En fersk rapport anslår at en skipsrute langs den russiske kysten vil være åpen mellom 94-98 prosent av tiden allerede i 2040. Dette vil gjøre det mulig for vanlige havfartøy å kjøre i det iskalde vannet i Polhavet. Da gjelder det å ha skip som tåler mer enn Titanic. Foto: Photos.com

Vil forhindre nytt Titanic-forlis

Nye sjøruter åpnes når isen i Arktis smelter. Flere skip finne veien gjennom farvann fulle av isfjell. For at fremtidens skip ikke skal synke, lar forskerne isblokker på opptil 900 kilo falle ned på metall.

Etter fem minutters samtale med stipendiat Katja Kim ved NTNU, kommer du til å tenke: På sitt mest grunnleggende handler arbeidet hennes egentlig om Titanic, det «synkefrie» dampskipet som kolliderte med et isfjell og sank for 100 år siden.

Kim studerer ikke Titanic selv, men doktorgraden hennes, der hun undersøker hvordan isen oppfører seg når den møter skip og havstrukturer, avslører informasjon som skipsbyggerne av Titanic kunne hatt nytte av.

 Åpen skipsrute allerede i 2040

Og dette er informasjon som vil bli stadig viktigere. Global oppvarming er forventet å intensivere både produksjon og transport av isfjell fra Polhavet i Nord-Atlanteren. Nye nordlige sjøruter på toppen av verden vil også åpne opp når isen i Arktis smelter bort.

Global oppvarming er forventet å intensivere både produksjon og transport av isfjell fra Polhavet i Nord-Atlanteren. Nye nordlige sjøruter på toppen av verden vil også åpne opp når isen i Arktis smelter bort. Å vite hvordan forskjellige metaller oppfører seg når de blir truffet av is er én måte å forbedre utformingen av skip som skal manøvreres i farvann fulle av isfjell.

Global oppvarming er forventet å intensivere både produksjon og transport av isfjell fra Polhavet i Nord-Atlanteren. Nye nordlige sjøruter på toppen av verden vil også åpne opp når isen i Arktis smelter bort. Å vite hvordan forskjellige metaller oppfører seg når de blir truffet av is er én måte å forbedre utformingen av skip som skal manøvreres i farvann fulle av isfjell.

En fersk rapport anslår at en skipsrute langs den russiske kysten vil være åpen mellom 94-98 prosent av tiden allerede i 2040. Dette vil gjøre det mulig for vanlige havfartøy å kjøre i det iskalde vannet i Polhavet.

Og det er her Kim kommer inn.

 Knuser isen

Katja Kim er for tiden stipendiat ved NTNUs Institutt for marin teknikk og universitetets Sustainable Arctic and Coastal Technology (SAMCoT), Senter for forskningsdrevet innovasjon. Hun jobber med ismekanikk, hovedsakelig i laboratoriet. Her slipper hun store isblokker ned på store ark av metall for å forstå hva skjer med metallet – og isen.

Men hun synes ikke det er lett å jobbe samtidig med de to fagene.

– Is-ingeniører og bygningsingeniører skiller seg fra hverandre. Is-ingeniørene snakker om is, og ønsker ikke å vurdere hva skjer med materialene. Bygningsingeniører derimot er forelsket i materialene, og is er ikke deres første prioritet. Vi prøver å inngå ekteskap mellom isens atferd og oppførselen til strukturer, forteller Kim.

Hun prøver også å knuse store isblokker med en stump metallgjenstand slik at hun kan forstå de indre kreftene i isen.

 Isblokker på 900 kilo

Noe av arbeidet hennes er utført i et forskningslaboratorium i Finland hvor forskerne kan lage spesielle isblokker som veier så mye som 900 kilo. Det er langt mindre enn et typisk isfjell eller en brekalv, men det er mye som kan læres likevel – både om hvordan isen oppfører seg, og hvordan skip eller materialer kan styrkes.

Hennes laboratorieforskning kan virke langt fra anvendt, men tenk på dette: Å vite hvordan forskjellige metaller oppfører seg når de blir truffet av is er én måte å forbedre utformingen av skip som skal manøvreres i farvann fulle av isfjell. Når biter av Titanics skrog ble hevet fra sine hvilesteder på havbunnen, for eksempel, så det ut til at de hadde knust i sammenstøtet med et isfjell.

