อ่าน 13 นาที
ห้องปฏิบัติการวิจัยและวิศวกรรมเขตหนาว
ห้อง ปฏิบัติการวิจัยและวิศวกรรมเขตหนาว (CRREL) เป็น หน่วยงานวิจัยของ กอง วิศวกรรมกองทัพบกสหรัฐฯ
ห้องปฏิบัติการวิจัยและวิศวกรรมเขตหนาว
| ที่จัดตั้งขึ้น | 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2504 |
|---|---|
| ประเภทการวิจัย | วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมในเขตหนาว |
| ผู้อำนวยการ | โจเซฟ แอล. คอร์ริโว[ 1 ] |
| ที่ตั้ง | 72 ถนนไลม์ ฮาโนเวอร์ นิวแฮมป์เชียร์ 03755-1290 สหรัฐอเมริกา43°43′26″เหนือ72°16′23″ตะวันตก / 43.72389°N 72.27306°W |
| เว็บไซต์ | www.erdc.usace.army.mil/Locations/CRREL/ |
ห้องปฏิบัติการวิจัยและวิศวกรรมเขตหนาว (CRREL) เป็น หน่วยงานวิจัยของ กองวิศวกรรมกองทัพบกสหรัฐฯศูนย์วิจัยและพัฒนาด้านวิศวกรรมตั้งอยู่ที่เมืองแฮโนเวอร์รัฐนิวแฮมป์เชียร์ซึ่งให้การสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมแก่รัฐบาลสหรัฐฯ และกองทัพ โดยเน้นที่สภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นเป็นหลัก นอกจากนี้ CRREL ยังให้การสนับสนุนทางเทคนิคแก่ลูกค้าที่ไม่ใช่หน่วยงานรัฐบาลด้วย
CRREL เกิดจากการรวมตัวขององค์กรก่อนหน้าสามแห่งที่มีจุดประสงค์เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับดินเยือกแข็ง ดินเยือกแข็งถาวร หิมะ และน้ำแข็ง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในพื้นที่ยุทธศาสตร์ทางตอนเหนือในช่วงสงครามเย็นในช่วง 25 ปีแรก นักวิจัยของ CRREL ได้มีส่วนร่วมในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับธารน้ำแข็งขั้วโลก ดินเยือกแข็งถาวร และเทคโนโลยีทางวิศวกรรมสำหรับการพัฒนาทรัพยากรธรรมชาติในสภาพอากาศหนาวเย็น เช่น อลาสก้า เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยของ CRREL ได้มีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์ด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การทำความเข้าใจการแพร่กระจายของคลื่นสำหรับระบบเซ็นเซอร์ การควบคุมหิมะบนโครงสร้างและน้ำแข็งในทางน้ำที่สามารถเดินเรือได้ และการฟื้นฟูสิ่งแวดล้อมของฐานทัพทหาร
ขอบเขตภารกิจ
ภารกิจที่ระบุไว้ของ CRREL คือ "การแก้ปัญหาเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญของกองทัพบกสหรัฐฯ กองทัพบก กระทรวงกลาโหม และประเทศชาติ โดยการพัฒนาและประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมกับสภาพแวดล้อม วัสดุ และกระบวนการที่ซับซ้อนในทุกฤดูกาลและสภาพภูมิอากาศ โดยมีความเชี่ยวชาญหลักเฉพาะด้านที่เกี่ยวข้องกับภูมิภาคที่หนาวเย็นของโลก" [ 2 ]

พื้นที่ทางเทคนิคที่เจ้าหน้าที่ CRREL มีส่วนร่วม ได้แก่: [ 3 ]
- กระบวนการทางชีวธรณีเคมี ใน ดิน – ครอบคลุมถึงการจัดการและการฟื้นฟูพื้นที่ฝึกซ้อมทางทหาร และลักษณะเฉพาะของการอยู่รอดของจุลินทรีย์ในดินที่ได้รับผลกระทบจากการแช่แข็ง [ 4 ]
- โครงสร้างพื้นฐานในเขตหนาว – ครอบคลุมถึงโครงสร้างอาคารเทคโนโลยีการปูพื้น วิศวกรรมธรณีเทคนิคการออกแบบและการซ่อมแซมทางวิ่งเครื่องบิน และสิ่งอำนวยความสะดวกในเขตขั้วโลก [ 5 ]
- ชะตากรรมและการขนส่งของสารเคมีในสิ่งแวดล้อม – กล่าวถึงการตรวจจับและการสร้างแบบจำลองการกระจายและการเคลื่อนที่ของสารปนเปื้อนทางเคมีในดิน ซึ่งรวมถึงหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของชั้นดินเยือกแข็งถาวร[ 6 ]
- อุทกวิทยาและอุทกศาสตร์ – ครอบคลุมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็งในแม่น้ำ ประตูน้ำ และเขื่อน รวมถึงผลกระทบต่อเรือ ฐานข้อมูล CRREL Ice Jam สนับสนุนความพยายามนี้ [ 7 ]นอกจากนี้ยังกล่าวถึงอุทกวิทยาของหิมะโดยการกำหนดลักษณะการกระจายตัวและอัตราการไหลของหิมะโดยใช้เทคนิคการตรวจสอบต่างๆ [ 8 ]

