Oceaanwetenschapper bouwt ISS in zee

We weten meer over het heelal dan over de zee, en slechts 5 procent van de oceanen is bestudeerd. Maar nu wil de kleinzoon van een Franse tv-coryfee 18 meter onder de zeespiegel ’s werelds grootste onderwaterbasis opzetten.

We weten meer over het heelal dan over de zee, en slechts 5 procent van de oceanen is bestudeerd. Maar nu wil de kleinzoon van een Franse tv-coryfee 18 meter onder de zeespiegel ’s werelds grootste onderwaterbasis opzetten.

Proteus

Begin juli 2014 komt Fabien Cousteau uit de golven bij de Florida Keys na 31 dagen in een krappe buis op de bodem van de oceaan te hebben doorgebracht. Geen enkele onderzoeker heeft ooit zo lang onder water geleefd.

Maar de onderwatermissie is nog maar een voorproefje van wat de Franse duiker en milieuactivist in petto heeft.

Als het aan Cousteau ligt, wordt er ver onder de zeespiegel een tegenhanger van het Internationale Ruimtestation (ISS) gebouwd, die in 2025 klaar is voor bewoning.

De plannen voor de Proteus, zoals hij dit onderzoeksstation noemt, worden dit jaar voltooid. In de jaren hierna zal het station 18 meter diep in zee bij Curaçao in de Caribische Zee gebouwd worden.

372 m<sup>2</sup> zal de Proteus beslaan. De onderwaterbasis moet 12 bewoners huisvesten.

Het doel is een permanent bewoonde onderwaterbasis te creëren waar wetenschappers de zee intensief en ongestoord van dichtbij kunnen bestuderen.

We hebben nog maar 5 procent van de oceaan verkend, maar de onderzoekers van de Proteus willen niet alleen begrijpen wat er zich in de diepte bevindt en hoe we de dieren kunnen beschermen – ze hopen ook nieuwe organismen te vinden.

31 dagen in de oceaan

De Proteus, ontworpen door de Zwitserse industrieel ontwerper Yves Béhar, wordt verreweg het grootste onderzoeksstation in zee. De basis is opgebouwd rond twee cirkelvormige verdiepingen die verbonden zijn door een spiraalvormige gang.

Langs de twee verdiepingen steken een paar modules uit, die gebruikt kunnen worden voor laboratoria, woonruimten of tuinbouw en die naar behoefte geplaatst of verwijderd kunnen worden.

Door deze modules ligt de vergelijking met het ISS voor de hand. Het station in de ruimte ontstond uit een samenwerking tussen onder meer NASA en de Russische ruimtevaartorganisatie Roskosmos, als een laboratorium waar astronauten een paar weken of maanden kunnen wonen om proeven uit te voeren.

Op de Proteus zal onderzoek worden uitgevoerd door zogeheten aquanauten – duikers die lange tijd onder water blijven.

De grootste onderzoekshabitat in zee is nu de Aquarius Reef Base, waar Fabien Cousteau in 2014 31 dagen doorbracht.

De Aquarius Reef Base werd gebouwd in 1986 en vormde de basis voor meer dan 120 onderzoeksmissies. Het station, dat 9 kilometer uit de kust op 19 meter diepte ligt, diende in 2021 als trainingsfaciliteit voor astronauten die zich voorbereidden op NASA’s komende maanmissies.

In 2014 bracht Fabien Cousteau 31 dagen door op de Aquarius Reef Base in Florida. Het verblijf resulteerde in meer dan 10 papers en ruim 12 terabyte aan gegevens.

© Proteus

Maar ondanks zes stapelbedden, een kleine keuken, airconditioning en wifi is de 37 m2 grote Aquarius Reef Base niet geschikt voor langdurige missies.

We moeten veel groter denken, vindt Fabien Cousteau.

Opa neemt de eerste duik

Als de achternaam je bekend in de oren klinkt, is dat geen toeval.

