Iskantsonen, episenteret for algevekst og formeiring av plankton, er hjørnesteinen i det arktiske økosystemet.

Difor er det også svært viktig å forstå kva som styrer variasjonar i iskantsonen. Av spesiell interesse er området i Barentshavet der varme og salte vassmassar frå Atlanterhavet, møter kalde, og ikkje fult så salte, vassmassar frå Arktis.

Fronten mellom desse vassmassane styrer i stor grad utstrekkinga av sjøisen i Barentshavet. Is som vert blåst ut i vassmassane frå Atlanterhavet smeltar nokså raskt.

Men kva styrer fronten sin posisjon og korleis bevegar vassmassane seg i eit område som store delar av året er dekka av sjøis?

Dette er nokre av spørsmåla vi ynskjer å finne svar på når vi sender verdifulle instrument under isen, utan å vera heilt sikker på om vi får dei tilbake.

Ein sjølvgåande målerobot

Eit instrument som nyttast for å forske på nettopp dette sårbare området, er ein såkalla autonom glidar av typen Seaglider. Eit sjølvgåande, torpedoliknande objekt med vengjer, ror og antenne. Seaglideren kan gjere målingar av blant anna temperatur, trykk, saltinnhald og oksygen.

Autonome glidarar er svært gunstige instrument å bruke når ein forskar på havet. Dei er mykje billigare å drifte enn eit skip, og dei forureinar minimalt.

Seaglideren, som er vist på biletet, kan samle data i opp til seks månader, og bevege seg hundrevis av kilometer medan han dykkar frå overflata, ned til havbotn, og opp att til overflata.

Frå tida glidaren vert sluppen i sjøen til den vert henta inn att, handlar det om å bruke minst mogleg energi på mest mogleg framdrift og lengst mogleg levetid.

Å fly under isen

Glidaren er i sin heilskap designa for å vera så straumlinjeforma som mogleg. Det vil seie at han er laga for å gli lettast mogeleg gjennom vatnet. Han har ingen rørlege delar på utsida av skroget, ikkje ein gong ein propell.

All framdrift vert laga av ein pumpe på innsida av skroget. Ei blære fylt med olje vert tappa for olje for å lage negativ oppdrift, eller fylt med olje for å lage positiv oppdrift. Dermed styrer pumpa om glidaren skal søkkje eller stige, og sjølve framoverrørsla kjem av vengjene. Han flyg!

Vinkelen glidaren flyg gjennom vatnet med, kor fort han skal fly og korleis den svingar vert bestemt av oppdrifta og batteriet sin posisjon inne i glidaren. Batteriet kan nemleg justerast i forhold til balansepunktet til glidaren for å få større eller mindre vinkel på dykket. Batteriet kan også roterast for å få glidaren til å svinge.

Normalt bevegar glidaren seg med ein vertikal fart på om lag 10 centimeter i sekundet, og kan halde ein horisontal fart på opp mot 25 cm/s. I løpet av eit dykk avgjer glidaren sjølv kva manøvreringar som må til for å få dykket til å bli slik som piloten ynskjer det. For ja, det må ein pilot til sjølv om glidaren er sjølvgåande.

Pilotane er anten forskarar eller teknikarar som kommuniserer med glidaren via ein nettportal. Basert på informasjon frå glidaren, og ytre faktorar som is, vær og havstraumar, kan piloten gjere gunstige endringar i kommandofilen som glidaren lastar ned.

Kvar gong glidaren kjem til overflata koplar han seg opp mot ein server via ein satellitt, og lastar ned nye kommandoar før den sender all data den har samla inn i løpet av dykket. Data han sender vert så analysert av ein pilot som kan gi nye kommandoar innan neste gong glidaren koplar seg opp. Når glidaren oppheldt seg i Barentshavet kommuniserer piloten med glidaren om lag kvar andre time - heilt til han møter sjøis.

Utfordrande is

Ulempa med å bruke glidarar i Barentshavet er at dei i utgangspunktet ikkje var designa for å operera ved og under isen. Dette gjer datainnsamlinga i Barentshavet litt meir komplisert, og ein god del meir utfordrande for piloten.

Ein glidar er avhengig av å koma til overflata for å få vite si eiga GPS-posisjon og for å få informasjon frå piloten. Men ein glidar kan ikkje koma opp når den er under tett sjøis. Dessutan er det svært risikabelt å la glidaren gå til overflata innimellom sjøis. Glidaren kan setje seg fast, antenna kan knekkast av isen og skroget kan knusast.

Likevel sender vi glidaren inn under isen, meir eller mindre i blinde.

Utstyrt med rømmingsveg

For å unngå at glidaren kjem opp til overflata i nærleiken av sjøis, nyttast temperaturmålingar.

Der det er sjøis, vil temperaturen på havoverflata vera ved frysepunktet. Dersom glidaren nærmar seg overflata og målar temperaturar svært nærme frysepunktet vil den gjere eit nytt dykk utan å gå til overflata. Den vil i staden halda fram i den retninga den hadde ved førre dykk. Men dersom glidaren er på veg nordover når den bevegar seg under isen, er det lite sannsynleg at det blir mindre is med det første.

Glidaren må vera utstyrt med ein rømmingsveg før den forsvinn under isen. Rømmingsvegen er ein førehandsprogrammert kompassretning som skal ta glidaren vekk frå sjøisen.

Etter ei viss tid, ofte eit døgn, utan kontakt med overflata og satellitt, vil glidaren automatisk gå mot rømmingsvegen. Dette er siste, og einaste håpet for å få glidaren tilbake. Piloten må derfor alltid vite kvar glidaren kan koma til å møte sjøis, og i kva retning den må rømma for å koma ut igjen. Frå glidaren går under isen til den dukkar opp att kan ikkje piloten gjera anna enn å følgje med på iskart og vente i spenning.

Heldigvis har bruken av glidarar under isen vore vellukka så langt. Målingane av temperatur, trykk, salt og oksygen, samla inn av glidarane i Barentshavet er heilt unike. Ingen har sendt glidarar under sjøisen her før.

Kva desse målingane kan fortelja oss om iskantsonen si variabilitet og korleis vassmassane bevegar seg blir spanande å sjå.

Les også denne artikkelen fra OsloMet – storbyuniversitetet:

Undervannsrobot skal finne forurensning i havet

Les også denne artikkelen fra NTNU:

Robotskilpadder gjør fisken mindre stresset