- การสนับสนุนความคล่องตัวทางทหารและการปฏิบัติการทางอากาศ – กล่าวถึงการเคลื่อนที่ของยานพาหนะบนภูมิประเทศที่มีหิมะ น้ำแข็ง การแข็งตัว และการละลาย รวมถึงการปฏิบัติการของเครื่องบินบนพื้นที่ลงจอดที่มีการปรับปรุงขั้นต่ำ งานที่เกี่ยวข้องกล่าวถึงการปฏิบัติการในแอนตาร์กติกา การสนับสนุนการขนส่งบนน้ำแข็ง และรันเวย์บนหิมะและน้ำแข็ง[ 9 ]
- การแพร่กระจายของสัญญาณไปยังเซนเซอร์และระบบภาพ – ครอบคลุมการใช้เรดาร์เจาะพื้นดิน เรดาร์ เซนเซอร์แผ่นดินไหว และเซนเซอร์เสียง เพื่อพัฒนาวิธีการจำลองการแพร่กระจายของสัญญาณคลื่นมิลลิเมตร แผ่นดินไหว และเสียงผ่านสื่อต่างๆ งานวิจัยนี้นำไปประยุกต์ใช้ในการตรวจจับวัตถุระเบิดที่ยังไม่ระเบิดและเป้าหมายทางทหาร[ 10 ]
- กระบวนการทางบกและอุตุนิยมวิทยา ในเขตหนาว – กล่าวถึงสภาพของภูมิประเทศตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อสร้างแบบจำลองลักษณะทางกายภาพ ครอบคลุมวิทยาศาสตร์ของน้ำแข็งทะเลและธารน้ำแข็งไปจนถึงกระบวนการระดับจุลภาคที่แสดงถึงการก่อตัวของหิมะและผลึกน้ำแข็ง ปัญหาทางวิทยาศาสตร์รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกและอิทธิพลของสภาพอากาศต่อการบินและการขนส่ง[ 11 ]
- การประยุกต์ใช้ ภูมิสารสนเทศสำหรับการติดตามทรัพยากรน้ำ – เน้นการใช้ เทคนิค การสำรวจระยะไกลและการใช้ภาพแผนที่เพื่อทำความเข้าใจปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและเทคนิคในระดับภูมิศาสตร์ [ 12 ]
สิ่งอำนวยความสะดวก


สถานที่หลักตั้งอยู่ที่เมืองแฮโนเวอร์ รัฐนิวแฮมป์เชียร์ทางเหนือของวิทยาลัยดาร์ทมัธสิ่งอำนวยความสะดวกประกอบด้วย:
- ห้องเย็นสำหรับการทดลองกับวัสดุแช่แข็ง
- ศูนย์วิจัยผลกระทบจากน้ำแข็ง (FERF) ซึ่งอุทิศให้กับการศึกษาเกี่ยวกับระบบดินขนาดใหญ่ เช่น พื้นผิวถนน
- ศูนย์วิศวกรรมน้ำแข็ง (IEF) ซึ่งอุทิศให้กับการศึกษาผลกระทบของน้ำแข็งในทางน้ำที่สามารถเดินเรือได้ ปัญหาด้านอุทกวิทยาและอุทกศาสตร์ อุทกภัย และเรื่องอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการก่อตัวของน้ำแข็ง
- สิ่งอำนวยความสะดวกด้านการสำรวจระยะไกลและระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ (RS/GIS)
- อุโมงค์เพอร์มาฟรอสต์ใกล้แฟร์แบงค์ รัฐอะแลสกา[ 13 ]
- สิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการทดสอบการเคลือบที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมน้ำแข็งและเกลือในแฟร์แบงค์และเกาะทรีท รัฐเมน[ 14 ]
ห้องปฏิบัติการอื่นๆ ครอบคลุมหัวข้อเคมี ชีววิทยา และวิศวกรรมโยธา[ 15 ]
CRREL มีสำนักงานอยู่ที่ฟอร์ตเวนไรท์ใกล้กับแฟร์แบงส์ รัฐอะแลสกา และสำนักงานอยู่ที่กองวิศวกรกองทัพบกเขตอะแลสกาใน แองเคอเร จรัฐอะแลสกา[ 13 ]
ประวัติศาสตร์
CRREL ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2504 จากการควบรวมกิจการของSnow, Ice and Permafrost Research Establishment (SIPRE) [ 16 ] ก่อนหน้านี้ กับ Arctic Construction and Frost Effects Laboratory (ACFEL)
ที่มาและการก่อตั้ง

