Polare prøvelser
Aktivitetene i nordområdene øker. Men hvor trygt er det å operere her?
En lys juninatt i 1989: Det russiske cruiseskipet Maxim Gorkiy glir stille av gårde utenfor kysten av Svalbard. Så lyder et kraftig smell – før alarmen går over hele skipet. I likhet med Titanic har båten med 973 tyske passasjerer truffet et isfjell. Cruiseskipet tar inn vann og begynner å synke umiddelbart.
Til alt hell er et redningshelikopter til stede på Bjørnøya. Samtidig er Kystvaktas fartøy «Senja» på tokt ikke langt unna. Når Senja kommer til unnsetning tre timer senere, er baugen allerede sunket til samme nivå som hoveddekket. Men Kystvakta klarer å forhindre at Maxim Gorkiy går ned. Passasjerene, mange av dem kledd i nattøy, blir evakuert fra isflakene rundt båten av helikopter, livbåter og flåter. Deretter blir de fraktet til Svalbard. Ingen liv går tapt.
På grunn av flaks.
Økt aktivitet
De russiske turistskipene er ikke alene om å ferdes rundt Svalbard. Hvert år kommer rundt 65 000 turister hit. Halvparten kommer med oversjøiske cruiseskip, og utenfor kysten er transporten stor.De arktiske statene Norge, Canada og Russland har for alvor fattet interesse for nordområdene. Prognoser antyder at en fjerdedel av verdens olje- og gassressurser befinner seg her, og norske myndigheter tror at området på sikt kan bli Europas viktigste petroleumsprovins.
Mange har hevdet at skipstrafikken vil øke på grunn av issmelting i Arktis og en omlegging av verdens skipsruter. Andre mener det vil bli for dyrt å trafikkere gjennom Nordvestpassasjen, og at trafikken mellom Amerika og Asia vil fortsette som i dag.
En studie fra CICERO Senter for klimaforskning, Det Norske Veritas og Statistisk sentralbyrå konkluderer med at det ikke vil bli noen stor økning i olje- og gassproduksjonen i regionen. Men de hevder likevel at issmeltingen vil føre til at langt mer av produksjonen kan skje offshore enn i dag, og dette vil igjen gi en stor prosentvis økning i shippingvirksomhet.
Når aktiviteten i hele området øker, øker også risikoen for at det vil skje ulykker.
Kan du høre meg? Over
Et steinkast unna NRKs radiorede på Tyholt i Trondheim sitter Beate Kvamstad og forsker på radiosignaler og satellittsystemer. Det som interesserer henne spesielt, er rekkevidden til de ulike kommunikasjonssystemene i de aller nordligste delene på kloden. Nå vil hun, i likhet med statskanalen i nabobygget, kringkaste sitt budskap. Det kan kort oppsummeres i setningen «det holder ikke».
For de entydige resultatene i arbeidet til Kvamstad og kollegene hennes ved Marintek viser at det ikke står bra til med kommunikasjonssystemene som i dag er i bruk i nordområdene.
– Når vi kommer lenger nord enn 70-75 grader, ser vi at systemene for satellittkommunikasjon som normalt brukes, blir veldig ustabile, sier Beate Kvamstad.
Hun påpeker at internettløsningen som vi ser på som en selvfølge, nesten uansett hvor vi befinner oss i verden, er utilgjengelig i områder hvor man ikke har god dekning fra satellitter eller landfaste systemer som tilbyr internetttjeneste. Og at det eneste unntaket er olje- og gassplattformene, som har gode internettforbindelser ved hjelp av fiberoptiske kabler som er trukket inn til land.
Mange hull
Kvamstad har solid belegg for påstanden sin: Forskere ved Marintek har til sammen aktiviteter i seks ulike forskningsprogrammer knyttet til nordområdene. Kartlegging av tilgjengelige kommunikasjonssystemer har vært og er en vesentlig del av alle.
Slike systemer utgjør en viktig infrastruktur for all aktivitet i nord. Uten god kommunikasjon er det rett og slett vanskelig å operere i områdene. Kommunikasjonssystemene er kjernen i alt fra sikkerhet til effektivitet, logistikk og generell drift.
