Το παγοθραυστικό Polar Star, το μόνο βαρύ σκάφος ικανό να φτάσει στην Ανταρκτική, ανοίγει ένα κανάλι μήκους άνω των 70 μιλίων για να συνοδεύσει ένα δεξαμενόπλοιο που μεταφέρει εκατομμύρια λίτρα ντίζελ στον σταθμό McMurdo Sound. Η αποστολή εξαρτάται από στενά χρονικά παράθυρα, ακραία μηχανική και ένα πρόγραμμα βάρδιας του πληρώματος.
To ταξίδι του παγοθραυστικού
Το παγοθραυστικό προχωρά εκεί που ο ωκεανός φαίνεται ακίνητος, αλλά βρίσκεται σε συνεχή σύγκρουση με τον άνεμο, το ρεύμα και το κρύο. Όταν το κανάλι κλείνει, η εφοδιαστική σταματάει και μια επιστημονική βάση μπορεί να βοηθήσει στην έναρξη της κατανομής της θερμότητας.
Από έξω, η δουλειά φαίνεται απλή: διάσπαση του πάγου, καθαρισμός μιας διαδρομής και συνοδεία του πλοίου ανεφοδιασμού. Εσωτερικά, είναι μια εξίσωση χρόνου-δύναμης και ρίσκου, στην οποία κάθε τεχνική απόφαση κάνει τη διαφορά μεταξύ της ολοκλήρωσης της αποστολής ή του κολλήματος στον πάγο.
Γιατί ένα κανάλι 70 μιλίων γίνεται ζήτημα επιβίωσης;
Το παγοθραυστικό δεν είναι εκεί μόνο για να "περάσει". Πρέπει να δημιουργήσει έναν πλεύσιμο διάδρομο για δεκάδες μίλια, διατηρώντας αυτή τη διαδρομή ανοιχτή για αρκετό καιρό ώστε ένα δεξαμενόπλοιο να προχωρήσει με ασφάλεια στον σταθμό. Ήχος McMurdo. Ενώ το δεξαμενόπλοιο περιμένει στην άκρη της παγοκρηπίδας Ross Sea, κάθε ώρα μετράει.
Το παράθυρο του καλού καιρού δεν είναι ελαστικό. Εάν το κανάλι παραμείνει κλειστό για πολύ καιρό, ένα νέο στρώμα πάγου θα αρχίσει να σχηματίζεται μέσα σε λίγες ώρες, ειδικά με εξωτερικές θερμοκρασίες γύρω στους -22°F. Και τότε αυτό που άνοιξε γίνεται ξανά εμπόδιο, απαιτώντας από το παγοθραυστικό να επαναλαμβάνει την κρούση μετά την κρούση, σπαταλώντας καύσιμα, χρόνο και περιθώριο ασφαλείας.
Πώς μια πλώρη με ράμπα σπάει τον πάγο αντί να τον διασχίζει
Η πιο ορατή λεπτομέρεια του παγοθραυστικού είναι ακριβώς αυτό που αντιφάσκει περισσότερο με την ιδέα της «κοπής» του πάγου. Η πλώρη δεν έχει σχήμα μαχαιριού. Λειτουργεί σαν μια ρηχή ράμπα, με κλίση περίπου 30° ως προς την οριζόντια. Αντί να κόβει τον πάγο, το πλοίο σκαρφαλώνει πάνω του.
Καθώς το παγοθραυστικό κινείται προς τα εμπρός, μέρος της εμπρόσθιας ορμής μετατρέπεται σε κατακόρυφη δύναμη. Σε λειτουργικούς όρους, 75.000 ίπποι παράγουν περίπου 400 τόνους ώσης, και περίπου η μισή από αυτή μπορεί να μετατραπεί σε ανοδική ώθηση στη ράμπα.
Το αποτέλεσμα είναι ένας συνδυασμός βάρους και βαρύτητας που λειτουργεί ενάντια σε άκαμπτο πάγο, που έχει συμπιεστεί για πολλά χρόνια, ο οποίος δεν «λυγίζει» αλλά μάλλον σπάει, με ρωγμές να ακτινοβολούν καθώς η πίεση υπερβαίνει τα 300 PSI.
Χάλυβας, μικροκράματα και ο κίνδυνος ακραίου ψύχους.
Το σπάσιμο του πάγου είναι μόνο το μισό πρόβλημα. Το άλλο μισό είναι η επιβίωση στις επαναλαμβανόμενες δυνάμεις του ψύχους που αλλοιώνουν τη συμπεριφορά του μετάλλου. Στους -20°F, ένα συνηθισμένο χαλύβδινο φύλλο μπορεί να γίνει εύθραυστο και να ραγίσει αντί να παραμορφωθεί. Για ένα παγοθραυστικό, αυτό είναι το είδος του λάθους που δεν δίνει καμία προειδοποίηση.
