Seit ihrer Ankunft im National Oceanography Centre am 31. August 2006 hat die RRS James Cook Forschungsexpeditionen mit Schwerpunkt auf einer Reihe wissenschaftlicher Disziplinen in einigen der schwierigsten Umgebungen der Erde unternommen, von den tropischen Ozeanen bis zum Rand der Eisschilde.

Die RRS James Cook ist mit modernsten wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet und führt eine breite Palette wissenschaftlicher Untersuchungen an Bord durch, was sie zu einem der fortschrittlichsten Forschungsschiffe macht, die derzeit im Dienst sind.

• Einzel- und Mehrstrahl-Echolotuntersuchungen
• Seismische Untersuchungen
• Probennahme von sauberem Meerwasser
• Remotely Operated Vehicle-Operationen
• CTD-Untersuchungen
• Tiefwasserkernbohrungen, Schleppnetzfischerei und Schleppen
• Integrierte Datenerfassung
• Anpassbarer Laborplatz

Abmessungen

• Länge: 89.2 Meter
• Balken: 18.6 Meter
• Maximaler Tiefgang: 6.315 Meter
• Bruttoraumgehalt: 5401 Tonnen
• Nettoraumgehalt:1620 Tonnen
• Durchschnittliche Betriebsgeschwindigkeit: 10 Knoten

Wissenschaftliche Einrichtungen

Handhabungsausrüstung

Die RRS James Cook ist das leistungsfähigste Schiff der NERC-Flotte, was die Fähigkeit zum Umschlag über die Seite angeht, da sowohl der A-Rahmen am Heck als auch der mittlere Teil des Schiffes mit einer sicheren Arbeitslast von bis zu 30 Tonnen gebaut wurden. Darüber hinaus verfügt das Schiff über ein umfassendes Windensystem, das alle aktuellen und zukünftigen wissenschaftlichen Aktivitäten unterstützen kann.

Laboratorien

Das Schiff verfügt über eine Reihe von Laborräumen, die flexibel konfiguriert werden können, um verschiedene wissenschaftliche Aktivitäten auf jeder Expedition zu unterstützen. Die RRS James Cook verfügt über eine Vielzahl von Laborräumen, die in hochreine, saubere, normale und temperaturkontrollierte Bereiche unterteilt sind, die flexibel genug sind, um für verschiedene Bedürfnisse genutzt zu werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Laborräume je nach Art der wissenschaftlichen Arbeit als „nasse“ oder „trockene“ Labore zu konfigurieren. In den Container-Labors können die Wissenschaftler unter kontrollierten Bedingungen an den von ihnen gesammelten Proben arbeiten, was die Verwendung radioaktiver Substanzen oder die Anwendung von Verfahren der „sauberen Chemie“ beinhalten kann. Die RRS James Cook verfügt über 278 m2 Laborfläche sowie über Stellplätze für bis zu sieben 6 m (20 ft) große Containerlabore an Deck.

Dauerhaft eingebaute Sensoren und Instrumente

Forschungsschiffe sind mit einer Reihe von eingebauten Geräten ausgestattet, die die Wissenschaftler auf einer Expedition verwenden. Die Systeme ermöglichen es, eine Vielzahl von Parametern kontinuierlich aufzuzeichnen, egal ob das Schiff stationär ist oder wissenschaftliche Arbeiten durchführt.

Hydroakustisches System

Die RRS James Cook ist mit einem komplexen und äußerst leistungsfähigen System von akustischen Instrumenten ausgestattet, die entwickelt wurden, um:

• den Meeresboden sowohl an der Küste als auch in der Tiefsee zu kartieren;
• Strömungen zu messen;
• den Fischreichtum und andere Biomasse zu messen; und
• wissenschaftliche Plattformen und Sensoren, die vom Schiff eingesetzt werden, genau zu positionieren.

Brückenausrüstung und Antrieb

Brückenausrüstung

Die RRS James Cook hat eine moderne Brückenausrüstung einschließlich eines dynamischen Positionierungssystems.