Fabiens grootvader was de duiker en filmmaker Jacques Cousteau, beroemd van talrijke tv-documentaires. Steevast met zijn rode muts op vertelde Jacques Cousteau over expedities van het speciaal voor dat doel gebouwde schip Calypso.

In de jaren 1960 bouwde Jacques Cousteau drie onderwaterbases, Conshelf I, II en III, om uit te zoeken of mensen lang onder de zeespiegel kunnen leven.

In 1962 trokken twee aquanauten in Conshelf I, gelegen op 10 meter diepte voor de kust van Marseille.

Aquanauten trokken de diepte in

Al zes decennia lang wonen wetenschappers in bases in zee om het leven in de oceanen beter te kunnen begrijpen.

1962-1965

Franse tv-beroemdheid bouwt drie bases
Jacques Cousteau bouwt de onderwaterbases Conshelf I, II en III in 1962-1965 om te bestuderen hoe lang de mens onder water kan leven. Met Conshelf II vestigt Cousteau het record door 30 dagen op de zeebodem te blijven.

© André Laban

1968

Duitse basis bestudeert paaiende haring
Het 14 m lange en 7 m hoge onderwaterstation op Helgoland was bedoeld om de paaiende haring en de akoestiek van de zee te bestuderen. Ploegen van vier duikers werkten een week lang in het station en laboratorium.

© Klugschnacker

1969-1970

NASA bouwt onderwaterbases
De Tektite I en II werden gebouwd door General Electric met steun van NASA, die de onderwaterbases wilde gebruiken om te bestuderen hoe wetenschappers lange tijd kunnen werken in vreemde en geïsoleerde omstandigheden.

© OAR/National Undersea Research Program (NURP)

1971-1983

Onderzoeksbasis wordt hotel
In 2014 werd het record gevestigd voor het langste verblijf in een onderwaterhabitat. Het record van 73 dagen vond plaats in Jules’ Undersea Lodge, dat tot 1983 La Chalupa heette en als onderzoekslaboratorium diende.

© Ritzau Scanpix

1986-?

De enige actieve habitat is in Florida
De Aquarius Reef Base is het enige onderwaterstation dat actief gebruikt wordt voor onderzoek en astronautentraining. In 2014 verbrak Fabien Cousteau hier met één dag het record van zijn grootvader uit 1962, die 30 dagen onderzoek deed.

© NASA

2025

Proteus verovert de zeebodem
Met de Proteus, de basis die in 2025 klaar moet zijn, wil Fabien Cousteau aquanauten terugbrengen naar de diepte. Ze krijgen op 372 m2 volop gelegenheid om weken of maanden achtereen de oceanen te verkennen.

© Proteus

Jacques Cousteau concludeerde dat de mens lange tijd onder water kan blijven, maar dat het gebrek aan zonlicht een gezondheidsrisico vormt.

De expedities van de jaren 1960 werden deels gefinancierd door oliemaatschappijen als BP, die mogelijkheden
zagen in het verkennen van de zeebodem voor nieuwe olievoorraden. Maar Fabien Cousteau richt zijn aandacht helemaal op het bestuderen van het mariene milieu.

Basis voorkomt duikersziekte

De Proteus zal verschillende laboratoria bevatten, slaapvertrekken, een keuken, woonvertrekken, badkamers en ’s werelds eerste onderwaterkas waar de bewoners hun eigen groenten kunnen verbouwen.

Vanuit een filmstudio zullen wetenschappers liveopnamen uitzenden voor gebruik in het onderwijs of voor collega’s en medewerkers aan land.

Het station heeft ook grote ramen aan weerszijden en in het plafond om zo veel mogelijk licht binnen te laten – om het gebrek aan zonlicht dat opa Cousteau 60 jaar eerder signaleerde, tegen te gaan.

Een groot voordeel van een basis als de Proteus is dat de bewoners dezelfde druk ervaren als in de zee eromheen.

