自律型海洋運用の急速な拡大は、研究機関、政府機関、そして民間事業者にとって共通の課題を生み出している。環境モニタリングや水路測量から防衛演習や海底測位まで、任務がますます多様化するにつれ、あらゆる用途に特化した船舶を維持することは、財政面と運用面の両方で困難を伴う。
その代わりに、多くの組織は、ペイロードの迅速な再構成によって複数のミッションプロファイルをサポートできるモジュール式の無人水上艇(USV)を優先的に採用している。センサーやアプリケーションごとに新しいプラットフォームを購入するのではなく、単一の艇で変化する運用要件に対応でき、物流、訓練、メンテナンスのコストを最小限に抑えることができる。
南ミシシッピ大学(USM)は、このコンセプトを実践に移している多くの機関の一つです。USMは、海洋研究センターを通じて、SeaTrac Systems社のSP-48無人水上艇を、科学、防衛、産業など幅広いプロジェクトに活用し、モジュール式プラットフォームが様々な任務において戦力増強に役立つことを実証しています。
適応性を重視して設計されたプラットフォーム
従来の任務特化型船舶とは異なり、SP-48はモジュール式アーキテクチャに基づいて設計されています。ペイロードは、ムーンプール、ドライペイロードベイ、マスト、キールなど、複数の取り付け場所を使用して統合できるため、オペレーターはプラットフォーム自体を根本的に変更することなく、さまざまなセンサーに合わせて迅速に構成できます。
この柔軟性により、任務ごとに別々の船舶を維持する必要がなくなり、運用上のニーズの変化に応じて新しい技術を統合することも可能になる。
このプラットフォームは、水平線以遠通信、複数の電源オプション、および遠隔指揮統制機能を備えており、オペレーターは陸上から任務を監督できます。多くの場合、1人のオペレーターが複数の車両を同時に監視できるため、運用効率がさらに向上します。
「当社のような無人水上艇(USV)は、研究者やプロジェクトマネージャーに、運用コスト、人的リスク、環境への影響を大幅に削減しながら、より多くの海洋データを収集したり、外洋を監視したりする機会を提供します」と、SeaTrac社の事業開発ディレクター、ホビー・ボシェンシュタイン氏は述べています。「ほぼあらゆる海洋環境、ペイロード、センサーに対応できるUSVを展開することで、多様なミッションプロファイルでの成功が確実になり、プラットフォームの価値向上にもつながります。沿岸域や沖合域における活用事例は無限です。」
環境データ収集の拡大
この柔軟性を最も明確に示した例の一つが、USMがアメリカ湾で継続的に実施している低酸素マッピングプログラムである。
これまでの展開を踏まえ、研究者たちは2隻のSP-48型無人水上艇を同時に展開することで活動を拡大した。各艇には音響ドップラー流速計(Teledyne Workhorse Monitor ADCP)とAML Oceanographic Endura 6ゾンデが搭載されており、水質測定データの収集に使用された。
複数の自律航行船を運用することで、研究者たちは空間的なカバー範囲とデータ密度の両方を向上させると同時に、従来沿岸調査に必要とされていた人員を削減することができた。
「SeaTrac社のSP-48とトランサムウインチのおかげで、悪天候や混雑した沿岸航路にもかかわらず、沿岸低酸素マッピングに必要な現場人員を大幅に削減することができました」と、USM(南ミシガン大学)の水路測量機器専門家であるジェームズ・トンプソン氏は述べています。「さらに印象的だったのは、この船の接続性の高さです。今後の研究にもSeaTrac社の技術を取り入れていきたいと考えています。」
USV(無人水上艇)は研究者を置き換えるのではなく、彼らの活動範囲を拡大し、水上での危険にさらされる人数を減らしながら、より継続的なサンプリングを可能にする。
2隻のSeaTrac社製無人水上艇(USV)は、遠隔操縦者の介入を最小限に抑えながらUSM(無人水上監視)を継続的に支援し、長時間にわたり定位置を維持し、必要に応じてアメリカ湾沖合での再サンプリングを可能にした。写真提供:SeaTrac Systems
