"Ring! Ring bara!" Jag tänker högt i huvudet. "Hände något? Är du okej?"

Jag kan verka som en orolig förälder som väntar på att en tonåring ska rapportera in från en oövervakad utflykt. Snarare, Jag är forskningsbiolog vid Antarctic Ecosystem Research Division vid National Oceanic and Atmospheric Administration. Det är sent februari 2019, och jag väntar på att ett autonomt undervattensglidare i Antarktis ska dyka upp och ringa mig via satellit, så jag kan ge den nya dykinstruktioner. Det längsta som det är tänkt att gå utan yta är åtta timmar, och nu har klockan varit nio.

Fastnade den under ett isberg? En undervattenskant? Jag känner mig så hjälplös; jag är 9, 000 mil bort i San Diego och allt jag kan göra är att tugga naglarna och tänka, "Nej. Det här kan inte hända. Vi kan inte förlora det här segelflygplanet så nära slutet."

Vårt forskarteam är två och en halv månad inne på ett tre månader långt uppdrag strax norr om den antarktiska halvön. Det här är första gången vi sätter in segelflygplan så långt hemifrån, och vårt hopp om en framgångsrik fältsäsong – för att inte tala om en hel del forskning – beror på att vi återställer de två segelflygplan som vår grupp satte in i december 2018. Segelflygplanen är nu fulla av oceanografiska data som kommer att hjälpa oss att ge vetenskapliga råd om hur vi bäst kan bevara det antarktiska ekosystemet eftersom området runt halvön värms upp snabbare än nästan någon annan region på jorden, vilket kan påverka djuren som lever där negativt.

9 timmar, 30 minuter:Inget samtal

I över 30 år, NOAA-gruppen jag är en del av har genomfört studier för att uppskatta hur många antarktisk krill, små räkliknande varelser som stöder det mångsidiga antarktiska näringsnätet, bor runt den antarktiska halvön.

Krill matar pingviner och sälar som häckar i detta område varje sommar och valar och fiskar som livnär sig här året runt, samtidigt som de stöder ett större fiske. Du kanske har sett ljusröda kosttillskott gjorda av krillolja framträdande på apoteket. Våra data hjälper till att fastställa fångstbegränsningar för krillfisket, se till att det finns tillräckligt med krill kvar i havet för att upprätthålla befolkningen efter att alla människor och djur tagit vad de behöver för att försörja sig. Utan bra data för att stödja fiskeförvaltningsbeslut, krillfiske kan undergräva näringsnätet som Antarktis är så välkänt för, eftersom efterfrågan på kosttillskott och andra krillprodukter ökar.

10 timmar:Inget samtal

Tills för tre år sedan, mitt program chartrade ett forskningsfartyg för en månad varje år för att segla runt den antarktiska halvön och uppskatta biomassan av krill. Men efter 2016, stigande fartygskostnader eliminerade våra undersökningar. För att vårt program ska fortsätta, vi var tvungna att hitta ett kreativt sätt att samla in vår data i Antarktis utan att faktiskt åka till Antarktis.

Vår lösning var att använda autonoma undervattensflygplan, som kan sättas in på bara några timmar av ett litet team från ett fartyg i Antarktis, och sedan återhämtade sig månader senare. Glider kan dyka till 3, 000 fot, kör tusentals mil och följ kommandon från var som helst i världen med en bärbar dator och en internetanslutning. Deras batterier håller sex månader, vilket innebär att de kan samla in mycket mer data för mycket mindre pengar än ett gäng forskare på ett forskningsfartyg.

Segelflygplanen liknar torpeder till utseendet, men innehåller tre massiva batterier och en rad vetenskapliga sensorer som samlar in mycket av samma data som vi använde för att samla in från ett fartyg. Även om segelflygplanen kan sända små mängder data via satellit under hela utbyggnaden, den mest värdefulla informationen lagras på segelflygplanet. Om vi ​​tappar ett segelflygplan, vilket alltid är en möjlighet när du låter något ströva fritt i havet utan uppsikt i månader, då förlorar vi också datan.

Vi hade effektivt ersatt oss med drönare. Men skulle de fungera?

12 timmar:Inget samtal

För de flesta av vårt team, övergången för bara ett år sedan från årliga forskningsresor till de vattenlevande versionerna av C-3PO och R2-D2 var spännande. I hemlighet, fastän, Jag var livrädd. Jag hade tillbringat min karriär som vetenskapsman med att samla in krillprover från forskningskärl för biokemiska analyser av deras vävnader. Plötsligt fann jag mig själv bortkörd av oceanografiska robotar fulla av kablar, ledningar, kretskort och alla möjliga andra tekniska prylar.

Det här är inte vad du skulle kalla smarta robotar. Lite som mänskliga småbarn, de har en viss grad av självkännedom, men skulle förstöra sig själva utan semi-konstant övervakning och instruktioner om hur djupt man ska dyka eller var man ska gå. Utomstående övervakning är särskilt viktig i södra oceanen, som är full av havsberg, kanjoner, starka strömmar och viktigast, isberg.