Det er ikke vanskelig å se for seg et skrekkscenario på grunn av manglende løsninger. Cruisetrafikken rundt Svalbard øker, og skipene har ofte opptil 3000 passasjerer.
– Om en ulykke inntreffer, kan man ikke basere seg på at Kystvakta tilfeldigvis er i nærheten. Hvem er det da som har ansvaret for at nødsignalene kommer fram, og hvem har ansvaret for spredning av informasjon i en redningsaksjon, spør Kvamstad retorisk.
– Forslag har vært luftet rundt at skipene burde gå i par. Men siden litt av poenget for mange turister er å få følelsen av å være alene, skjer ikke dette, tilføyer hun.
En-til-en-kommunikasjon
I prosjektet Marsafe North, som nylig ble avsluttet etter tre års arbeid, har forskere fra Marintek og et knippe industripartnere fra inn- og utland samarbeidet tett om å avdekke de ulike sikkerhetshullene som eksisterer for marine operasjoner i nordområdene. Prosjektet har resultert i 28 anbefalinger knyttet til sikkerhet. Øverst på lista over tiltak som må bedres, står «Kommunikasjon, overvåkning og sporing». Formuleringen «Beredskap, søk, redning og redningsutstyr» befinner seg tett oppunder.
Beate Kvamstad sier at når det gjelder kommunikasjonsproblemet, er det mange som tenker på radiosystemene som sjøfolk har støttet seg på i årtier.
– Og det finnes flere mulige radiofrekvenser, men dette er kanaler som fungerer best for stemmeoverføring, sier hun.
Forskerne har dessuten kartlagt rekkevidden, og funnet at de fleste tilgjengelige frekvensene har store «hull» i dekningsfeltet i nordområdene. – Brukerne rapporterer at de kan miste forbindelsen i lengre og kortere tid. Det er en kritisk faktor, sier forskeren.
En annen svakhet er ifølge Kvamstad at det er umulig å overføre store datamengder via radio. Men det er akkurat dét som er nødvendig for å håndtere informasjonsbehovet man har for eksempel i en redningsaksjon. Det som trengs, er bredbåndsløsninger med kapasitet til å håndtere større mengder datatrafikk.
Satellittkommunikasjon
Derfor har forskerne rettet blikket mot nettverket av satellitter som går i bane rundt kloden. Problemet er at de fleste sirkler rundt ekvatorlinja. Signalene fra disse satellittene blir mer og mer utilgjengelige jo lenger nord man beveger seg, fordi vinkelen mellom mottakssystemene og satellitten som sender ut signalene, blir for liten.
Et alternativ er satellitter som går i bane tett over polene, bare 200 til 2000 kilometer over jorda – såkalte LEO-systemer. Men disse systemene har vist seg å være ustabile. En av årsakene kan være at farten på satellittene blir veldig høy fordi de går i bane relativt nær jorda.
– Det er vanskeligere å skyte blink jo raskere målet beveger seg, sier Kvamsdal.
Heldigvis finnes det også andre løsninger: nemlig høyelliptiske satellitter. Disse satellittene går i avlange baner og i stor høyde over polene. (Se illustrasjon på neste side.)
Canada planlegger nå utviklingen av Polar Communication and Weather system (PCW), som er basert på slike satellitter. Om dette skjer, vil man få tilgang til et stabilt system med bra båndbredde som kanadierne også har åpnet for kommersielle tjenester.
– Så langt har dette systemet vist seg å være det mest lovende for god og stabil kommunikasjon i Arktis, sier forskeren.
Ad hoc-løsninger
Men satellittkommunikasjon vil neppe være nok til å dekke hele det arktiske havområdet.
Forskerne ser for seg at det må utvikles såkalte hybride løsninger. Dette er kommunikasjonssystemer som benytter seg av informasjon fra både satellitter og bakkebaserte stasjoner som i dag står i kystnære områder.
I tillegg vil det være behov for å kunne sette opp ad hoc-løsninger: I stedet for å basere seg på satellitter kan man bygge nettverk mellom båter i området. Skipene har da antenner om bord som tar imot signaler og sender videre.