USMはノートパソコンを使って、沿岸水路を航行する2隻の無人水上艇(USV)を遠隔操作している。写真提供:SeaTrac Systems/USM
防衛訓練の支援
同じプラットフォームは、全く異なる任務にも応用されている。それは、米空軍のパイロット訓練を支援することだ。
USMはパーソンズ社および米国空軍州兵と協力し、飛行訓練中に敵の防空システムをシミュレートするTReX(脅威代表環境)エミュレータを搭載できるようSP-48を改造した。
環境データを収集する代わりに、無人水上艇は遠隔操作可能な脅威資産となった。最終的に、この演習は空中システムを標的とし、商用および非商用の通信手段を介して指揮統制センターと通信することで、脅威評価と意思決定のスキルを育成した。
USVは遠隔操作で展開・再配置できるため、固定インフラや有人支援船に代わる柔軟な選択肢となった。
「この革新的なソリューションは、有人任務に伴う兵站および人員コストを削減すると同時に、高精度のシミュレーション環境を促進し、最終的には米空軍の作戦即応性を向上させる」と述べた。 パーソンズ社のマイク・クシン氏(防衛・情報部門社長)
SeaTrac Systemsは、米空軍向けの脅威環境デモンストレーションを支援するため、Parsons Corporationと提携した。写真提供:SeaTrac Systems
音響オペレーションの進歩
国内安全保障の分野において、シー・トラック社のSP-48は音響研究や情報収集・監視・偵察(ISR)関連活動も支援している。
USMの研究者たちは、ハイペリオン・テクノロジー・グループおよびブルーIQと協力し、音響モニタリング任務のためにブルーIQの水中聴音器を車両に搭載した。
静止状態での運用中、USVは周囲の船舶交通や航空機からの音響信号を記録し、船上に人員を乗船させることなく貴重なデータセットを収集した。
このプラットフォームは、音響ピンガーを搭載した自律型水中ビークル(AUV)の追跡にも使用されました。オペレーターは、リアルタイムの水中マイクデータを使用することで、試験全体を通して水中資産の探知、位置特定、接近を行うことができました。
2026年、USMはミシシッピ大学(オレミス)、SeaTrac、Hyperion Technology Group、BLUEiQと共同で、メキシコ湾岸で音響デモンストレーションを開催した。写真提供:SeaTrac Systems
地表上および地表下のマッピング
別の最近の応用例としては、磁気マッピングを共同で行うというものがある。 QuSpin磁力計。
この任務では、センサーはSP-48の船体下部の竜骨部分に取り付けられ、作戦中ずっと水中に潜ったまま高精度の磁気測定を行うことができた。
この統合は、物理的な取り付けオプションがセンサーの互換性と同じくらい重要であることを示しています。さまざまなミッションでは、センサーの向きや環境への露出状況が異なることが多く、ペイロードをマスト上、ムーンプール内、ペイロードベイ内、または船体下部に取り付けることができることで、プラットフォームの運用範囲が拡大します。
未来への備え
USMは、ペイロードの追加統合を通じて、SP-48の能力を継続的に拡大している。
今後のミッションには、高精度な水中測位を支援するソナーダイン社のジャイロUSBL 5000システムの導入や、高解像度の港湾および海底調査のためのコングスベルグ社製EM2040Pマルチビーム音響測深機の導入などが含まれる。
「この実証実験は、我々の戦闘員や連邦政府機関の任務遂行上不可欠なニーズを満たすための解決策を迅速に特定する上で不可欠です」と、USMの研究・イノベーション担当副学長であるブライアン・クエバス博士は述べた。
遠隔操作による海上作戦が成熟するにつれ、汎用性は航続距離や航続距離と同じくらい重要になってきている。
組織は、環境モニタリング、防衛、海洋エネルギー、水路測量、海底作業といった分野間を、大規模な再構成や専用の支援船なしに切り替えられるプラットフォームをますます必要としている。
単一のモジュール式無人水上艇(USV)で、かつては複数の専用プラットフォームを必要としていた任務を遂行できる。任務要件の拡大と予算の制約に直面する運用者にとって、この柔軟性は自律航行能力の最も価値ある機能の一つとなるだろう。