainably managed.
Doorway to the deep sea
As Nuyina pushed through ice, the team conducted the first deployment of an oceanographic instrument through the ship’s moon pool.
The moon pool is a 13 metre vertical shaft, four metres square, that runs through the ship’s hull to the ocean.
When its top and bottom hatches are opened, the moon pool allows the deployment of oceanographic equipment such as CTDs (conductivity, temperature and depth instruments), nets, and robotic vehicles, within the relative comfort and protection of the ship.
Technical Services Manager, Michael Santarossa, oversaw a successful deployment of the first CTD to just above the seafloor, 2600 metres below.
“Antarctic scientists are pretty keen to sample Antarctic Bottom Water that’s normally found, as the name suggests, close to the bottom, so you have to test your nerve a bit and lower the package pretty close,” he said.
“On this voyage I’m here to confirm that our equipment is going to serve the scientists that will be using this vessel over the next 30 years.
“In our first deployment, we tested our nerve, we got down there and all the systems worked.”
Deepsea NBN
In the future, many oceanographic deployments will be hooked up to a new deep sea power and data system, developed by Australian Antarctic Division engineers led by Kym Newbery, and tested on the voyage by Mr Newbery and Will Rigby.
The NUTTS – Nuyina Underwater Towed Termination System – will provide a connection between the instruments and electrical-optical cables that can lower instruments up to 8000 metres deep.
“NUTTS will allow us to send one kilowatt of power to underwater systems, and we can use the fibre-optic lines in the tow cable to get more data up the cable than was possible in the past,” Mr Rigby said.
“This means we’ll be able to receive multiple 4K video streams at once as well as tonnes of data from sensors like altimeters, sonars, or sensors on oceanographic instruments, all in one go.”
All the data collected by NUTTS and the huge number of sensors on the ship is stored in an advanced, portable data storage system.
Floating Internet of Things
Antarctic Division Data Centre Manager and ‘big data’ scientist, Dr Johnathan Kool, said there were so many data collecting sensors on Nuyina that it could be considered a “floating internet of things.”
“Nuyina is a game changer in terms of the breadth of sensors that it has and the amount of information it’s collecting,” he said.
“And because we’re collecting so much information, we have to think big about how we manage it and distribute it on a much larger scale than anything we’ve done before.”
Free access to the data collected on Nuyina, and elsewhere in Antarctica, will contribute to improved weather and climate models, biodiversity models, navigation maps, and global efforts to map the world’s oceans by 2030.
“I’m a firm believer that better information leads to better decisions,” Dr Kool said.
“There’s a broad range of people who will end up using the data collected on Nuyina’s voyages, including atmospheric scientists, meteorologists, biologists, climate experts, and members of the public.
“In time, my vision is that we can open up our entire Australian Antarctic data collection for big data research.”
It’s a fitting beginning for Australia’s Antarctic ship of the future.
“Bringing Nuyina and its large array of complicated and advanced systems into service is a really important step forward for understanding the Antarctic and Southern Ocean region and advancing Australia’s interests there,” Voyage Leader Lloyd Symons said.
Australian Antartic Program
NAVE DE PRIMERA
El rompehielos de Australia RSV Nuyina ha superado los desafíos de su primer viaje a la Antártida, logrando una impresionante lista de primicias.
Durante el viaje de 39 días de más de 13 000 kilómetros a las estaciones de investigación de Davis y Casey, el personal de la División Antártica Australiana (AAD) realizó una serie de pruebas en muchos de los sistemas científicos del barco, en un proceso de puesta en servicio con el operador del barco, Serco Australia, para configurar el barco. para los próximos 30 años de funcionamiento.
El barco también probó su capacidad para enfrentar los desafíos antárticos y de reabastecimiento, enfrentándose al primero de muchos icebergs, rompiendo su primer hielo fijo, visitando su primer glaciar, reabasteciendo su primera estación y apoyando sus primeras operaciones de helicópteros.
El líder del viaje de AAD, Lloyd Symons, dijo que el viaje había sido un gran éxito.
“Nuestra principal prioridad era entregar casi un millón de litros de combustible a la estación de investigación de Casey, para permitir que la estación continuara con su importante trabajo por un año más”, dijo.
“Con equipos trabajando en turnos desde Nuyina, el barco de reabastecimiento Happy Dragon y la estación, entregamos el combustible en menos de 36 horas.
“También entregamos con éxito dos helicópteros y su tripulación a la estación de investigación de Davis, y llevamos a cabo una variedad de tareas de puesta en marcha de ciencias marinas, que incluyen despliegues de equipos científicos desde la plataforma de arrastre y a través de la piscina lunar”.
descubrimientos del fondo marino
Lo primero para la puesta en marcha científica fue probar los instrumentos acústicos del barco montados dentro de su casco y quilla, incluida la ecosonda multihaz utilizada para mapear el fondo marino.
Justo al sur de Tasmania, el equipo de acústica cartografió la cima de una montaña submarina o "montaña submarina", más alta que el monte Kosciuszko, a unos 2500 metros de altura.
Cerca de Casey, el equipo descubrió un cañón de al menos 55 kilómetros de largo, 2200 metros de profundidad y 2000 metros de ancho al frente del glaciar Vanderford.
“Aunque hemos estado visitando esta región durante décadas, nunca antes habíamos tenido la capacidad de hacer este tipo de mapeo detallado”, dijo Floyd Howard, oficial senior de acústica.
“Es un privilegio poder configurar estos instrumentos y garantizar que funcionen correctamente y estén calibrados, de modo que tengamos una instalación futura para la ciencia marina australiana”.