ประวัติความเป็นมาและการก่อตั้งของ CRREL ได้รับการบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์อย่างเป็นทางการ[ 17 ]ในช่วงปี 1944-1953 กองทัพบกสหรัฐฯได้จัดตั้งองค์กรอิสระ 3 แห่งซึ่งเป็นต้นกำเนิดของ CRREL ภายในกองพลนิวอิงแลนด์ กองทัพบกได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการผลกระทบจากน้ำแข็ง (Frost Effects Laboratory) เพื่อ "ประสานงานการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของน้ำแข็งต่อการออกแบบและการก่อสร้างถนน สนามบิน และโครงสร้างในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากน้ำแข็ง" ซึ่งตั้งอยู่ในบอสตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ ในปี 1944 เขต เซนต์พอล (มินนิโซตา) ของกองทัพบกได้จัดตั้งกองพลดินเยือกแข็งถาวร (Permafrost Division) ในปี 1944 เพื่อกำหนดวิธีการออกแบบและขั้นตอนการก่อสร้างสำหรับการสร้างสนามบินบนดินเยือกแข็งถาวร
กองทัพบกได้ก่อตั้งSIPRE (Snow, Ice and Permafrost Research Establishment) ในปี 1949 ซึ่งย้ายไปอยู่ที่วิลเมตต์ รัฐอิลลินอยส์ในปี 1951 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อ "ดำเนินการวิจัยพื้นฐานและประยุกต์เกี่ยวกับหิมะ น้ำแข็ง และดินเยือกแข็ง" ในปี 1953 กองทัพบกได้รวมห้องปฏิบัติการผลกระทบจากน้ำแข็งและแผนกดินเยือกแข็งของเขตเซนต์พอลเข้าด้วยกันเพื่อก่อตั้งACFEL (Arctic Construction and Frost Effects Laboratory) ในบอสตัน ในปี 1959 นักวิจัยของ SIPRE ได้มีส่วนร่วมในการก่อตั้งแคมป์เซ็นจูรีในกรีนแลนด์เพื่อศึกษาประเด็นทางเทคนิคและวิทยาศาสตร์ด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกที่ตั้งอยู่บนแผ่นน้ำแข็ง กรีนแลนด์ หลังจากสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่สำหรับองค์กร SIPRE และ AFCEL ที่รวมกันแล้ว กองทัพบกได้ก่อตั้ง CRREL เมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 1961 ในฮาโนเวอร์ รัฐนิวแฮมป์เชียร์
พ.ศ. 2504-2529

ในช่วง 25 ปีแรกของการก่อตั้ง CRREL นักวิจัยและเจ้าหน้าที่ได้ปฏิบัติงานในแถบอาร์กติกแอนตาร์กติกาอลาสก้าและทะเลสาบใหญ่โดยให้ข้อมูลประวัติภูมิอากาศ แก้ไขปัญหาการสกัดทรัพยากร และขยายขอบเขตการเดินเรือในฤดูหนาว
การเจาะผ่านแผ่นน้ำแข็ง
ในปี พ.ศ. 2509 นักวิจัยของ CRREL ประสบความสำเร็จในการเจาะผ่านแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ที่ความลึก 4,550 ฟุต (1,390 เมตร) ความพยายามนี้ใช้เวลาสามปี แต่ได้แกนน้ำแข็งต่อเนื่องที่แสดงถึงช่วงเวลากว่า 120,000 ปี ซึ่งขยายขีดความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการตีความประวัติศาสตร์ภูมิอากาศและกลายเป็นแหล่งข้อมูลแรกๆ เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โลก ในปี พ.ศ. 2511 ทีม CRREL เดียวกันนี้เป็นทีมแรกที่เจาะผ่านแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาได้สำเร็จ หลังจากเจาะผ่านน้ำแข็งที่ความลึกกว่า 7,100 ฟุต (2,200 เมตร) ทำให้ได้บันทึกภูมิอากาศในสถานที่แห่งที่สองบนโลก[ 17 ] [ 18 ]
สนับสนุนการพัฒนาแหล่งน้ำมันในเขตลาดเหนือของอะแลสกา

การค้นพบน้ำมันทางตอนเหนือของเทือกเขาบรูคส์ ในอะแลสกาในปี 1967 ก่อให้เกิดคำถามพื้นฐานสองข้อที่ CRREL มีบทบาทในการให้คำปรึกษาแก่บริษัทน้ำมันที่เข้าร่วมโครงการ ได้แก่ วิธีการสกัดน้ำมันจากพื้นที่ที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ดินเยือกแข็งหรือใต้ทะเลโบฟอร์ต ที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งตลอดปี และวิธีการขนส่งน้ำมันดิบไปยังแผ่นดินใหญ่ของสหรัฐอเมริกาเพื่อการกลั่นและการบริโภค อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด
