Projekti “Energiatõhus jäämurdetehnoloogia” eesmärk on välja töötada ja reaalses keskkonnas valideerida uus jäämurdmise kontseptsioon, mis võimaldab murda jääd märksa kergema laevaga. Seeläbi saab pakkuda jäämurdeteenust oluliselt säästlikumalt ja väiksema kütusekuluga.
Jäämurdmise kontseptsioon
Säästlikum lahendus saavutatakse eemaldatava jäämurdmisvööriga, mis kasutab jää murdmiseks kolmepunktilist painutusmehhanismi. Tänu sellele kaob tavapärase jäämurdja suure massi vajadus. Lisaks saab vööri eemaldada ja kinnitada näiteks puksiirlaeva külge – võimaldades jäämurdmise võimekust rakendada ainult siis, kui see on vajalik. Seega, jäävabal hooajal saab sama laev töötada ilma jäämurdmisvöörita. Prognoositakse, et lähiaastatel hakab jäämurdeteenuste vajadus meretegevuste suurenemise tõttu, nagu meretuulepargid, vesiviljelus ja seireteenused, kasvama.
2023. aastal viisid TalTechi Meretehnoloogia kompetentsikeskuse teadlased läbi mudelkatsed Soomes, Aker Arcticu jääkatsebasseinides. Katsed andsid väärtuslikku teavet jäämurdmismehhanismi ja -kontseptsiooni toimimise kohta erinevates jäätingimustes. Kuigi vöör toimis tasasel jääl ootuspäraselt, osutusid purustatud jääväljad väljakutseks: jääpangad kuhjusid vööri allveekorpuse juurde. Disainilahendusi täiendati ning täismõõdus prototüüp toodeti Norras ja varustati mõõteseadmetega Eestis.
Täismõõdus merekatsed viidi läbi Pärnus 2024. aasta talvel. Katsete käigus testiti vööri purustatud jääkanalis, suuremate jääpankade vahel ning tasasel jääväljal. Katsed andsid täiendavat teavet jäämehhaanika ja jää-struktuuri omavahelise mõju kohta, pakkudes väärtuslikku sisendit vööri disaini edasiseks arendamiseks ning valideerimisandmeid arvutisimulatsioonide täiustamiseks.
Jää tuvastamise ja iseloomustamise kontseptsioon
Kuigi isejuhtivad sõidukid muutuvad üha populaarsemaks igas transpordisektoris, on autonoomne meretransport alles algusjärgus. Vaatamata viimastel aastatel toimunud olulistele arengutele on isesõitvates laevades endiselt palju probleeme, mida tuleb lahendada. Laeva olukorrateadlikkus avamerel on selle keerulise probleemi keskne osa. Projekti eesmärk on parandada laevade olukorrateadlikkust jääga kaetud vetes navigeerimisel, tuvastades ja kirjeldades jäävälju. Eelmainitud jäämurdja kontseptsiooni puhul on oluline tuvastada murdmis- ja navigeerimiskõlblikud jääväljad, et laeva tõhusalt kasutada.
Polaarpiirkondades leidub erinevat tüüpi ja klassi merejääd. Lisaks esineb talvekuudel hooajalist merejääd ka Läänemerel. Hooajalise merejää tekitatud navigatsioonilised väljakutsed ei ole vähem tähtsad kui mitmeaastase jää omad polaarpiirkondades. Ohutu navigeerimise tagamiseks jääga kaetud vetes vajavad meremehed väga täpseid merejää kaarte, mis uueneksid piisavalt tihti.
Kombineerides kaug- ja lähiväljaandureid, sealhulgas satelliidipilte ja laeva pardaseadmeid, arendatakse projekti käigus vajalikke tark- ja riistvaralahendusi merejää tuvastamiseks. 2023. aastal koguti Aker Arcticu jääkatsebasseinis suur hulk jääpilte ja LiDAR-andmeid, mille põhjal töötati välja esialgsed süvaõppe algoritmid merejää tuvastamiseks ja iseloomustamiseks. Praeguse tehisintellekti mudeliga on võimalik jäävälju iseloomustada oluliselt suurema täpsusega kõigis andmestikes esinevates jääklassides (vt joonis 1).
2023. aastal välja töötatud andmekogumissüsteem mängis olulist rolli kohapealsete andmete kogumisel, kasutades erinevat tüüpi kaameraid ja LiDAR-seadmeid. 2024. aastal laiendati tööd, kogudes andmeid reaalses merejää tingimustes välitöödel Pärnus ja Virtsus. Nende retkede käigus paigaldati andurite komplekt puksiirlaevale Liam ja reisiparvlaevale Tõll (joonis 2).