Med andre ord: Det finnes et vell av løsninger. Utfordringen er å finne ut hvilke som fungerer best hvor – og deretter få dem til å kommunisere seg i mellom.
– Alle har ulike styrker og svakheter. Derfor må vi finne ut hva som er den perfekte kombinasjonen av ulike systemer, sier Kvamstad.
Kollisjonsfare
Men det er mer enn kommunikasjonsløsninger som må på plass før sikkerheten i de polare havområdene blir god nok. Varslinga av vind, storm, nedbør, tåke og bitende kulde har svarte hull, og de enorme ismassene i havet endrer stadig form og tilstedeværelse. Problemet er rett og slett at alt endrer seg, fra isforhold til havbunn og værforhold.
Forskningsleder i Marintek, Kay Fjørtoft, har nylig landet i Trondheim etter et drøyt ukes opphold på Svalbard. En av de tingene han studerer der, er nettopp is – og isens bevegelse.
– En av de største ulykkesfaktorene i nordområdene er kollisjonsfaren knytta til isfjell. Derfor er det viktig å kartlegge drivbanene til isen. Vi må vite hvor den driver, hva dette vil bety når nye oljefelt skal etableres, eller hvordan drivbanemønsteret er dersom en ulykke oppstår, sier Fjørtoft.
Nylig kartla prosjektet Marsafe North bevegelsene i ismassene øst for Grønland. Gjennom å satellittovervåke ferden til seks bøyer montert på et islag 20 km nordøst for Kong Karls Land på Svalbard, har Fjørtoft og kollegene funnet ut at den nesten 0,7 meter tykke isen beveget seg med en fart på rundt 0,18 meter i sekundet.
– Isen hadde en fart på 113 nautiske mil på 14 dager, avhengig av tidevann, område, strøm og værforhold, sier forskningslederen.
En av bøyene drev også rundt hele Svalbard og ble plukket opp inne i Isfjorden, ikke så langt fra Longyearbyen, noe teamet ikke helt hadde ventet.
Isende problemer
Ved Meteorologisk institutt i Tromsø studerer fysiker Frode Dinessen et satellittbilde som viser isforekomstene rundt Svalbard. Hver virkedag mottar og analyserer istjenesten ved instituttet et stort antall satellittbilder som dekker området fra Øst-Grønland til Novaja Semlja. Satellittbildene kommer fra forskjellige satellitter – alle med sine begrensninger. Dermed kan iskartene som utarbeides, inneholde feilkilder som kan være kritiske for operatører nært iskanten eller inne i isen.
– Den viktigste satellitten vi bruker, er utstyrt med et aktivt radarinstrument som sender ut et signal på skrå mot jordens overflate og måler signalet som reflekteres tilbake til satellitten. Dersom det er slett hav, er det lite som reflekteres, men når satellitten passerer over is, har man normalt en mer ru overflate. Det gjør at signalet som reflekteres tilbake, øker. Slik får vi verdifull kunnskap om hvor og når det er trygt å ferdes for fartøy som befinner seg i området, sier Dinessen.
Problemet er bare at vind kan få overflata på havet til å sende ut refleksjoner. Disse lurer satellitten til å tro at det er is – og ikke bølgekrusende hav – som befinner seg under satellittbanene. Det gjør at bildene må tolkes med argusøyne av erfarne fagfolk. Det finnes nemlig ingen måte å automatisere bildetolkningen på – og dessverre har ikke Meteorologisk institutt kapasitet til å gjøre dette til en døgnkontinuerlig tjeneste.
Sensorer på havbunnen
Forskere ser for seg ulike typer systemer for å kunne overvåke is. Fra måleutstyr på isen som sender ut isens posisjon med jevne mellomrom, til bruk av ubemannede fly og sensorer på havbunnen som kan måle istykkelse.
Det siste kan Odd Kristen Østern Pettersen ved SINTEF IKT fortelle mer om. Avdelingen hans har i samarbeid med bedriften Nortek fått penger til å utvikle et system som kan overvåke is via sensorer på havbunnen. Statoil og Kongsberg Maritime er også med i arbeidet.