– Politikken er å unngå isfjell, selvfølgelig. Men enten på grunn av uflaks eller menneskelig feil, du kan aldri være 100 prosent sikker, sier hun.

 En liten bit av et stort puslespill

Som mange stipendiater, graver Kim dypt inn i en svært liten del av et svært stort puslespill. I en nyere artikkel, «Mechanisms governing failure of ice beneath a spherically shaped indenter», beskriver Kim hvordan mikro-skala sprekker utvikler seg i isen, og hvordan den bryter i småstykker. Hennes forskning forteller ikke bare historien om hvordan isen oppfører seg, men illustrerer også detaljnivået som er nødvendig for å gjøre fremskritt i teknologiforskning.

Hennes informasjonsbiter – enten isen smuldrer opp, sprekker eller hvor mye kraft det tar å knekke isen – kan ha avgjørende betydning når forskerne bruker dem i datasimulering til å forstå hvordan is og skip oppfører seg i møtet med hverandre.

Vil isen knuse før metallet knekker? Hva er det med isen som får den til å knuse eller smuldre?

Den 18. -19. juni presenterte hun resultater på den 6th International Conference on Collision and Grounding of Ships and Offshore Structures.

 Fra artist til ingeniør

Hennes bestefar er av koreansk avstamning, men Katia Kim (29) er født og oppvokst i St. Petersburg, Russland. Da hun var ung, elsket hun å tegne og male, og gikk på en spesialisert kunstskole i åtte år som tillot henne å fokusere på hennes talenter. Da hun var 13 år gammel, hadde hun laget kunst som allerede var akseptert til 1st World Children’s Art Exhibition i Berlin. Arbeidet hennes ble også inkludert i en bok utgitt i Tyskland om utstillingen.

Foreldrene hennes oppmuntret henne til å forfølge sine kunstneriske talenter, men etter hvert kom hun å tenke på at å tjene til livets opphold som artist kan være svært vanskelig. Gatene i St. Petersburg, byen som huser et av verdens største kunstmuseer, Eremitasjen, var fulle av slitne kunstnere villige til å tegne eller male et portrett for nesten ingen penger.

– Jeg ønsket ikke å bli en av alle disse artistene på gata, sier Kim.

I stedet valgte hun å satse på en teknologisk bachelorgrad. Det var et tryggere valg.

 Betatt av Svalbard

Det var bare tilfeldig at Kim kom til Norge. De begynte med at en lærer oppmuntret henne til å vurdere et utvekslingsår på Svalbard ved UNIS, Universitetssenteret på Svalbard.

– Han fortalte meg at det var en virkelig flott opplevelse, men at det var veldig vanskelig å komme inn, sier Kim. Noen studenter vil finne denne siste delen (om det trange nåløyet) lite motiverende, men for Kim gjorde det ideen mye mer tiltalende. Hun var ikke så interessert i Norge eller Svalbard, men konkurransen, det var noe hun likte.

– Jeg liker å konkurrere, sier Kim. Hun ble akseptert til ett års kurs i Arctic Technology ved UNIS i 2005. Hun reiste tilbake til Svalbard året etterpå for å hjelpe en russisk stipendiat, og for å jobbe med egen forskning. Hun ble også akseptert som en Erasmus Mundus-student, i Comem programmet. Dette førte henne i kontakt med forskere ved TU Delft, NTNU og Universitetet i Barcelona.

 Statoil, SAMCoT og kunst

Med en mastergrad i hånda ble hun i 2009 engasjert av Statoil for å jobbe på et team som utviklet matematiske modeller for beregning av islast og deres effekt. I 2010 startet hun på et 4-års PhD-program med Jørgen Amdahl hos Institutt for marin teknikk ved NTNU, med SAMCoT direktør Sveinung Løset som hennes biveileder.

Hun startet med en problemstilling som så på hva som skjer i en sjelden is kollisjon – som en kollisjon med Titantic. Men som sant er med noen stipendiater, så gravde hun stadig dypere ned i detaljene.

– Mitt langsiktige fokus er fortsatt sikkerhet av skip i Arktis, men nå har jeg snevret inn arbeidet mitt for å se på isens egen mekanikk. Men er det ikke en lang vei fra å være en spirende kunststudent til å studere isens mekanikk på toppen av verden? Ikke egentlig, synes Kim og fortsetter:

– Vitenskap er som kunst: du skaper. Jeg synes at is er pent. Det er så ukjent.