2016, när en oljetanker utanför det brittiska fastlandet råkade ut för ett stormigt väder nära Kanalöarna, det tappade ankare för att vänta ut saker. Ögonblick senare, Internethastigheterna på den brittiska ön Jersey rasade.

Det visar sig, när ankaret träffade botten, den fastnade några nätverkskablar på havsbotten och kapade dem, lämnar internetanvändare över hela ön tillfälligt utan åtkomst.

Internetkablar är inte den enda formen av undervattenskablar som är sårbara för hakar på havsbotten. Högspänningskablar som levererar ström från fastlandet till vindkraftsparker till havs är också lätta mål om de inte är tillräckligt skyddade. Dessa svarta, gummibelagda kablar är inte de mest glamorösa komponenterna i havsbaserad vindkraft – men de är kritiska kraftådror som vindoperatörer, utvecklare, och kustsamhällen förlitar sig på att hålla denna helt nya källa till ren energi i USA igång.

"De flesta människor fokuserar på de snurrande bladen på turbiner för att säkerställa att ett havsbaserad vindenergiprojekt kommer att bli framgångsrikt, men undervattenskablarna som för den kraften till land är lika viktiga, sa Anthony Kirincich, en fysisk oceanograf vid WHOI. "Strömmen kan brytas av kabelskador från fartygsankare, fisketrålare, eller stormar. Så, dessa kablar måste rutinmässigt övervakas och underhållas för att säkerställa att ett projekt kommer att fortsätta att leverera ström till nätet, och intäkter till operatörerna."

Behovet av snabbhet

Undervattenskablar har traditionellt inspekterats med fartyg med bogserade instrument som bottenprofiler, sidoskanning ekolodssystem, och kameror. De kontrollerar om kablar är nedgrävda på rätt djup, om de är i rätt position, eller om de är utsatta på ett sätt där de lätt kan haka fast av ankare eller trålnät.

Det fartygsbaserade tillvägagångssättet fungerar, men användningen av fartyg kan vara extremt dyr och tidskrävande. Kirincich säger att autonoma undervattensfarkoster (AUV) - en stapelvara i oceanografisk forskning - skulle kunna användas i stället för stora, dyra fartyg att utföra kabelmätningar mycket snabbare och till mycket lägre kostnader.

"AUV kan skära ner på fartygskostnader och väderförseningar, samtidigt som man minskar den tid som krävs för att samla in de data som operatörerna behöver för att bedöma sin undervattensinfrastruktur, " han sa.

Kommer till en havsbotten nära dig

Tills nyligen, det har inte funnits ett stort behov av fartygsbaserade undersökningar i den amerikanska vindkraftssektorn till havs, helt enkelt på grund av det faktum att endast en havsbaserad anläggning – vindkraftparken Block Island utanför Rhode Islands kust – är i drift för närvarande. Men det är på väg att ändras. Nya offshore-utvecklingar är vid horisonten, drivs delvis av en energiräkning som godkänts i Massachusetts – en lag för att främja energimångfald – som kräver att statliga företag drar på minst 1, 600 megawatt vindkraft till havs till 2027. Vineyard Wind, en utvecklare i New Bedford, Massa., tog delstatens första havsvindkontrakt och planerar att bygga en 800 megawatts anläggning bestående av 100 turbiner i federalt vatten söder om Martha's Vineyard. Och andra företag håller på att rada upp platser och driva kontrakt för områden upp och ner på östkusten.

Fler vindkraftsparker innebär fler undervattenskablar. Så WHOI-forskare, ivriga att dela med sig av sin egen bästa praxis och tekniska kunskap med vindkraftssektorn till havs, testade nyligen en REMUS (Remote Environmental Monitoring UnitS) AUV för att se hur den presterade under en skenkabelundersökning. Designad av WHOI:s Oceanographic Systems Lab, REMUS är en torpedformad havsrobot som arbetar autonomt och programmeras och övervakas via bärbar dator. Fordonet använder en propeller och fenor för styrning och dykning, och förlitar sig på ett internt navigationssystem för att självständigt undersöka stränder av havet.

"REMUS är en av de mest kapabla AUV:erna som finns tillgängliga idag för att övervaka havsbotten, " sa WHOI-ingenjör Robin Littlefield. "Den fungerar som en flexibel plattform för olika typer av undervattenssensorer. I det avseendet, det är en arbetshäst som vi ibland liknar vid en pickup som man kan utrusta med nästan vad som helst."

På ett uppdrag

WHOI-forskare använde AUV för att undersöka ett undervattenskabelsystem i Buzzards Bay som länkar Martha's Vineyard till elnätet från fastlandet. För detta specifika fälttest, Littlefield och hans team modifierade en standard REMUS 600 med magnetometersensorer – en inbyggd i fordonets nos och en annan, mindre monterad ovanpå – för att spåra undervattenskabeln. AUV:en transporterades offshore med en liten stödbåt, och undersökte en en kilometer lång kabelsektion med hjälp av ett gräsklipparliknande mönster några meter ovanför havsbotten.

Varje gång fordonet korsade kabeln, magnetometrarna plockade upp det elektromagnetiska fältet som emanerade från det och registrerade en "spets". Ett ekolodssystem med sidavsökning, även monterad på AUV, användes för att avbilda och kartlägga havsbotten runt kabeln för att samla in detaljerad information såsom förekomsten av luckor i sedimentet som skyddar kabeln.

"Vi kunde samla in sidoskanning, undertill, och magnetometerdata från ett enda REMUS-fordon inom några timmar, sade Littlefield. Det kan ha tagit dagar med ett skepp.

Användningen av stödbåten hjälpte till att effektivisera fälttestningen, men Littlefield säger att AUV kan köras direkt från land i framtiden för att göra processen ännu mer effektiv.

Bortom proof-of-concept

Nästa steg är att analysera inspelad data, en process som kommer att involvera visuell överlagring av sidoskanningsekolodet och magnetometermätningarna för att säkerställa att de korrelerar. Forskarna kommer också att jämföra elektromagnetiska signalmätningar från de större, inbyggda magnetometersensorer till de mindre, toppmonterad sensor.

"När vi väl har kunnat fastställa prestandan hos den mindre magnetometern, vi kommer att se till att utveckla en lågkostnadssensorsvit baserad på den tekniken som kan bli en standard på REMUS-fordon, ", sa Littlefield. "Detta kommer i slutändan att göra det ännu mer ekonomiskt för vindkraftsindustrin till havs att samla in den information de behöver för att bedöma statusen för sin infrastruktur."

Kirincich håller med, och säger att i allmänhet, AUV:er är ett bra exempel på en fältbeprövad havsteknik som skulle kunna och bör utnyttjas för amerikanska vindkraftsprojekt till havs.

"Som oceanografer, vi har en roll att spela för att överföra nya tekniska lösningar till vindkraftssektorn till havs, ", sa han. "REMUS är ett verktyg som vi förlitar oss mycket på som skulle kunna omvandlas till branschen för dess fördel."