– Vi snakker om trådløse sensorer som skal stå på bunnen for å detektere isdrift og tykkelse. I dag settes én sensor ut for å lagre målinger før den hentes opp igjen, kanskje etter flere måneder. Vi vil lage et «live-system» som dekker et større område og som vil bli mer relevant for skip og operasjoner i isen. Systemet vil bestå av et antall trådløse sensorer fordelt over et større område, og som kommuniserer med en basestasjon nede på havbunnen, som sender info opp til en isbryter eller en oljeplattform. Slike system er tenkt satt ut i kritiske områder eller i forbindelse med kritiske operasjoner, sier Pettersen.
Overvåkingssystemer
I dag er det mange institusjoner som samler inn data om forholdene i havet. Havforskningsinstituttet samler inn om fiskeressurser, Meteorologisk institutt om vær og oseanografiske forhold, Kystverket om skipsfart. Problemet er at hver institusjon har fokus på sine interesseområder og at dataene bare i begrenset grad blir gjort tilgjengelig for andre. Dermed blir det vanskelig å tegne et mer helhetlig situasjonsbilde.
Kystverket leder utviklingen av et system som skal prøve å gjøre noe med dette. I mai kom piloten på det helhetlige overvåkings- og informasjonssystemet for hav- og kystområdene i nord, BarentsWatch. Her legger alle de deltakende partnerne inn data så man kan se værforhold, polare fronter, skipsfart, isforhold og sårbare områder. Det utvikles så tjenester som kombinerer de forskjellige dataene til ny og viktig informasjon om forholdene i havet.
BarentsWatch skal utvikles i flere faser. I de første fasene vil det bli etablert en åpen informasjonsportal for kyst- og havområdene. Parallelt med en gradvis utvikling av tjenester i det åpne systemet arbeides det med å utvikle et lukket, operativt system som skal gi offentlige myndigheter med maritimt ansvar et felles og bedre situasjonsbilde.
Sjøkart og grunner
Når isfjell beveger seg i grunne farvann, øker ikke bare faren for kollisjoner: De kan også endre havbunnens topografi. Det gjør at farvannet ganske ofte er forskjellig fra det sjøkartene viser.
En kar som er opptatt av sjøkart, er Norvald Kjerstad i Ålesund. Han har både seilt med russiske isbrytere og passert Nordøstpassasjen flere ganger. Nå er han dosent ved høyskolen i byen og professor II i arktisk navigasjon ved Universitetet i Tromsø. At det nordlige Barentshavet er farlig farvann, mener han skyldes kombinasjonen av manglende sjøkart, mange havgrunner og mye drivis i store deler av norsk sone. Det samme gjelder områdene rundt Grønland og arktisk Canada. Farvannet rundt Sibir er også preget av store grunnområder i de såkalte deltaområdene, hvor flere av de store russiske elvene munner ut.
– Behovet for å lage nye sjøkart over nordområdene er stort. De mange grunne havområdene utgjør en risiko. Men å lage sjøkart er dyrt og tidkrevende: For det første må man være i området når det er isfritt. Deretter må man gå systematisk til verks med multistråle-ekkolodd – nesten som om man skal pløye en åker. Her må vi vurdere kostnaden opp mot nytten, og ut fra hvor mange skip som ferdes i området, mener Kjerstad.
200 meter fra land
I desember 2011 ble Kolskaja-plattformen tauet fra halvøya Kamtsjatka i nord-Russland og inn til land. Arbeiderne ble ikke hentet med båt, men sto på dekk under tauing. 200 meter fra land kantret plattformen. Ventilene ble ødelagt av is og bølger, og fartøyet begynte å ta inn vann. Mannskapet ventet på å bli evakuert av helikopter, men plattformen sank før de kunne komme seg om bord i redningsbåtene. Det var kraftig vind og 17 minusgrader i området.
To av plattformens fire redningsbåter ble funnet uten folk i, og redningsarbeidet var svært vanskelig på grunn av værforholdene. Fly og helikoptre ble sendt til land rundt klokka 19 lokal tid. Da hadde redningsmannskapene tilbrakt mer enn seks timer i det iskalde vannet, opplyser den regionale kriseberedskapen. Alle oljearbeiderne hadde på seg redningsvester og varme drakter, og de som ble reddet opp av vannet, var i relativt god form. 14 døde, 80 overlevde.