เจ้าหน้าที่ CRREL มีส่วนร่วมในการสำรวจทางเลือกการขนส่งสองทาง ได้แก่ การใช้เรือบรรทุกน้ำมันที่สามารถฝ่าชั้นน้ำแข็งได้ และการใช้ท่อส่งน้ำมันทางบกที่จะข้ามพื้นที่ส่วนใหญ่ของอลาสก้าผ่านภูมิภาคที่มีชั้นดินเยือกแข็งถาวร สำหรับทะเลโบฟอร์ต นักวิจัยของ CRREL ได้ทำการศึกษาคุณสมบัติและพฤติกรรมของน้ำแข็งทะเล อาร์กติก ซึ่งจะก่อให้เกิดปัญหาต่อการปฏิบัติงานขุดเจาะนอกชายฝั่ง[ 19 ]นักวิจัยของ CRREL มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการเดินทางทั้งสองครั้งของเรือบรรทุกน้ำมันที่สามารถฝ่าชั้นน้ำแข็งได้SS Manhattanเพื่อประเมินความเป็นไปได้ของทางเลือกการขนส่งทางทะเล ในขณะเดียวกัน วิศวกรของ CRREL ได้ตรวจสอบและให้คำแนะนำแก่ผู้ตรวจสอบของรัฐบาลกลางของท่อส่งน้ำมันทรานส์-อลาสก้าในระหว่างการก่อสร้างท่อส่งน้ำมัน นักวิจัยของ CRREL ได้ศึกษาผลกระทบทางวิศวกรรมของฐานรากและถนนบนชั้นดินเยือกแข็งถาวรและน้ำแข็ง[ 17 ] [ 20 ]
การเดินเรือในน้ำจืด
ในช่วงทศวรรษ 1970 CRREL สนับสนุนโครงการของหน่วยวิศวกรกองทัพบกเพื่อขยายการเดินเรือผ่านทะเลสาบใหญ่และทางน้ำเซนต์ลอว์เรนซ์ตลอดฤดูหนาว พวกเขาพัฒนาวิธีการแก้ไขปัญหาน้ำแข็งเกาะประตูน้ำและการอุดตันของทางน้ำด้วยน้ำแข็งลอย ซึ่งรวมถึงทุ่น เครื่องเป่าฟอง และการเคลือบประตูน้ำ[ 17 ] [ 21 ]
บทบาทในสงครามเย็น

CRREL มีบทบาทในการช่วยเหลือกองทัพอากาศสหรัฐฯในการจัดตั้ง[ 22 ]และบำรุงรักษาระบบสิ่ง อำนวยความสะดวก แนวเตือนภัยล่วงหน้าระยะไกล (DEW Line) ในช่วงสงครามเย็นในปี 1976 นักวิจัยของ CRREL มีบทบาทสำคัญในการย้ายสิ่งอำนวยความสะดวกแนวเตือนภัยล่วงหน้าระยะไกล (DEW Line) สูง 10 ชั้น หนัก 3,300 ตัน บนแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ จากฐานรากที่เสียหายจากการเคลื่อนตัวของน้ำแข็งที่สร้างอยู่ ไปยังฐานรากใหม่[ 23 ] ในปี 1984 บุคลากรของ CRREL ได้จัดทำรายงานการสำรวจสำหรับ 31 แห่งของระบบเตือนภัยทางเหนือ ใหม่ ซึ่งเข้ามาแทนที่แนวเตือนภัยล่วงหน้าระยะไกล (DEW Line) [ 17 ] [ 24 ]
การแลกเปลี่ยนทางวิทยาศาสตร์อย่างต่อเนื่องระหว่าง CRREL และสถาบันวิจัยภูมิภาคหนาวเย็นของโซเวียตเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2515 ซึ่งรวมถึงสถาบันวิจัยอาร์กติกและแอนตาร์กติกในเลนินกราดและสถาบันวิจัยเพอร์มาฟรอสต์ในยาคุตสค์[ 17 ]
ปี 1986-ปัจจุบัน
ในช่วง 25 ปีที่สองของ CRREL สหภาพโซเวียตได้ล่มสลายสงครามเย็นสิ้นสุดลงและมีการเปลี่ยนแปลงด้านการจัดหาเงินทุนที่ลดความสำคัญของการจัดสรรงบประมาณโดยตรงจากรัฐสภาไปเป็นการพึ่งพาการชดเชยค่าใช้จ่ายในการวิจัยจากลูกค้าของ CRREL มากขึ้น ดังที่เห็นได้จากการสนับสนุนรายงานทางเทคนิค[ 25 ]ลูกค้าที่ให้ทุนสนับสนุนการวิจัยของ CRREL ได้แก่ หน่วยงานต่างๆ ของกองทัพบก กองทัพอากาศ และกองทัพเรือสหรัฐฯ นอกจากนี้ หน่วยงานพลเรือนยังหันมาขอคำตอบด้านการวิจัยจาก CRREL เช่นมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและNASAยิ่งไปกว่านั้น องค์กรเอกชนต่างๆ ยังให้ทุนสนับสนุนการวิจัยของ CRREL เพื่อแก้ปัญหาที่พวกเขาเผชิญ รายชื่อรายงานทางเทคนิคของ CRREL ระบุ 27 หมวดหมู่หัวข้อ ครอบคลุมวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม[ 26 ]
การวิจัยทางทหาร

CRREL ยังคงพัฒนาขีดความสามารถในการให้บริการแก่กองทัพสหรัฐฯ ด้วยโปรแกรมการแพร่กระจายสัญญาณที่จะช่วยอำนวยความสะดวกในการตรวจจับการเคลื่อนไหวของศัตรูผ่านการถ่ายภาพอินฟราเรดเรดาร์[ 27 ]อะคูสติก[ 28 ] หรือเซ็นเซอร์แผ่นดินไหว[ 29 ]ในทุกสภาพอากาศ นอกจากนี้ยังให้บริการด้านสิ่งแวดล้อมแก่กองทัพบกสหรัฐฯ โดยอำนวยความสะดวกในการระบุและกำจัดสารปนเปื้อนในพื้นที่ฝึกซ้อม ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากวัตถุระเบิดที่ระเบิดไม่สมบูรณ์[ 30 ]หรือวัตถุระเบิดที่ยังไม่ระเบิด (UXO) [ 31 ]นักวิจัยคนอื่นๆ ได้กล่าวถึงปัญหาการเคลื่อนที่ของยานพาหนะบนหิมะและพื้นดินที่เป็นโคลน นักวิจัยของ CRREL มีส่วนร่วมในการกำหนดข้อกำหนดทางวิ่งทางยุทธวิธีสำหรับเครื่องบินขนส่งทางทหารC-17 [ 32 ]
