مستقبل سكن الإنسان تحت الماء يتشكل في محجر مهجور على حدود ويلز وإنجلترا. هناك، بدأت منظمة استكشاف المحيطات Deep مشروعًا طموحًا لتمكين العلماء من العيش على قاع البحر بعمق يصل إلى 200 متر لأسابيع وشهور، وربما لسنوات! 🌊

“كان آخر مأوى تم تركيبه، قاعدة الشعاب المرجانية أكواريس في سانت كروا، في عام 1987، ولم يُحرز تقدم كبير منذ ذلك الحين، تقريبًا 40 عامًا”، يقول كيرك كراك، قائد أداء الغطاسين البشريين في Deep. “نحن نحاول إحضار علم وهندسة المحيطات إلى العصر الحديث!” 🚀

يُطمح “ديب” هذا العام إلى تطوير واختبار مأوى صغير مُكوّن من وحدات مُستقلّة يُدعى “فانغارد”. هذا المأوى المُحمّل بالضغط، القابل للنقل، والذي يستوعب ما يصل إلى ثلاثة غواصين لمدة تصل إلى أسبوع تقريبًا، هو خطوة أولى نحو نظام مُكوّن من وحدات مُستقلّة أكثر ثباتًا، يُعرف باسم “سنتينيل”، والذي من المقرّر إطلاقه في عام 2027. يقول كراك: “نتطلع بحلول عام 2030 إلى رؤية وجود بشري دائم في المحيط!” 🧑‍🚀

كيف من شأن مثل هذا الوجود أن يفيد علم البحار؟ يحسب كراك الأرقام ليقول: “مع الغوص الحالي على عمق 150 إلى 200 متر، يمكنك فقط إنجاز 10 دقائق من العمل، تليها 6 ساعات من إجراءات الضغط. بفضل موائلنا تحت الماء، سنتمكن من إنجاز عمل يكافئ سبع سنوات من العمل في 30 يومًا مع فترات ضغط أقصر. أكثر من 90% من التنوع البيولوجي للمحيطات يعيش في أعماق تصل إلى 200 متر، ولا نعرف سوى 20% منه!” 🔬

ويضيف أن فهم هذه النظم البيئية والبيئات تحت الماء هو جزء أساسي من لغز المناخ: فالبحار تمتص تقريبًا ربع ثاني أكسيد الكربون الناجم عن النشاط البشري وحوالي 90% من الحرارة الزائدة الناتجة عن أنشطة الإنسان. 🌊

تُطمح “ديب” لبناء بنية تحتية بحرية لدعم الحياة، تضمّ ليس فقط مساكن متعددة، بل أيضاً برامج تدريبية للعلماء الذين سيتعاملون معها. وتتضمن الإقامة طويلة الأجل تحت الماء نوعًا مُتخصصًا من الغوص يسمى الغوص بالتشبع. 🤿

الخطوة الأولى في تلك السلم هي “فانغارد”، وهو مسكنٌ تحت الماء قابلٌ للنشر السريع، على غرار رحلات الاستكشاف، بحجم حاوية شحن، يمكن نقله وإمداده بواسطة سفينة، ويستوعب ثلاثة أشخاص حتى أعماق تصل إلى حوالي 100 متر. ومن المقرر اختباره في محجر خارج تشبستو، ويلز، في الربع الأول من عام 2025. 🗺️

سيكون مسكن “فانغارد” صغيرًا بما يكفي لنقله، ومع ذلك، قادرًا على استيعاب ثلاثة أشخاص على عمق أقصى 100 متر.

الخطّة هي نشر “فانغارد” أينما لزم الأمر لمدة أسبوع تقريبًا. سيتمكن الغواصون من العمل لساعات على قاع البحر قبل العودة إلى الوحدة لتناول الطعام والراحة.

من الميزات الجديدة المميزة في Vanguard مرونته فيما يتعلق بالطاقة. هناك ثلاثة خيارات: يمكنه الاتصال عبر كابل بمركز توزيع ساحلي باستخدام مصادر الطاقة المتجددة المحلية، أو استخدام إمدادات من مزارع الطاقة المتجددة العائمة وخلايا الوقود، أو استخدام نظام تخزين طاقة تحت الماء يحتوي على بطاريات متعددة.

ستُخزن غازات التنفس في خزانات خارجية على قاع البحر، وستحتوي على مزيج من الأكسجين والهيليوم يعتمد على العمق. في حالة الطوارئ، لن يتمكن الغواصون المشبعون من السباحة إلى السطح دون معاناة حالة مُهددة للحياة من مرض الانضغاط. لذلك، سيتوفر لدى Vanguard، وكذلك Sentinel المستقبلية، مصدر طاقة احتياطي يكفي لتوفير 96 ساعة من دعم الحياة.