Snøhvitfeltet ligger sammenligningsvis 140 kilometer fra land, mens det er 600 kilometer fra Kolahalvøya og ut til Shtokmanfeltet.
Bekledning
Helseforsker i SINTEF, Hilde Færevik, mener det er umulig å forestille seg hvordan det er å jobbe i de aller tøffeste klimaområdene der det kan bli så kaldt som 60 minusgrader:
– Siden teknisk utstyr krever konstant vedlikehold i ekstremkulda, er arbeiderne nødt til å jobbe ute i perioder. Vi ser at Goliatplattformen som nå er under bygging, har en god del åpne områder. Det betyr at arbeiderne utsettes for risiko, men også at de utsetter andre for risiko gjennom å gjøre feil. Og én ting er å jobbe på Goliatfeltet, men når norske arbeidere skal over mot de russiske områdene, blir det enda mer ekstremt med enda mer is.
Færevik påpeker det som er allment kjent: Når minusgradene faller, reagerer kroppen med å trekke blodet innover slik at
hender og føtter blir kalde. Og hvor kald kan du bli før det går ut over yteevnen? Hvor lenge kan man jobbe ute før man tvinges inn av sikkerhetsmessige grunner? Dette er spørsmål forskerne vurderer. De vet at yteevnen daler allerede ved pluss 5 grader, og at det trenges avansert beskyttelse når man skal jobbe i sno, vind og kulde.
Klær som lagrer varme
– Vi ser for oss klær i funksjonelle materialer, som for eksempel kan lagre overskuddsvarme fra kroppen, som igjen kan hentes ut av tøyet når det blir kaldt, forteller Hilde Færevik. – Vi arbeider også med å utvikle klær med integrerte sensorer – som kan måle temperaturverdier på huden på håndleddene. Dette kan gi et klarere varsel enn dagens systemer, om når folk må slutte å jobbe og komme seg inn i varmen.
– Vi ser for oss klær i funksjonelle materialer, som for eksempel kan lagre overskuddsvarme fra kroppen, som igjen kan hentes ut av tøyet når det blir kaldt, forteller Hilde Færevik. – Vi arbeider også med å utvikle klær med integrerte sensorer – som kan måle temperaturverdier på huden på håndleddene. Dette kan gi et klarere varsel enn dagens systemer, om når folk må slutte å jobbe og komme seg inn i varmen.
– Om det skulle gå så galt at man havner over bord, er overlevelsestiden er naturlig nok kort.
I en nødsituasjon er beredskapstiden satt til to timer. Overlevelsesdraktene må derfor være gode nok for de ekstreme forholdene i Barentshavet. Dette er for eksempel oljeselskapet ENI Norge opptatt av. Tre ting er spesielt viktige: Draktene må forhindre drukning og nedkjøling, og de må ha god synlighet for redningsmannskap, sier Færevik.
Hun snakker om en situasjon som de fleste av oss vil ha vansker med å forestille oss: en redningsaksjon i røff sjø der det råder kaos og mørke. Støy, rop, vind og mennesker som kaver rundt i bølgene.
– Skal det være håp om å redde noen, må de synes så godt som mulig. Så vi jobber med forbedringer hele veien, blant annet på bruk av kameratline, og visir som kan gi bedre synlighet.
Ikke alltid beredt
– Å berge liv. Å berge miljøet. Å berge materielle verdier. Det er prioriteringene.
Ordene kommer fra NTNU-professor Tor Einar Berg. Han har sikkerhet og redning i nordområdene som et av sine hovedinteressefelt og er ikke tilfreds med utviklingen han ser:
– Det er mangel på sjøfolk med erfaring fra seilas i arktiske farvann, og det er utfordrende å benytte utenlandsk mannskap som hører hjemme i tropiske land og har dårlig forståelse for kritiske hendelser i nordområdene. I Barentshavet er luft og sjøtemperatur lav – også i sommerperioden, og tilpasset arbeidsbekledning blir viktig. Dette er ofte en mangelvare på skip som tar en tilfeldig tur i sommersesongen.