การวิจัยพลเรือน



บุคลากรของ CRREL ยังคงสร้างผลงานที่โดดเด่นในการวิจัยขั้วโลก ทั้งในอาร์กติกและแอนตาร์กติก ในอาร์กติก นักวิจัยของ CRREL มีบทบาทสำคัญในการสร้างแบบจำลองการขนส่งทางเรือในเส้นทางทะเลเหนือ[ 33 ]และ การทดลอง งบประมาณความร้อนพื้นผิวของมหาสมุทรอาร์กติก (SHEBA) ซึ่งดำเนินการในมหาสมุทรอาร์กติกตั้งแต่เดือนตุลาคม พ.ศ. 2540 ถึงตุลาคม พ.ศ. 2541 เพื่อให้ข้อมูลขั้วโลกแก่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลก[ 34 ] [ 35 ]นักวิจัยคนอื่นๆ ได้ทำการสำรวจแอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์เพื่อรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิ อากาศโลก[ 36 ]ในปี พ.ศ. 2553 นักวิจัยของ CRREL คนหนึ่งเป็นหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ร่วมใน ภารกิจทางวิทยาศาสตร์บน เรือตัดน้ำแข็ง อีกภารกิจหนึ่ง ที่เรียกว่า "ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อระบบนิเวศและเคมีของสิ่งแวดล้อมอาร์กติกแปซิฟิก" หรือ ICESCAPE เพื่อกำหนด "ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อชีวธรณีเคมีและนิเวศวิทยาของทะเลชุกชีและทะเลโบฟอร์ต " [ 37 ]
นักวิจัย CRREL อื่นๆ ได้พัฒนาวิธีการปรับปรุงและบำรุงรักษาสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ สหรัฐอเมริกา ในแอนตาร์กติกา ซึ่งรวมถึงการออกแบบและก่อสร้างสถานีขั้วโลกใต้ แห่งใหม่ และการพัฒนากฎเกณฑ์เพื่อให้เครื่องบินสมัยใหม่สามารถลงจอดบนรันเวย์หิมะได้[ 38 ]เจ้าหน้าที่ CRREL ได้สำรวจและช่วยพัฒนาเส้นทางขนส่งทางบกสายใหม่ข้ามชั้นน้ำแข็งรอสส์เหนือเทือกเขาแอนตาร์กติกาและแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาเพื่อลดต้นทุนในการจัดหาเสบียงให้กับสถานีขั้วโลกใต้[ 39 ] [ 40 ]ในปี 2016 วิศวกรโยธาวิจัยของ CRREL ได้ออกแบบ สร้าง และทดสอบรันเวย์หิมะแห่งใหม่สำหรับสถานีแมคมูร์โดซึ่งเรียกว่า "ฟีนิกซ์" โดยได้รับการออกแบบให้รองรับเที่ยวบินประมาณ 60 เที่ยวต่อปีของเครื่องบินขนส่งล้อขนาดใหญ่[ 41 ]
ในภารกิจด้านงานโยธาของหน่วยวิศวกรกองทัพบกนักวิจัยของ CRREL ได้พัฒนานวัตกรรมวิธีการเพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตันของน้ำแข็งและฐานข้อมูลเพื่อแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างแพร่หลาย[ 42 ]มีการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านวิศวกรรมน้ำแข็งขนาดใหญ่เพื่อสนับสนุนการสร้างแบบจำลองของปัญหาเหล่านี้ มีการจัดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกและองค์กรด้านการสำรวจระยะไกลและGIS (ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์) เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรภาพถ่ายดาวเทียมและการทำแผนที่ข้อมูลให้ดียิ่งขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาทั่วโลก[ 43 ]สิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญอีกแห่งหนึ่งคือ ศูนย์วิจัยผลกระทบจากน้ำแข็งเกาะ ถูกสร้างขึ้นเพื่อศึกษาปัญหาที่เกี่ยวข้องกับสนามบินและถนนที่ได้รับผลกระทบจากการแข็งตัวและการละลาย มีการจัดซื้อเครื่องจักรโหลดอัตโนมัติเพื่อจำลองการผ่านของยางรถยนต์และเครื่องบินบนพื้นผิวถนน[ 44 ]ในด้านเทคโนโลยีการก่อสร้าง นักวิจัยได้ช่วยพัฒนาวิธีการทางสถิติเพื่อระบุปริมาณหิมะและน้ำแข็งเกาะทั่วสหรัฐอเมริกา[ 45 ]และมาตรฐานสำหรับการวัดการสูญเสียความร้อน[ 46 ] [ 47 ]การตรวจจับความชื้นบนหลังคา[ 48 ]และฐานรากตื้นที่ป้องกันน้ำแข็งเกาะ[ 49 ]
การปรับแนวใหม่
ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2542 CRREL ได้เข้าร่วมเป็นสมาชิกขององค์กรหลักของห้องปฏิบัติการของหน่วยวิศวกรกองทัพบก ซึ่งเรียกว่าศูนย์วิจัยและพัฒนาด้านวิศวกรรม (ERDC) การรวมห้องปฏิบัติการเจ็ดแห่ง ได้แก่ ห้องปฏิบัติการชายฝั่งและไฮดรอลิกส์ สิ่งแวดล้อม ธรณีเทคนิคและโครงสร้าง และเทคโนโลยีสารสนเทศในวิกส์เบิร์ก รัฐมิสซิสซิปปีห้องปฏิบัติการวิจัยวิศวกรรมการก่อสร้างในแชมเปญ รัฐอิลลินอยส์ CRREL ในนิวแฮมป์เชียร์ และศูนย์วิศวกรรมภูมิประเทศในอเล็กซานเดรีย รัฐเวอร์จิเนียได้ก่อตั้ง ERDC ขึ้นในสี่พื้นที่ทางภูมิศาสตร์ทั่วประเทศ[ 50 ]
การแก้ไขปัญหาการรั่วไหลของไตรคลอโรเอทิลีน
เดิมที โรงงานห้องเย็นของ CRREL ใช้ไตรคลอโรเอทิลีน (TCE) เป็นสารทำความเย็น ในขณะนั้น มีข้อมูลเกี่ยวกับอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมของ TCE น้อยมาก ต่อมา TCE ได้ถูกระบุว่าเป็นสารก่อมะเร็ง ในปี 1970 เกิดอุบัติเหตุทางอุตสาหกรรมทำให้ TCE รั่วไหลประมาณ 3,000 แกลลอน ในปี 1978 TCE ถูกปล่อยลงสู่ใต้ดินผ่านบ่อทดลอง หลังจากที่พบ TCE ในน้ำใต้ดินในปี 1990 CRREL ได้เริ่มดำเนินการตามแผนการแก้ไขปัญหา ซึ่งได้รับการอนุมัติจากกรมบริการสิ่งแวดล้อมแห่งรัฐนิวแฮมป์เชียร์ (NHDES) โดยได้รับความช่วยเหลือจากหน่วยงานด้านสารพิษและอันตรายของกองทัพบกสหรัฐฯ และกองวิศวกรกองทัพบกภาคตะวันออกเฉียงเหนือ NHDES รายงานว่า CRREL ไม่ได้จัดเก็บ TCE ไว้ในพื้นที่อีกต่อไปแล้ว และการแก้ไขปัญหา TCE ในน้ำใต้ดินอยู่ภายใต้การตรวจสอบในบ่อทดสอบ[ 51 ]ตามข่าวประชาสัมพันธ์ของกองทัพบกที่อ้างถึงในหนังสือพิมพ์ท้องถิ่น[ 52 ]กองทัพบกได้ขยายการตรวจสอบ TCE ในสถานที่อื่นๆ ในวิทยาเขต CRREL และพบค่าที่สูงขึ้นในปี 2011 หลังจากนั้น พวกเขาได้เริ่มโครงการบ่อตรวจสอบและเก็บตัวอย่างดินเพื่อทำแผนที่ความเข้มข้นของสารดังกล่าวในพื้นที่ ข้อมูลที่ได้รับควรนำไปสู่กลยุทธ์การทำความสะอาดใหม่สำหรับพื้นที่ดังกล่าว ตามรายงานปี 2012 [ 53 ]ผู้เชี่ยวชาญด้านสิ่งแวดล้อมของกองทัพบกตรวจพบ TCE ในพื้นที่พักอาศัยและโรงเรียนใกล้เคียง[ 54 ] [ 55 ]
รางวัล
การวิจัยและพัฒนาของกองทัพบก
รางวัลความสำเร็จด้านการวิจัยและพัฒนาของกองทัพบกมอบให้แก่นักวิจัยที่มีผลงานโดดเด่นซึ่งทำงานภายในระบบห้องปฏิบัติการของกองทัพบก ผู้ได้รับรางวัล CRREL ที่โดดเด่นบางส่วนได้แก่: [ 17 ]
- พ.ศ. 2510 – ไลล์ แฮนสัน สำหรับการเจาะแกนน้ำแข็งในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา วิลฟอร์ด วีคส์ สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับการก่อตัวและคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำแข็งทะเล[ 56 ]
- พ.ศ. 2513 – Guenther Frankenstein สำหรับ งาน SS Manhattanและความช่วยเหลือในการกู้คืนเครื่องบิน B-52 ที่ตก[ 56 ]
- พ.ศ. 2514 – เจมส์ ฮิกส์ สำหรับเทคนิคการกระจายหมอกสำหรับสนามบิน[ 56 ]
- พ.ศ. 2519 – Pieter Hoekstra, Paul Sellmann, Steven Arcone และ Allan Delaney สำหรับการพัฒนาเทคนิคการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ใต้พื้นดินที่เกี่ยวข้องกับท่อส่งน้ำมันทรานส์-อะแลสกา Malcolm Mellor สำหรับการวิจัยในการขุดและระเบิดหิมะ น้ำแข็ง และพื้นดินที่แข็งตัว ทำให้สามารถขุดพื้นดินที่แข็งตัวได้อย่างรวดเร็ว และสำหรับการตัดน้ำแข็งออกจากกำแพงกั้นน้ำ และการระเบิดกำแพงน้ำแข็งขนาดใหญ่ในแอนตาร์กติกาอย่างควบคุมได้ เพื่อสร้างท่าเทียบเรือสำหรับเรือขนส่งเสบียง[ 56 ]
- พ.ศ. 2520 – มัลคอล์ม เมลเลอร์ สำหรับการพัฒนาหลักการทางวิศวกรรมที่เป็นประโยชน์ต่อการออกแบบเครื่องจักรขุดเจาะ[ 56 ]