Du kan inte glidskydda havet på samma sätt som du kan babysäkra ett hus, så jag var tvungen att glömma allt jag visste om biokemi och lära mig så mycket jag kunde om glidflygning på 10 korta månader.

13 timmar:Inget samtal

All den träningen och träningen kändes som 10 minuter när vi äntligen packade ihop segelflygplanen och skickade dem till södra halvklotet för deras första antarktiska utplaceringar. Kommandona för hur djupt man ska dyka och var man ska gå verkade enkla nog, men segelflygplanen svarade lika oförutsägbart som havet självt.

En nästan katastrofal övningsplacering i San Diego avslöjade hur långsamt de manövrerar, speciellt i starka strömmar. Att lotsa dem kändes som att försöka köra en fjärrstyrd semi-lastbil genom en gokartbana, vilket förstärkte vår oro för att köra dessa saker genom havet hela vägen över planeten, i ett av de mest avlägsna och förrädiska haven på jorden.

Strunt i vinden och strömmarna och isbergen. Det som gjorde den här implementeringen mycket mer läskig var att om saker och ting började gå fruktansvärt fel, vi hade inget sätt att få tillbaka segelflygplanen. Det var som att släppa av ett litet barn på college på en annan kontinent:Tänk om han behöver dig och du inte kan komma till honom?

14 timmar:Inget samtal

Nästan exakt 10 månader från vår första dag med segelflygträning, vi bar segelflygplanen över Drake-passagen på ett forskningsfartyg på väg mot den antarktiska halvön. Utplaceringarna var felfria, och under de närmaste dagarna, vårt självförtroende började byggas upp. Vi lärde oss snabbt att isberg var fiende nummer ett, och de var formidabla motståndare. Satellitbilder av isberg var tillgängliga varannan dag, och vi överlagrade kartor över planerade segelflygplan på dessa bilder så att vi kunde styra glidflygplanen runt vilken is som helst på deras väg. Problemet var, även de senaste bilderna vi fick var redan en dag gamla, och isen hade redan rört sig.

Mindre isberg kunde vanligtvis undvikas, men ungefär tre veckor efter utplaceringen, "Yacu" dök upp på scenen. Inspirerad av en mytologisk sydamerikansk orm som äter allt på sitt sätt, det var smeknamnet vi gav ett 12,5 mil brett isberg från Weddellhavet som drev rakt in i banan för ett av segelflygplanen. Yacu stannade kvar under resten av utplaceringen, varannan dag leker mindre (men fortfarande enorma) isberg som utgjorde ett konstant och oförutsägbart hot mot segelflygplan som redan är utlämnade till strömmar, tidvatten och vind.

Om ett segelflygplan fastnar under ett hinder och känner att det har varit under vattnet för länge, den tappar en nödvikt för att raketera sig själv till ytan för en omedelbar återhämtning. När ett segelflygplan tappar sin vikt, den kan inte dyka längre. Så om det är fångat under is, det kommer sannolikt att förbli instängt under is. Och ett sätt att veta om ett segelflygplan är instängt är att det slutar ringa in, eftersom den bara kan ansluta till satelliter när den är på ytan.

15 timmar:Inget samtal

Och då…

Ding ding! Ding ding! Min bärbara dator skriker åt mig efter 16 långa timmar:Segelflygplanet är på ytan.

Klockan är långt över 21.00, men varje medlem i vårt femmansteam har suttit klistrad vid en dator sedan tidig eftermiddag, och vi kollektivt suckar av lättnad. Vi tror nu att segelflygplanet förmodligen dök upp efter de första åtta timmarna, misslyckades med att ansluta till satelliten och fortsatte dykningen, vilket kan hända ibland. Orsaken till gapet är oviktigt jämfört med vår upprymdhet. Ett par veckor senare, vi lyckades återhämta båda segelflygplanen enligt schemat och avslutade vår första autonoma antarktiska fältsäsong.

Ett nyckelresultat är att vi kan, faktiskt, ersätta en fartygsbaserad fiskebedömning med en segelflygplansbaserad på mindre än ett år. Med segelflygplan, vi kan få uppskattningar av krillbiomassa som är jämförbara med dem vi kan förvänta oss från ett fartyg. Det betyder att vi kan använda segelflygplan för att fortsätta tillhandahålla kritiska data för att hantera krillfisket.

Detta är en djupgående prestation för oss och för NOAA, och det har också långtgående löften för framtiden för fiskeriforskning globalt. Kostnaderna för vetenskap fortsätter att stiga, och autonoma instrument erbjuder ett prisvärt sätt att samla in kritisk data för att effektivt hantera havsresurser och bevara ömtåliga marina ekosystem över hela världen.

Våra segelflygplan är som småbarn på ett sista sätt:De är avancerad teknik, men de är fortfarande i sin linda. Deras pågående användbarhet för att förstå vår föränderliga planet i realtid kommer att bero på nya sensorer och instrument som ännu inte har utvecklats. Vad vi åstadkommit är bara toppen av Yacu jämfört med vad framtiden för autonom oceanografisk forskning har.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.