Ved ulykker er rask respons alfa og omega, forteller Berg. Derfor blir det vesentlig å vite om det er andre skip i området:
– I dag er større skip utstyrt med teknologien AIS – Automatic Identification System, etter krav fra IMO. Dette er en slags ferdsskriver, som overvåker «hvem, hvor og hva», og kan gi indikasjoner på om det befinner seg skip i området. Men fordi pålegget om AIS bare gjelder skip over en viss størrelse, kan vi ikke stole på løsningen. Dessuten «ser» landbasert AIS bare 25–30 nautiske mil fra land, det vil si 45–55 kilometer. Kongsberg Seatex jobber nå med å øke rekkevidden.
Berg så gjerne at sikkerhetsnivået i nordområdene befant seg på samme nivå som det man finner i offshoreindustrien.
– Denne beredskapen brukes ofte som en referanseverdi for hva som er godt nok. Likevel skjer det ulykker. Men når uhellet er ute, er det relativt kort avstand inn til land. Det vil ikke være tilfelle når vi inntar Barentshavet som industriarena: Avstand og vær vil bli hovedutfordringene for industri som nå skal etablere seg i nordområdene, mener professoren.
Han ivrer for satsing på opplæring og utdanning av folk som ferdes i nordområdene, og at det må utarbeides fartøysspesifikke operasjonsgrenser for kritiske marine operasjoner.
– Det hjelper ikke å ha verdens beste skip om operasjonsplanleggingen på land og mannskap om bord ikke kan utnytte kvalitetene i skipet. Vi trenger økt kompetanse og må unngå at feil forplanter seg. Derfor må vi simulere alle kritiske operasjoner som skal gjennomføres i arktiske farvann. Det finnes flere simulatorer rundt om i Norge som kan brukes for studier og trening av seilende personell.
Spesialfartøy – en løsning
Tor Einar Berg trekker fram en annen nøkkel til suksess: samarbeid med land som Russland, Island og Grønland, og han har følgende anbefalinger å komme med når det gjelder kvalitet på fartøy:
– Fartøyene som skal ferdes i nord, må designes for arktiske forhold. Det finnes båter som er bygget og konstruert for å gå i is, men de har ofte dårligere sjøegenskaper enn skip som er designet for å gå i åpent farvann. Framtidig design må kunne takle raske værskift, uvanlige bølgefenomen, sterk vind, ising og isdrift. Parallelt må det legges vekt på å utvikle redningsutstyr som kan fungere for både åpent og islagt farvann.
Berg mener at skipstrafikken bør følge faste korridorer som overvåkes og måles opp. Danskene har for eksempel laget en «safe corridor» ved Grønland. På samme vis mener Berg at man bør etablere såkalte «strandsetningssoner» – plasser der det er trygt å ankre opp dersom uhell inntreffer. Her må det også være tilgjengelige kommunikasjonsløsninger.
Sikkerhetsnivået må bedres
Men det er ikke bare teknologien for overvåking av ferdsel som har sikkerhetshull. Ifølge Berg er et annet problem at overlevelsesdraktene som eksisterer, ikke er gode nok for områder som for eksempel Goliatfeltet.
– Barentshavet er atskillig tøffere enn Norskehavet når det gjelder både kulde og vind. Her er det kaldt også på sommeren, påpeker han. – Et stort problem er «slengere» som ikke har erfaring og som ikke har utstyr til å jobbe der. Kystverket har for eksempel av og til måtte utstyre mannskap på skip med varmedresser.
Oljeselskapene pålegges derimot å sørge for egen beredskap når de etablerer seg. De kommer også til å jobbe fram sin egen beredskap for helårsaktiviteter siden myndighetene ikke vil ta dette ansvaret.
Tor Einar Berg oppsummerer sikkerheten i Nordområdene slik:
– Til syvende og sist er fungerende kommunikasjonssystemer en nøkkel til suksess i en redningsaksjon. Og prisen for å få på plass et bredbånds satellittbasert kommunikasjonssystem for området vil nok komme på mellom fem og seks milliarder kroner, avslutter han.