- พ.ศ. 2521 – เวย์น โทเบียสสัน ได้รับรางวัลจากการเคลื่อนย้ายสิ่งอำนวยความสะดวก Distant Early Warning (DEW) Line สูง 10 ชั้น หนัก 3,300 ตัน บนแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ ซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้ประมาณ 1.5 ล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 56 ]
- พ.ศ. 2522 – เฟรเดอริค โครรี ให้คำแนะนำในการก่อสร้างท่อส่งน้ำมันทรานส์-อะแลสกา เกี่ยวกับฐานรากเสาเข็มในดินเยือกแข็ง[ 56 ]
- 1980 – วิลฟอร์ด วีคส์ สำหรับการสร้างพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับปัญหาทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็งลอย โดยเฉพาะน้ำแข็งทะเล[ 56 ]
- พ.ศ. 2525 – จอร์จ แอชตัน ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการความร้อนของน้ำแข็งในแม่น้ำและทะเลสาบ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการก่อตัวของน้ำแข็งด้วยเครื่องพ่นฟองอากาศและการปล่อยน้ำร้อน[ 56 ]
- 1983 – Michael Ferrick สำหรับการช่วยเหลือ NASA ในการทำนายการก่อตัวของน้ำแข็งบนถังเชื้อเพลิงที่เย็นจัดของกระสวยอวกาศโคลัมเบีย Yoshisuke Nakano, Joseph Oliphant และ Allan Tice สำหรับการใช้เทคนิคนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR) เพื่อตรวจสอบปริมาณน้ำและการขนส่งในดินแช่แข็ง David Deck สำหรับการออกแบบโครงสร้างควบคุมน้ำแข็งแบบเฟรซิลเพื่อบรรเทาปัญหาน้ำท่วมซ้ำซาก[ 56 ]
- พ.ศ. 2528 – Richard L. Berg, Edwin J. Chamberlain Jr., David M. Cole และ Thaddeus C. Johnson สำหรับเทคนิคที่ช่วยให้สามารถคำนวณการไหลของความร้อนและความชื้นระหว่างการแข็งตัวและการละลายของระบบพื้นผิวถนนได้[ 56 ]
- พ.ศ. 2529 – จอห์น เอช. แรนด์ และเบน ฮานาโมโตะ พัฒนาระบบควบคุมน้ำแข็งบนประตูน้ำเดินเรือของกองทัพบก[ 56 ]
- 1987 – Michael G. Ferrick สำหรับการพัฒนาทฤษฎีไฮดรอลิกที่อธิบายการแตกตัวของน้ำแข็งในแม่น้ำ Thomas F. Jenkins Jr. และ Daniel C. Leggett สำหรับวิธีการวิเคราะห์มาตรฐานที่กำหนดระดับวัตถุระเบิดตกค้างในน้ำเสียจากโรงงานผลิตกระสุนของกองทัพ Malcolm Mellor, Mark F. Wait, Darryl J. Calkins, Barry A. Coutermarsh และ David A. L'Heureux สำหรับเทคนิคในการติดตั้งสะพานริบบิ้นในแม่น้ำที่มีน้ำแข็งปกคลุม Steven A. Arcone, Paul V. Sellman และ Allan J. Delaney สำหรับการใช้เทคนิคทางธรณีฟิสิกส์เพื่อกำหนดลักษณะสมบัติใต้พื้นผิวของดินเยือกแข็งถาวร[ 56 ]
- 1988 – Edwin J. Chamberlain Jr., Iskander K. Iskander และ C. James Martel สำหรับเทคนิคในการประมวลผลกากตะกอนน้ำเสีย วัสดุที่ขุดลอก และตะกอนดิน และสำหรับการกำจัดสิ่งปนเปื้อนในพื้นที่ขยะอันตรายโดยใช้การแช่แข็ง George L. Blaisdell สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับยานพาหนะล้อเลื่อนที่ใช้งานบนหิมะ David S. Deck สำหรับการใช้น้ำจากบ่อหล่อเย็นของโรงไฟฟ้าเพื่อป้องกันการก่อตัวของน้ำแข็งอุดตันในแม่น้ำ Frederick C. Gernhard และ Charles J. Korhonen สำหรับอุปกรณ์ที่ซ่อมแซมตุ่มพองบนเมมเบรนหลังคาที่สร้างขึ้นอย่างรวดเร็ว[ 56 ]
- 1989 – ราเชล จอร์แดน สำหรับแบบจำลองเชิงวิเคราะห์เพื่อทำนายอุณหภูมิพื้นผิวของหิมะปกคลุม[ 56 ]
- 1990 – Austin Kovacs และ Rexford M. Morey สำหรับระบบเรดาร์และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่วัดความหนาของน้ำแข็งทะเลและน้ำแข็งน้ำจืดและคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของน้ำแข็งทะเล และความเข้าใจเกี่ยวกับอัตราการเกิดภาวะโลกร้อน[ 56 ]
- 1991 – เอ็ดการ์ แอล. แอนเดรียส เพื่อส่งเสริมความเข้าใจเกี่ยวกับผลกระทบของความปั่นป่วนของอากาศต่อการส่งผ่านแสง[ 56 ]