ستساعد البيانات المُجمعة من Vanguard هذا العام في تمهيد الطريق لـ Sentinel، الذي سيتكون من وحدات من أحجام وقدرات مختلفة. ستكون هذه الوحدات قادرة حتى على ضبط ضغوط داخلية مختلفة، بحيث تُؤدي أقسام مختلفة وظائف مختلفة (مثل مختبرات، وغرف ضغط). يُرى أن التكوين النموذجي سيسع ستة أشخاص، لكل منهم غرفة نوم وحمام خاص، ومعدات علمية، بما في ذلك مختبرات رطبة لإجراء التحاليل الجينية.

“نأمل بحلول عام 2030 أن نرى وجودًا بشريًا دائمًا في المحيط”، يقول أحد المديرين الرئيسيين للمشروع.

صُمم التكوين الحارس للبقاء لمدة شهر قبل الحاجة إلى إعادة الإمداد. سيتم تعبئة الغازات عبر وصلة سلكية من طفو على السطح، وسيتم جلب الطعام والماء وغيرها من الإمدادات خلال تغييرات طاقم مُخططة كل 28 يومًا.

لكن الناس سيستطيعون العيش في الحارس لشهور، إن لم يكن لسنوات. “بمجرد أن تشبع، لا يهم ما إذا كنت هناك ستة أيام أو ست سنوات، لكن معظم الناس سيظلون هناك 28 يومًا بسبب تغييرات الطاقم”، يقول كراك.

حيث يلتقي التصنيع ثلاثي الأبعاد واللحام
لقد ابتكرت ذراع التصنيع التابعة لـ Deep، مختبرات التصنيع العميق (DML)، نهجًا مبتكرًا لبناء قُباب الضغط لوحدات المأوى. تُبنى طبقات المعادن كما لو كانت في الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولكن يتم دمج الطبقات معًا عن طريق اللحام باستخدام شعلة غاز خامل معدن.

في قاعدة عمليات Deep في محجر مهجور في تايدنهام، إنجلترا، تتضمن الموارد غواصتين Triton 3300/3 MK II. تُرى إحدى الغواصات هنا في رصيف Deep العائم “الجزيرة” في المحجر.

خلال جولة في قسم التصنيع المتقدم في DML، يقول هاري ثومبسون، قائد هندسة التصنيع المتقدمة: “نقع في منطقة رمادية بين اللحام والعمليات الإضافية، لذا فإننا نتبع قواعد اللحام، ولكن بالنسبة لخزانات الضغط، نتبع أيضًا عملية تخفيف الضغط المطبقة على المكون الإضافي. ونحن نختبر أيضًا جميع الأجزاء باستخدام اختبارات غير مدمرة.”

يُمتلك كل ذراع روبوتية نطاق عمل يبلغ 2.8 × 3.2 متر، لكنّ شركة DML زادت من هذه المساحة بفضل مفهوم تُسميه “هيكسبوت”؛ ستة أذرع روبوتية تعمل معًا لإنشاء هياكل مأوى بقطر يصل إلى 6.1 متر. التحدي الأكبر هو التحكم في الحرارة أثناء العملية للحفاظ على عدم تشوه الأجزاء.

تحديات هندسية للسكن الطويل الأمد
أحد التحديات الرئيسية هو الهيليوم. نظرًا لتأثيره المخدر عند الضغط العالي، سيتوجب استخدام خليط تنفس 2% أكسجين و 98% هيليوم على عمق 200 متر. ومع ذلك، يحتاج الهيليوم إلى تسخين للحصول على بيئة داخلية طبيعية. هناك أيضًا تحديات متعددة تتعلق بالمواد، مثل عزل الصوت، والخفة، والمتانة تحت الضغط.

مواقع اختبارات شركة Deep هي محجر سابق في تايدنهام، إنجلترا، يبلغ أقصى عمقه ٨٠ مترًا.

كما أن هناك تحديات كهربائية، حيث يؤدي الهيليوم إلى تلف مكونات كهربائية معينة. سيتعين على النظام الكهربائي استيعاب مصادر طاقة متنوعة مثل مزارع الطاقة الشمسية العائمة وخلايا الوقود. أجهزة تخزين الطاقة تواجه مشاكل عند الضغط العالي.

هل من الممكن العيش في المحيط لشهور أو سنوات؟
هناك سلطة عليا بارزة يؤمن بأن Deep ستُحقق خطتها. “لقد دهشتني جودة أساليب الهندسة والخبرة المطبقة على المشكلات المطروحة، وأنا متحمس لكيفية تطبيق Deep للتكنولوجيا الجديدة”، يقول أحد الخبراء. “إنهم يتقدمون بشكل جيد يفوق التوقعات…”