Aufgabe	System	RRS Discovery	RRS James Cook
Kommunikation	Stabilisierte C-Band V-Sat	Standard 256 Kb/s Erweitert 512 Kb/s	Standard 256 Kb/s Erweitert 512 Kb/s
	Sat B	Sailor 250 Broadband	NERA
	Sat C	Sailor	Sailor
	Global Maritime Distress and Safety System	Sailor 6222 plus andere Geräte	Sailor DT4646E
	Portabel	Iridium	Iridium
Navigation	Integrierte Brücke	Kongsberg K-Brücke	Kongsberg BL10
	Echolot 1	Skipper GDS102 50kHz und 200KHz	Kongsberg EA600
	Echolot 2	Skipper GDS102 50kHz und 200KHz	Kongsberg EA500
	Radar	Kongsberg S-Band 30kW Kongsberg X-Band 25kW	Kongsberg
	GPS 1	MX512	Kongsberg MX420/8
	GPS 2	MX512	Applanix POSMV
	GPS 3	Applanix PosMV 320	Ashtech ADU5
	GPS 4	Seatex Seapath 300	DPS116
	GPS 5	Fugro Marinestar 9200	Seatex Seapath 200
	GPS 6	C-Nav 2050	–
	Gyro	3× Navigat X Mk 1	Sperry C.Plath Navigat X Mk1
	Kartensystem	Kongsberg K-Planning	Kongsberg SeaMap10
	Speed log 1	Skipper DL 850	Kongsberg Doppler DL850
	Speed log 2	Skipper DL 850	Chernikeef Aquaprobe Mk5
	Fahrtdatenschreiber	Maritime Black Box MBB	Kongsberg MBB
	Automatisches Identifikationssystem	Kongsberg AIS200	Kongsberg AIS200
	Hochauflösende Bildübertragung	Dartcom	Dartcom
	USBL 1	Sonardyne	Sonardyne
	USBL 2	Sonardyne	Sonardyne
Dynamische Positionierung	–	Kongsberg K-POS DP-22	Kongsberg SDP11

Antrieb

Das Schiff verfügt über ein neuartiges Azimut-Thruster-Antriebssystem im Vergleich zu herkömmlichen festen Wellen/Propellern und Rudern. Die Strahlruder können unabhängig voneinander um 360° gedreht werden, wodurch das Schiff extrem manövrierfähig wird.

Hauptmotor	Diesel-Elektroantrieb 7040 kW
Hauptpropeller	2x fünf-Flügel nach innen gerichtet
Ruder	2x Hi-Lift
Bugstrahlruder eingebaut	Brunvoll – Tunnel 1200 kW Brunvoll – Azimut 1350 kW
Heckstrahlruder eingebaut	Brunvoll – Tunnel 600 kW Brunvoll – Tunnel 800 kW
Generatoren	4x Wartsila 9L20 2x Westinghouse-Motoren
Bunkerkapazität	695Mt

Bordausrüstung

RRS James Cook verfügt über eine Reihe von eingebauten Geräten, die es den Wissenschaftlern ermöglicht, während der Forschungsexpeditionen einzigartige Proben zu sammeln und spezielle Messungen vorzunehmen. Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die Möglichkeiten und technischen Spezifikationen.

Zeitmessungs- und Positionierungssysteme

Für die Wissenschaft sind zwei unabhängige GPS-Systeme installiert. Die Genauigkeit der ermittelten Positionen wird durch die Bereitstellung von Korrekturdaten durch das CNav-System, das den beiden Systemen differentielle GPS-Daten liefert, weiter verbessert. Das Schiff ist mit einem Satelliten-Zeitserver (einer Network Time Protocol-Uhr) ausgestattet, der hochgenaue Zeitaktualisierungen über Satellit empfängt. Diese wird in das Schiffsnetz eingespeist, um eine genaue Zeitreferenz für alle Computersysteme zu liefern.

Applanix PosMV

Kongsberg 300+

Oceaneeering C-Nav 3050

Meinberg LANtime M300

Luft- und Oberflächenwasserprobenahme

Das System zur Überwachung des Oberflächenwassers und der Meteorologie (SurfMet) nutzt wissenschaftliche Instrumente zur kontinuierlichen Messung von Oberflächenwassereigenschaften und der Meteorologie. Die Wissenschaftler nutzen diese Messungen, um regionale und globale Klimamodelle zu unterstützen. Zur Überwachung der Meereswellen wird ein Wellenradar eingesetzt, das sich auf halber Höhe des Hauptmastes befindet.

