Dall’arrivo al National Oceanography Centre il 31 agosto 2006, la RRS James Cook ha intrapreso spedizioni di ricerca incentrate su una serie di discipline scientifiche in alcuni degli ambienti più difficili della Terra, dagli oceani tropicali al bordo delle calotte di ghiaccio.

La RRS James Cook è dotata di strumenti scientifici all’avanguardia e ospita una vasta gamma di indagini scientifiche a bordo, rendendola una delle navi di ricerca più avanzate attualmente in servizio.

• Sondaggi con ecoscandaglio singolo e multiplo
• Sondaggi sismici
• Campionamento di acqua marina pulita
• Operazioni con veicoli a distanza
• Sondaggi CTD
• Sondaggi in acque profonde, pesca a strascico e traino
• Registrazione dati integrata
• Spazio laboratorio adattabile

Dimensioni

• Lunghezza: 89.2 metri
• Raggio: 18.6 metri
• Progetto massimo: 6.315 metri
• Tonnellaggio lordo: 5401 tonnellate
• Tonnellaggio Nett:1620 tonnellate
• Velocità media operativa: 10 nodi

Strutture scientifiche

Attrezzature di movimentazione

La RRS James Cook è la nave più capace della flotta NERC in termini di capacità di movimentazione sul lato con entrambi i telai ‘A’ di poppa e centrali costruiti con carichi lavorativi sicuri fino a 30T. Inoltre, la nave ha una suite completa di verricelli in grado di sostenere tutte le operazioni scientifiche attuali e previste per il futuro.

Laboratori

La nave contiene una serie di spazi di laboratorio che possono essere configurati in modo flessibile per sostenere più attività scientifiche in ogni spedizione. La RRS James Cook ha abbondanti spazi di laboratorio suddivisi in aree ultraclean, pulite, normali e a temperatura controllata, con sufficiente flessibilità per essere utilizzati per molteplici esigenze. C’è anche la possibilità di configurare gli spazi di laboratorio in laboratori “bagnati” o “asciutti”, a seconda della natura della scienza intrapresa. I laboratori a container permettono agli scienziati di lavorare su campioni che hanno raccolto in condizioni controllate, il che può comportare l’uso di sostanze radioattive o può comportare procedure di “chimica pulita”. La RRS James Cook ha 278m2 di laboratori, così come le posizioni per sette laboratori in container da 6 m (20 piedi) sul ponte.

Sensori e strumentazione montati in modo permanente

Le navi da ricerca sono dotate di una serie di attrezzature incorporate che gli scienziati utilizzano durante una spedizione. Questi sistemi permettono di registrare continuamente una grande varietà di parametri, sia che la nave sia ferma o che stia svolgendo un lavoro scientifico.

Suite idroacustica

La RRS James Cook è dotata di una suite complessa e altamente capace di strumenti acustici progettati per:

• mappare il fondale marino, sia costiero che profondo;
• misurare le correnti;
• misurare l’abbondanza di pesce e altra biomassa; e
• posizionare accuratamente le piattaforme scientifiche e sensori distribuiti dalla nave.

Attrezzatura del ponte e propulsione

Attrezzatura del ponte

La RRS James Cook ha un’attrezzatura moderna del ponte che include un sistema di posizionamento dinamico.

Task	Sistema	RRS Discovery	RRS James Cook
Comunicazioni	Banda C stabilizzata V-Sat	Standard 256 Kb/s Migliorato 512 Kb/s	Standard 256 Kb/s Migliorato 512 Kb/s
	Sat B	Sailor 250 a banda larga	NERA
	Sat C	Sailor	Sailor
	Sistema globale di soccorso e sicurezza marittima	Sailor 6222 più altri elementi	Sailor DT4646E
	Portabile	Iridium	Iridium
Navigazione	Ponte integrato	Kongsberg K-Ponte	Kongsberg BL10
	Eco-scandaglio 1	Skipper GDS102 50kHz e 200KHz	Kongsberg EA600
	Ecoscandaglio 2	Skipper GDS102 50kHz e 200KHz	Kongsberg EA500
	Radar	Kongsberg S-Banda 30kW Kongsberg X-Banda 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
	Sistema cartografico	Kongsberg K-Planning	Kongsberg SeaMap10
	Registro velocità 1	Skipper DL 850	Kongsberg Doppler DL850
	Registro velocità 2	Skipper DL 850	Chernikeef Aquaprobe Mk5
	Registratore dati di viaggio	Scatola nera marittima MBB	Kongsberg MBB
	Sistema automatico Identificazione automatica	Kongsberg AIS200	Kongsberg AIS200
	Trasmissione immagini ad alta risoluzione	Dartcom	Dartcom
	USBL 1	Sonardyne	Sonardyne
	USBL 2	Sonardyne	Sonardyne
Posizione dinamica	–	Kongsberg K-POS DP-22	Kongsberg SDP11

Propulsione

La nave è configurata con una nuova configurazione del sistema di propulsione azimutale rispetto ai tradizionali alberi/eliche e timoni fissi. I propulsori possono essere ruotati indipendentemente su 360°, il che renderà la nave estremamente manovrabile.