Zo is er geen risico op duikersziekte en kunnen ze elke dag tot 12 uur duiken om monsters te verzamelen en te observeren.

Duikersziekte treedt op als een duiker te snel naar de oppervlakte opstijgt, waar de druk lager is. Door de drukverandering ontstaan stikstofbellen in het bloed en de weefsels, wat kan leiden tot klachten – van duizeligheid en gewrichtspijn tot bewusteloosheid en de dood.

Maar als je lange tijd op dezelfde druk en diepte blijft, raakt je lichaam gewend aan de omgeving. Deze techniek wordt saturatieduiken genoemd.

10-12 uur per dag kunnen onderzoekers de Proteus uit om in zee monsters te verzamelen.

In duikpak verlaten de onderzoekers de Proteus door een open watergang, die een moon pool genoemd wordt, binnen in de onderwaterbasis, die kan bestaan doordat de luchtdruk binnenin dezelfde is als in de omringende oceaan.

Als de duikers terugkeren, kunnen ze hun duikuitrusting weer uittrekken en vrij in de Proteus ademen.

Zeebodem in 3D gekarteerd

Een technische uitdaging is de Proteus zodanig op de zeebodem te plaatsen dat de basis stabiel is en veilig blijft.

Het onderwaterstation moet rusten op vijf palen die flexibel genoeg zijn om zich aan te passen aan de bewegingen van de oceaanstromingen en zeebodem, terwijl de Proteus stevig verankerd blijft.

In 2021 brachten Fabien Cousteau en zijn team de zeebodem zelf uitgebreid in 3D in kaart via een multibeamsonar, die gereflecteerde geluidsgolven gebruikt om de afstand tot de zeebodem te bepalen.

Met de sonar bracht Cousteau zo’n 6 km2 aan riffen voor de kust van Curaçao in kaart en vond hij geschikte plaatsen om de Proteus neer te zetten.

Het Italiaanse bedrijf Drass Group wordt belast met de bouw van de ISS-achtige basis, die naar verwachting in de loop van 2023 in gebruik wordt genomen.

De Proteus zal gebouwd worden op 18 meter diepte voor de kust van Curaçao. Hier gaat Fabien Cousteau het water in om de omstandigheden te inspecteren.

© Proteus

Cousteau verwacht dat de Proteus vanuit zijn positie 18 meter onder water gaat helpen nieuwe soorten in de diepte te ontdekken en misschien zelfs medisch onderzoek zal bevorderen.

Drie jaar is in een maand te doen

Sommige soorten zeesponzen bevatten stoffen die tegen kanker ingezet kunnen worden. En het uitkammen van de zee kan onbekende organismen aan het licht brengen die onderzoekers verder helpen.

En daar wordt heel wat van verwacht.

Cousteau schat dat hij en zijn team ooit in 31 dagen op de Aquarius Reef Base experimenten en observaties hebben weten uit te voeren die met een gewone duikmissie ongeveer drie jaar duren.

De onderzoekers namen onder andere slow motionfilms op met een speciaal ontworpen camera die 20.000 beelden per seconde vastlegt. Deze camera maakte onder meer een video van de explosieve aanval van de bidsprinkhaankreeft – een beweging die slechts 0,3 seconden duurt.

VIDEO: Bekijk de beelden van de aanval van de bidsprinkhaankreeft

In de veel grotere Proteus heersen nog betere omstandigheden en kan de diepte beter worden verkend dan ooit tevoren – en ons inzicht geven in de zeegeheimen.

Op termijn zal het onderwaterstation er zelfs een satellietbasis bij krijgen op zo’n 70 meter onder het zeeoppervlak. Van hieruit kunnen duikers korte missies van een paar uur uitvoeren voor ze naar de Proteus terugkeren.

Al meer dan 20 jaar bestudeert het ISS de ruimte boven ons – maar nu is het tijd om onze eigen planeet te verkennen.