Oberflächenwasser: Temperatur, Salzgehalt, Chlorophyll und Feinstaub.

SeaBird SBE38

SeaBird SBE45 MicroTSG

WetLabs WS3S

Wetlabs C-Star Transmissometer

Meteorologie: Temperatur, Feuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und -richtung, Luftdruck und Licht (Backbord und Steuerbord). Alle Instrumente befinden sich auf dem vorderen Mast.

Vaisala HMP45

Gill Windsonic

Vaisala PTB110

Skye PAR SKE510

Kipp & Zonen TIR CM6B

Wellenradar:

Ocean Waves WaMoS II

Furuno FR-1500 MkIII

Echolote & Schallgeschwindigkeit

RRS James Cook hat mehrere Echolotgeber im Rumpf eingebaut. Diese senden Schallimpulse durch die Wassersäule aus, die zurückprallen, wenn sie auf ein Objekt treffen. Echolote werden für Navigationszwecke, zur Kartierung des Meeresbodens und zum Aufspüren von Fischen oder anderen Objekten in der Wassersäule eingesetzt. Die Genauigkeit aller akustischen Systeme hängt von der Kenntnis der Geschwindigkeit des Schalls in der Wassersäule ab. Das Kongsberg-System erhält die Schallgeschwindigkeit am Echolot von einer Sonde, die im Backbord-Senkkiel installiert ist.

Kongsberg EA640 10/12 kHz Einstrahl-Echolot

Kongsberg EM122 Fächerecholot

Kongsberg SBP120 Sub-Bottom Profiler

Kongsberg Simrad EK60 Fischfinder

Kongsberg K-Sync Unit

AML Micro-X Schallgeschwindigkeitssonde

Ultra Short Base Line

Ultra Short Base Line (USBL) ist eine Technik zur Messung der Entfernung eines Unterwasserobjekts relativ zum Schiff. Die USBL-Baken kommunizieren mit Hilfe von Schall mit Wandlerköpfen, die durch den Schiffsrumpf hindurch eingesetzt werden. Die Baken werden auf ferngesteuerten Fahrzeugen, Schleppfahrzeugen und Bohrgeräten angebracht, um ihre Position mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, wenn sie eingesetzt werden.

Sonardyne HPT5000/7000 USBL Transceiver

Sonardyne NSH

Akustische Doppler-Strömungsprofiler

Akustische Doppler-Strömungsprofiler (ADCPs) werden zur Messung der Geschwindigkeit (Geschwindigkeit und Richtung) der Wassersäule eingesetzt. Sie senden Schallwellen aus und nutzen den Doppler-Effekt, um die Strömung über eine Reihe von Tiefen zu erfassen und ein zweidimensionales Profil zu erstellen.

Teledyne RD 75 und 150 kHz ADCPs, die bis zu einer Tiefe von 700 bzw. 400 m messen.

Geoscience Systems

Ein Schwerkraftmesser wird installiert, um die relative Änderung der Schwerkraft zu messen. Dieses Instrument ist in einem aktiv kompensierten Kardanrahmen in einem stoßdämpfenden Rahmen untergebracht, so dass das Messgerät waagerecht bleibt, wenn sich das Schiff um es herum bewegt. Die Schwerkraftdaten müssen mit einer absoluten Schwerkraftmessung an Land abgeglichen werden. Diese Messung wird an jedem Ende der Schiffspassage vorgenommen, wobei ein Schwerkraftmesser an Land verwendet wird, um die Werte an einer bekannten Schwerkraft-Basisstation zu messen. Das Schiff hat auch die Möglichkeit, ein Schleppmagnetometer einzusetzen. Das Magnetometer ist ~1,5 m lang mit Flossen und wird in der Regel am Backbord-Achterausleger mit 300 m Abstand zum Schiff ausgesetzt.