- 1995 – Daniel Lawson, Steven Arcone และ Allan Delaney สำหรับเทคนิคเรดาร์เจาะพื้นดินเพื่อระบุลักษณะของขยะอันตรายและสารพิษใต้ดิน James Welsh และ George Koenig สำหรับการบุกเบิกความสามารถในการสร้างฉากอินฟราเรดความร้อนสังเคราะห์[ 56 ]
- 1996 – Donald G. Albert สำหรับทฤษฎีที่อธิบายการแพร่กระจายของคลื่นเสียงและคลื่นไหวสะเทือนในกรณีที่มีพื้นดินแข็งตัวหรือหิมะ[ 56 ]
- 1998 – Kathleen F. Jones เสนอแผนที่มาตรฐานระดับชาติฉบับใหม่สำหรับการออกแบบการรับน้ำหนักของน้ำแข็งบนโครงสร้างต่างๆ เช่น สายส่งไฟฟ้าและหอสื่อสาร[ 56 ]
- 2001 – โรเบิร์ต อี. เดวิส สำหรับการพัฒนาทฤษฎีทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองสภาพพื้นดิน อุทกวิทยา และการสำรวจระยะไกล[ 56 ]
- 2004 – D. Keith Wilson สำหรับทฤษฎีการแพร่กระจายเสียงและการสร้างแบบจำลองที่ช่วยให้สามารถจำลองผลกระทบทางเสียงในบรรยากาศได้อย่างสมจริง โดยใช้คลื่นเสมือนที่อธิบายความปั่นป่วนของบรรยากาศ[ 56 ]
- 2005 – D. Keith Wilson (ร่วมกับ Sandra L. Collier และ David H. Martin) สำหรับทฤษฎีและการสร้างแบบจำลองการแพร่กระจายเสียง โดยใช้ทฤษฎีโดเมนเวลาและวิธีการเชิงตัวเลขสำหรับการแพร่กระจายเสียงในวัสดุที่มีรูพรุนและของเหลวที่เคลื่อนที่และปั่นป่วน รวมถึงการรวมการกระเจิงโดยการคำนวณการแพร่กระจายเสียงจากความปั่นป่วนของบรรยากาศ[ 57 ]
- 2008 – Steven Arcone, Yeohoon Koh และ Lanbo Liu สำหรับความเข้าใจการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุเหนือภูมิประเทศ โดยใช้แนวทาง Doppler ในการวัดการกระเจิงไปข้างหน้าของคลื่นวิทยุที่มุมเฉียงใกล้ Antonio Palazzo และ Timothy Cary สำหรับการพัฒนาเชื้อพันธุ์ใหม่เพื่อใช้ในพื้นที่ฝึกซ้อมทางทหาร[ 58 ]
- 2009 – David Cole และ Mark Hopkins (ร่วมกับ John Peters) สำหรับการบูรณาการความรู้เกี่ยวกับวัสดุเม็ดผ่านการสร้างแบบจำลององค์ประกอบแยกส่วนตามที่ได้รับการตรวจสอบโดยผลการทดลอง[ 59 ]
รางวัลห้องปฏิบัติการกองทัพบก
ในฐานะห้องปฏิบัติการ CRREL ได้รับรางวัลความเป็นเลิศจากกองทัพบกในปี 1975 และ 1978 [ 17 ]ในปี 1991 และ 1994 CRREL ได้รับรางวัลห้องปฏิบัติการแห่งปีของกองทัพบกด้านความเป็นเลิศ[ 60 ] [ 61 ]ในปี 1997 ห้องปฏิบัติการได้รับรางวัลห้องปฏิบัติการแห่งปีของกองทัพบกโดยรวม[ 62 ]หลังจากเข้าร่วม ERDC ในปี 1999 CRREL ได้มีส่วนร่วมอย่างต่อเนื่องในการสร้างความสำเร็จที่ทำให้ ERDC กลายเป็นผู้ชนะรางวัลห้องปฏิบัติการวิจัยแห่งปีของกองทัพบกบ่อยครั้งถึงห้าครั้งในแปดปีแรก[ 63 ]
ลิงก์ภายนอก
- หน้าเว็บ CRREL
- รายงานทางเทคนิค CRREL ในรูปแบบดิจิทัล
- อุโมงค์ดินเยือกแข็งถาวร CRREL
- การวิจัยหิมะ CRREL
- การอ้างอิงถึง CRREL ในสื่อต่างๆ
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ห้องปฏิบัติการวิจัยและวิศวกรรมเขตหนาว
ห้อง ปฏิบัติการวิจัยและวิศวกรรมเขตหนาว (CRREL) เป็น หน่วยงานวิจัยของ กอง วิศวกรรมกองทัพบกสหรัฐฯ
ขอบเขตภารกิจ
ภารกิจที่ระบุไว้ของ CRREL คือ "การแก้ปัญหาเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญของกองทัพบกสหรัฐฯ
สิ่งอำนวยความสะดวก
สถานที่หลักตั้งอยู่ที่ เมืองแฮโนเวอร์ รัฐนิวแฮมป์เชียร์ ทางเหนือของ วิทยาลัยดาร์ทมัธ สิ่งอำนวยความสะดวกประกอบด้วย:
ประวัติศาสตร์
CRREL ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2504 จากการควบรวมกิจการของ Snow, Ice and Permafrost Research Establishment (SIPRE) [ 16 ] ก่อนหน้านี้ กับ Arctic Construction and Frost Effects Laboratory (ACFEL)