Η λύση που περιγράφεται περιλαμβάνει μικροκράματα σε χάλυβα, με μικρές ποσότητες νικελίου, χρωμίου και μαγγανίου, συνολικά λιγότερο από 5%. Πρακτικά, αυτά τα άτομα λειτουργούν ως μικροσκοπικά "αμορτισέρ" στο κρυσταλλικό πλέγμα του μετάλλου, διασκορπίζοντας την ενέργεια και προκαλώντας τυχόν ρωγμές να σχηματίζουν ζιγκ-ζαγκ αντί να κινούνται σε ευθεία γραμμή. Συστήματα Ηλιακής Ενέργειας
Αυτός είναι ο τύπος επιλογής υλικού που θα αντέξει ένα παχύ κύτος κάτω από χιλιάδες κύκλους κρούσης κατά την ανάπτυξη. Το παγοθραυστικό λειτουργεί με έναν τύπο αντίστασης που αλλάζει σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η έλικα μπορεί να περιστρέφεται σχεδόν ελεύθερα σε νερό με θρυμματισμένο πάγο και, την επόμενη στιγμή, να χτυπήσει ένα μπλοκ τόσο πυκνό όσο το σκυρόδεμα.
Σε ένα άμεσο μηχανικό σύστημα, αυτό ωθεί τις κορυφές ροπής πίσω στα γρανάζια και τον άξονα, με κίνδυνο να σκιστούν τα δόντια ή ακόμα και να σπάσει ο άξονας. Γι' αυτό, εδώ, η μηχανική σύνδεση είναι σκόπιμα "σπασμένη".
Τα πλεονεκτήματα του
Στη διαμόρφωση που περιγράφεται, οι κινητήρες ντίζελ γυρίζουν γεννήτριες και η ισχύς μεταφέρεται μέσω καλωδίων σε ηλεκτροκινητήρες που είναι τοποθετημένοι απευθείας στην προπέλα. άξονες ller.
Το πλεονέκτημα είναι ο γρήγορος έλεγχος: οι στροφές μπορούν να κινούνται απότομα, για παράδειγμα από 150 σε 60 και πίσω στις 140, χωρίς να καταστρέφεται ένα μηχανικό σύστημα μετάδοσης κίνησης.
Και όταν το παγοθραυστικό κολλήσει σε παχύ πάγο, ένα φαινομενικά αντιφατικό αλλά κρίσιμο χαρακτηριστικό έρχεται στο προσκήνιο: πλευρικές δεξαμενές και αντλίες που μεταφέρουν 100.000 γαλόνια θαλασσινού νερού από τη μία πλευρά στην άλλη σε λιγότερο από ένα λεπτό, προκαλώντας κύλιση του πλοίου κατά 5° και στη συνέχεια κατά 10°. Αυτή η κίνηση σπάει τη «σφράγιση» τριβής με τον πάγο και επιστρέφει χρήσιμο νερό στις προπέλες.
Η ζωή στο πλοίο: νερό, φαγητό, βάρδιες και επιστήμη υπό πρόσκρουση.
Η αποστολή δεν αφορά μόνο το μηχάνημα. Το παγοθραυστικό μεταφέρει 155 μέλη πληρώματος και μπορεί να φιλοξενήσει έως και 35 επιστήμονες, συνολικά περίπου 190 άτομα που χρειάζονται να φάνε, να κοιμηθούν, να αναπνεύσουν και να παραμείνουν ζεστά για μήνες.
Όλα γίνονται εσωτερική εφοδιαστική αλυσίδα και όλα καταναλώνουν ενέργεια
Το νερό, για παράδειγμα, προέρχεται από τον ίδιο τον ωκεανό μέσω μονάδων αντίστροφης όσμωσης, ωθώντας το θαλασσινό νερό μέσα από μεμβράνες σε περίπου 800 PSI για να διαχωρίσει το αλάτι. Αυτό το κόστος ενέργειας συνδέεται άμεσα με το διαθέσιμο καύσιμο και με αυτό που μπορούν να αντέξουν οι γεννήτριες.
Και οι ανθρώπινες ρουτίνες πρέπει να εντάσσονται σε αυτή τη δομή: περιορισμένοι χώροι, στοιβαγμένες κουκέτες, λίγος προσωπικός χώρος και ένας ρυθμός εργασίας σε βάρδιες 4 ωρών σε υπηρεσία και 8 ωρών σε άδεια.
Η κατάδυση στον πάγο περιγράφεται ως μια από τις πιο επικίνδυνες εξελίξεις: στεγανή στολή για νερό στους -2°C, σχοινί ασφαλείας ως ο μόνος σύνδεσμος με την επιφάνεια και ένα περιβάλλον όπου η απώλεια του σχοινιού μπορεί να σημαίνει ότι θα σας τραβήξει το ρεύμα κάτω από ένα στρώμα πάγου που εκτείνεται για δεκάδες μίλια. Είναι συντήρηση που γίνεται στο όριο, για να διατηρηθεί η αποστολή ζωντανή.
Κι όμως, τίποτα δεν είναι μόνιμο: το κανάλι μπορεί να κλείσει, ο πάγος μπορεί να μετακινηθεί και το πλοίο παραμένει έτοιμο να ανοίξει ξανά διαδρομές αν η διαδρομή εξόδου στενέψει.
www.worldenergynews.gr