Micro g LaCoste Air-Sea System II Gravity Meter

Marine Magnetics SeaSPYII Marine Magnatometer

Computing, Netzwerk und Datenerfassungsnetzwerk

Zwei Datenerfassungssysteme arbeiten parallel auf RRS James Cook. Rohe, unbearbeitete Daten werden vom NMF Research Vessel Data Acquisition System (RVDAS) aufgezeichnet. Das TECHnical and Scientific Sensors Acquisition System (TECHSAS) von Ifremer ist mit einer Reihe von Modulen ausgestattet, die so programmiert sind, dass sie die empfangenen Daten analysieren und strukturieren. Die Daten von den Erfassungssystemen, der hydroakustischen Anlage und anderen Quellen werden von einem zentralen Dateisystemserver zusammengefasst, der sie auf einem mehrfach redundanten (RAID) Netzwerkspeichersystem speichert. Die Daten werden auf Festplatten gesichert, die den Wissenschaftlern am Ende jeder Fahrt zur Verfügung gestellt werden.

Satelliteninternet und Telefone

RRS James Cook ist mit einer C-Band-VSat-Antenne ausgestattet, die für einen TDMA-Internetverbindungsdienst (Time-Division-Multiple-Access) über Satellit abonniert ist. Damit verfügt das Schiff über eine garantierte Download-Geschwindigkeit von 1,5 Mbit/s (~183 kB/s), eine garantierte Upload-Geschwindigkeit von 1,5 Mbit/s (~183 kB/s) und vier Telefonleitungen, wenn eine stabile Verbindung hergestellt wurde. Das TDMA-System ermöglicht Bursts von bis zu 10 Mbit/s, je nachdem, ob andere Schiffe denselben Satelliten nutzen. Das Schiff ist auch mit einem Paar Thrane&Thrane Cobham Sailor 500 Antennen ausgestattet, die bis zu 256 kbps (~32kB/s) Internet und ein Satellitentelefon bieten.

IT-Versorgung auf Schiffen, die von der NMF betrieben werden

Windensysteme

Wissenschaftliche Winden werden verwendet, um:

• Sensorpakete wie Leitfähigkeits-, Temperatur- und Tiefensensoren (CTD) durch die Wassersäule abzusenken;
• Kernbohrsysteme auf den Meeresboden abzusenken, um Proben vom Meeresboden und vom Unterboden zu gewinnen;
• Schleppplattformen wie das Towed Ocean Bottom Instrument (TOBI) zur Kartierung des Meeresbodens;
• Schlepp-Wellensensorplattform zur Messung von Wassereigenschaften während der Fahrt;
• Schlepp-Tiefseeschlepp- und Netzsysteme.

Die fest installierten Winden befinden sich im Boden des Schiffes, von wo aus der Draht zu den Portalen an Deck geführt wird. Die nachstehende Tabelle zeigt die Typen und Eigenschaften der fest eingebauten Winden auf unseren Schiffen.

Aufgabe	Drahtkonstruktion	Drahtlänge (m)	Drahtdurchmesser (mm)	Sichere Arbeitslast (T)	Mittlere Bruchlast (T)	Gewicht im Wasser (kg⋅km-1)	Betrieb	Zug (T)	Geschwindigkeit (ms-1)
Bohren	Stahl	7,000	16.5	11	18,56	780	Direktzug	11	2.0
Schleppen	Konischer Stahl	8.300	14.5	11.5	13.00	638	Direktzug	(erste Schicht)	2.0
		4,350	16.5		18.10	780
		2,350	18.00	12,5	20,90	1.133
Tiefschleppen	Stahlgepanzertes elektro-optisches Kabel für hohe Datenübertragung	10.000	0.68″ (~17.3)	11	18.14	806	Gemeinsame Traktionswinde mit Niveauwinden für jede Speichertrommel	11	2.0
Tiefenbohrung	Plasmaseil	8.000	0,875″ (~22.0)	30	75,00	Schwimmend Spezifische Schwerkraft = 0,98	20	2.0
Standard CTD	Stahl gepanzert	8.000	0.45″ (~11.43)	5	8.39	417	Zugwinde mit ebenem Wind	5.0	2.0