Motore principale	Diesel elettrico 7040 kW
Propulsori principali	2x cinquea cinque pale con rotazione verso l’interno
Rudders	2x hi-lift
Propulsori di prua montati	Brunvoll – Tunnel 1200 kW Brunvoll – Azimut 1350 kW
Propulsori di poppa montati	Brunvoll – Tunnel 600 kW Brunvoll – Tunnel 800 kW
Generatori	4x Wartsila 9L20 2x motori Westinghouse
Capacità del bunker	695Mt

Apparecchiature di bordo

RRS James Cook ha una serie di attrezzature incorporate, che permette agli scienziati di raccogliere campioni unici e di effettuare misurazioni specialistiche durante le spedizioni di ricerca oceanica. Una panoramica delle capacità e delle specifiche tecniche è data di seguito.

Sistemi di cronometraggio e posizionamento

Ci sono due sistemi GPS indipendenti installati per la scienza. La precisione di queste posizioni acquisite è ulteriormente aumentata dalla fornitura di dati di correzione dal sistema CNav che fornisce dati GPS differenziali ai due sistemi. La nave è dotata di un timeserver satellitare (un orologio Network Time Protocol) che riceve aggiornamenti temporali ad alta precisione via satellite. Questo viene alimentato nella rete della nave per fornire un riferimento temporale preciso per tutti i sistemi informatici.

Applanix PosMV

Kongsberg 300+

Oceaneeering C-Nav 3050

Meinberg LANtime M300

Campionamento dell’aria e delle acque superficiali

Il sistema di monitoraggio delle acque superficiali e meteorologiche (SurfMet) utilizza strumenti scientifici per misurare continuamente le proprietà delle acque superficiali e la meteorologia. Gli scienziati usano queste misure per aiutare i modelli climatici regionali e globali. Un radar di onde è usato per monitorare le onde dell’oceano; questo è situato a metà del pilone principale.

Acqua superficiale: temperatura, salinità, clorofilla e particolato.

SeaBird SBE38

SeaBird SBE45 MicroTSG

WetLabs WS3S

Wetlabs C-Star Transmissometer

Meteorologia: temperatura, umidità, velocità e direzione del vento, pressione dell’aria e luce (a sinistra e a destra). Tutti gli strumenti si trovano sull’albero di prua.

Vaisala HMP45

Gill Windsonic

Vaisala PTB110

Skye PAR SKE510

Kipp & Zonen TIR CM6B

radar a onde:

Ocean Waves WaMoS II

Furuno FR-1500 MkIII

Echo Sounders & Sound Velocity

RRS James Cook ha diversi trasduttori di ecoscandaglio integrati nel suo scafo. Questi emettono impulsi di suono attraverso la colonna d’acqua, che rimbalzano quando colpiscono un oggetto. Gli ecoscandagli sono usati per scopi di navigazione, per la mappatura dei fondali marini e per rilevare pesci o altri oggetti nella colonna d’acqua. La precisione di tutti i sistemi acustici dipende dalla conoscenza della velocità del suono attraverso la colonna d’acqua. Il sistema Kongsberg ottiene la velocità del suono all’ecoscandaglio da una sonda che è installata nella chiglia di sinistra.

Kongsberg EA640 Ecoscandaglio a fascio singolo da 10/12 kHz

Kongsberg EM122 Ecoscandaglio multifascio

Kongsberg SBP120 Profilatore di fondo

Kongsberg Simrad EK60 Fish Finder

Kongsberg K-Sync Unit

AML Micro-X Sound Velocity probe

Ultra Short Base Line

Ultra Short Base Line (USBL) è una tecnica usata per misurare la distanza di un oggetto sottomarino rispetto alla nave. Usando il suono, i fari USBL comunicano con le teste dei trasduttori che sono distribuiti attraverso lo scafo della nave. I beacon sono collocati su veicoli azionati a distanza, veicoli trainati e trivelle per determinare la loro posizione con un alto grado di precisione quando sono dispiegati.

Sonardyne HPT5000/7000 USBL Transceivers

Sonardyne NSH

Profili di corrente Doppler acustici

I profilatori di corrente Doppler acustici (ADCP) sono utilizzati per misurare la velocità (velocità e direzione) della colonna d’acqua. Emettono onde sonore e utilizzano l’effetto Doppler per rilevare la corrente su una gamma di profondità, fornendo un profilo bidimensionale.