Emocionado por el krill
Otra gran primicia fue la captura del primer krill antártico en el exclusivo "pozo húmedo" de Nuyina.
El pozo húmedo es una sala hermética en lo profundo del barco, conectada a entradas en el casco que permiten que el agua ingrese por gravedad a la sala y a través de una mesa de filtro a aproximadamente 2000 litros por minuto.
El krill y el plancton se entregan en la corriente de agua en perfectas condiciones para la investigación, sin necesidad de remolcar redes de arrastre ni detener el barco.
“Los mejores animales para realizar experimentos son aquellos recién capturados y en perfectas condiciones, para que podamos tener la confianza de que nuestros resultados reflejan lo que realmente sucede en la naturaleza”, dijo King.
“Capturamos más de 15 000 krill y probamos el pozo húmedo en varios estados del mar y condiciones de hielo.
"Fue fantástico despertarse por la mañana, caminar 200 metros desde mi cabaña hasta el pozo húmedo y pulsar un interruptor para recibir krill antártico vivo al instante".
El krill se transfirió a un acuario en contenedores especialmente diseñado, en espera de ser entregado al acuario terrestre de la División Antártica Australiana.
Los especímenes contribuirán a profundizar la comprensión de los científicos sobre el krill antártico y su papel fundamental en el ecosistema, lo que fortalecerá los esfuerzos de conservación y garantizará que las pesquerías de krill del Océano Austral se gestionen de manera sostenible.
Puerta de entrada al mar profundo
Mientras Nuyina avanzaba a través del hielo, el equipo realizó el primer despliegue de un instrumento oceanográfico a través de la piscina lunar del barco.
La piscina lunar es un eje vertical de 13 metros, cuatro metros cuadrados, que atraviesa el casco del barco hasta el océano.
Cuando se abren sus escotillas superior e inferior, la piscina lunar permite el despliegue de equipos oceanográficos como CTD (instrumentos de conductividad, temperatura y profundidad), redes y vehículos robóticos, dentro de la relativa comodidad y protección del barco.
El Gerente de Servicios Técnicos, Michael Santarossa, supervisó un despliegue exitoso del primer CTD justo por encima del lecho marino, 2600 metros debajo.
“Los científicos antárticos están muy interesados en tomar muestras del agua del fondo antártico que normalmente se encuentra, como sugiere su nombre, cerca del fondo, por lo que hay que poner a prueba un poco los nervios y bajar el paquete bastante cerca”, dijo.
“En este viaje, estoy aquí para confirmar que nuestro equipo servirá a los científicos que utilizarán este barco durante los próximos 30 años.
“En nuestro primer despliegue, pusimos a prueba nuestros nervios, bajamos y todos los sistemas funcionaron”.
NBN de aguas profundas
En el futuro, muchos despliegues oceanográficos se conectarán a un nuevo sistema de datos y energía en aguas profundas, desarrollado por ingenieros de la División Antártica Australiana dirigidos por Kym Newbery, y probado en el viaje por Newbery y Will Rigby.
El NUTTS (Sistema de Terminación Remolcado Submarino de Nuyina) proporcionará una conexión entre los instrumentos y los cables eléctrico-ópticos que pueden bajar los instrumentos hasta 8000 metros de profundidad.
“NUTS nos permitirá enviar un kilovatio de energía a los sistemas submarinos, y podemos usar las líneas de fibra óptica en el cable de remolque para obtener más datos por el cable de lo que era posible en el pasado”, dijo Rigby.
“Esto significa que podremos recibir múltiples transmisiones de video 4K a la vez, así como toneladas de datos de sensores como altímetros, sondas o sensores en instrumentos oceanográficos, todo de una sola vez”.
Todos los datos recopilados por NUTTS y la gran cantidad de sensores en el barco se almacenan en un sistema de almacenamiento de datos portátil y avanzado.
Internet flotante de las cosas
El Gerente del Centro de Datos de la División Antártica y científico de "grandes datos", el Dr. Johnathan Kool, dijo que había tantos sensores de recopilación de datos en Nuyina que podría considerarse un "Internet de las cosas flotante".
“Nuyina cambia las reglas del juego en términos de la amplitud de sensores que tiene y la cantidad de información que recopila”, dijo.
“Y debido a que estamos recopilando tanta información, tenemos que pensar en grande sobre cómo administrarla y distribuirla a una escala mucho mayor que cualquier cosa que hayamos hecho antes”.
El acceso gratuito a los datos recopilados en Nuyina y en otras partes de la Antártida contribuirá a mejorar los modelos meteorológicos y climáticos, los modelos de biodiversidad, los mapas de navegación y los esfuerzos globales para cartografiar los océanos del mundo para 2030.
“Soy un firme creyente de que una mejor información conduce a mejores decisiones”, dijo el Dr. Kool.
“Hay una amplia gama de personas que terminarán utilizando los datos recopilados en los viajes de Nuyina, incluidos científicos atmosféricos, meteorólogos, biólogos, expertos en clima y miembros del público.
“Con el tiempo, mi visión es que podamos abrir toda nuestra colección de datos de la Antártida australiana para la investigación de big data”.
Es un comienzo apropiado para el barco antártico de Australia del futuro.
“Poner en servicio a Nuyina y su gran variedad de sistemas complicados y avanzados es un paso realmente importante para comprender la región de la Antártida y el Océano Austral y promover los intereses de Australia allí”, dijo el líder de Voyage Lloyd Symons.
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