Teledyne RD 75 e 150 kHz ADCP, che misurano rispettivamente fino a profondità di 700 e 400 m.

Geoscience Systems

Un misuratore di gravità è installato per misurare il cambiamento relativo della gravità. Questo strumento è cullato in un gimbal attivamente compensato in un telaio montato ad urto, permettendo al misuratore di rimanere a livello mentre la nave si muove intorno ad esso. I dati sulla gravità devono essere messi a terra rispetto a una misura di gravità assoluta sulla terraferma. Questa misurazione viene effettuata ad ogni estremità del passaggio della nave, utilizzando un misuratore di gravità terrestre per prendere le letture in una stazione base di gravità nota. La nave ha anche la capacità di distribuire un magnetometro trainato. Il magnetometro è lungo ~1,5 m con le pinne ed è in genere distribuito utilizzando il braccio di poppa di sinistra, con un layback di 300 m dalla nave.

Micro g LaCoste Air-Sea System II Gravity Meter

Marine Magnetics SeaSPYII Marine Magnatometer

Computing, Network and Data Acquisition Network

Due sistemi di acquisizione dati lavorano in parallelo sulla RRS James Cook. I dati grezzi e non elaborati sono registrati dal sistema di acquisizione dati della nave da ricerca NMF (RVDAS). Il TECHnical and Scientific sensors Acquisition System (TECHSAS) di Ifremer è configurato con una serie di moduli che sono programmati per analizzare e costruire dati strutturati come vengono ricevuti. I dati dai sistemi di acquisizione, dalla suite idro-acustica e da altre fonti sono aggregati da un server centrale di file system che li memorizza su un sistema di archiviazione di rete multi-ridondante (RAID). I dati di questo sistema vengono salvati su dischi rigidi che vengono forniti agli scienziati alla fine di ogni crociera.

Internet satellitare e telefoni

RRS James Cook è dotata di un’antenna VSat a banda C che è abbonata a un servizio di connessione internet via satellite a divisione di tempo e accesso multiplo (TDMA). Questo fornisce alla nave una velocità di download garantita di 1,5 Mbps (~183kB/s), una velocità di upload garantita di 1,5 Mbps (~183 kB/s) e quattro linee telefoniche quando un collegamento stabile è stato stabilito. Il TDMA permette raffiche fino a 10 Mbps, a seconda che ci siano altre navi che usano lo stesso satellite. La nave è anche dotata di una coppia di antenne Thrane&Thrane Cobham Sailor 500 che forniscono fino a 256 kbps (~32kB/s) internet e un telefono satellitare.

Disposizione informatica sulle navi operate dalla NMF

Sistemi di argani

Sono utilizzati per:

• Pacchetti di sensori come i sensori di conducibilità, temperatura e profondità (CTD) attraverso la colonna d’acqua;
• Sistemi di carotaggio sul fondo marino per ottenere campioni dal fondo marino e dal sottofondo;
• Trasporto di piattaforme come il Towed Ocean Bottom Instrument (TOBI) per la mappatura dei fondali marini;
• Trasporto di piattaforme di sensori ondulatori per misurare le proprietà dell’acqua durante la navigazione;
• Trasporto di sistemi a strascico e di reti in acque profonde.

Gli argani installati in modo permanente vivono sul fondo della nave, dove il filo è alimentato fino ai ponti sul ponte. La tabella seguente mostra i tipi e le proprietà degli argani installati in modo permanente sulle nostre navi.

Compito	Costruzione del filo	Lunghezza del filo (m)	Diametro del filo (mm)	Carico di lavoro sicuro (T)	Carico medio di rottura (T)	Peso in acqua (kg⋅km-1)	Operazione	Trazione (T)	Velocità (ms-1)
Taglio	Acciaio	7,000	16.5	11	18.56	780	Trazione diretta	11	2.0
Traino	Acciaio affusolato	8.300	14.5	11.5	13.00	638	Trazione diretta	(primo strato)	2.0
		4,350	16.5		18.10	780
		2,350	18.00	12.5	20.90	1,133
Traino profondo	Acciaio blindato elettro / cavo ottico per alta trasmissione dati	10.000	0.68″ (~17,3)	11	18,14	806	Vento di trazione condiviso con venti di livello per ogni tamburo di stoccaggio	11	2.0
Carotaggio profondo	Fune plasma	8.000	0.875″ (~22.0)	30	75.00	Galleggiante Gravità specifica = 0.98	20	2.0
Standard CTD	Corazzata in acciaio	8.000	0.45″ (~11.43)	5	8.39	417	Vento di trazione con vento livellato	5.0	2.0