作者:王晨绯 来源:中国科学报 发布时间:2016/1/18 11:25:24
选择字号:
在深蓝中发出中国声音
记中科院海洋所深海探测平台体系建设研究集体

新一代海洋科学综合考察船“科学”号

“科学”号回家途中举行海上运动会

科考队员布放深海潜标系统  图片来源:百度图片

■本报记者 王晨绯

1月14日,在中科院2016年度工作会议上,中科院海洋所所长、中科院“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”战略性先导科技专项首席科学家孙松从中科院院长白春礼手中接过了2015年度中国科学院杰出科技成就奖获奖证书。

此时的“科学”号正航行在茫茫的太平洋上执行国家深海科考任务。“科学”号是深海探测与研究平台体系建设研究的载体。历时10年,科学家们完成了我国新一代科学考察船、深海装备体系、技术体系和人才队伍体系建设,建成国际一流水平的深海探测与研究综合平台,突破我国深海探测与研究领域技术与装备瓶颈,使我国深海探测与研究能力跨入世界先进国家行列,引领我国新一代科学考察船建设,带动我国海洋装备技术体系发展。

大国重器“科学”号

“随着大国地位的提升,国家战略和理念的提升,深海研究领域应该有中国人的身影,需要有中国人的声音。中国人要在深海探测与研究领域作出自己的贡献,首先要强化能力建设。”孙松深切认识到深海探测与研究深海平台建设的重要性,见证了“科学”号的从无到有。

深海是人类对海洋认识的薄弱区域,但又涉及到国家战略和疆域拓展,一直是海洋强国争夺的战略重点。深海探测与研究是国际地球科学前沿,也是一个国家综合实力的体现。

“受制于深海探测装备的落后,我国在深海探索与研究中长期处于‘望洋兴叹’的状况,与海洋大国地位不符。随着我国国力的增强,海洋强国和‘一带一路’战略的实施,我们必须从全球角度看待海洋问题,走向深海大洋是我们的必然选择。”孙松说。

“科学”号给科学家们走向深海提供了世界最先进的综合探测与研究平台。

“看得清,测得准,下得去,采得上,功能全,用得起。20年内不落后。”孙松掷地有声地用一段排比句来形容这艘深海科研“重器”。

隋以勇是“科学”号建设项目的总工艺师,现任船长。这位有着30年船龄的老船长介绍起“科学”号来,眼神中透露着自豪。“船长99.8米,型宽17.8米,总吨位4711吨,续航力15000海里,相当于一次可绕地球大半圈,且不需补给可自持60天。”略“胖”的设计相对增加了海上的耐波性,并最大限度地照顾了船型尺度比和型线的优化。

走进“科学”号的驾驶室,驾驶室可360度环视,视野开阔、通透明亮。“这样从驾驶室就能直观地看到后甲板上的工作情况,有利于驾驶台的指挥和操控。”隋以勇告诉《中国科学报》记者,这种设计是科考船的首创。

而随着进一步了解,“科学”号在设计上的首创之多让记者惊讶:是我国最新一代科考船型,以最小推进功率实现推进速度最快的经济性船舶;国际上首次采用永磁电机吊舱式综合电力推进且具备完全自主知识产权的现代化海洋科学考察船;国内首次研发和应用升降鳍板系统,有效解决了海底探测装置的气泡问题和探测精度问题……每一个细节都凝结了对科学研究人性化的考量。而总工程师于建军希望“科学”号不再是个冷冰冰的大家伙,甚至连船上的装饰画都是他一幅幅精心挑选的。

“科学”号是名副其实的海上移动实验室。依靠GPS定位系统和两套动力系统,“科学”号在1.5节流、5~6级风的海况下,能够实现定位精度0~3米、船艏方向正负10度的可靠控位。在深海极端环境航次中,缆控水下机器人在水下长时间作业时,“科学”号动力定位系统始终将船位控制在0.3~0.4米的范围之内。

“也就是说,船体能和地面保持相对不动,定点作业不再受海水移动影响。”航次首席科学家李超伦细细解释道。

经过几个综合调查航次,“科学”号在风浪中打磨,通过两年时间建成了国际一流的科考船移动平台,在船型优化、设备集成、空间最优化利用、动力优化配置、抗风浪性、安全性、抗干扰和噪音控制等方面取得重大突破,其综合海洋环境立体探测范围涵盖全球99.2%的海域,其船舶工艺水平和科学考察能力已位居国际上新建和在建综合考察船前列,成为真正的“大国重器”,引领了我国新一代科学考察船的建造。

深海作业有“妙招”

众所周知,深海环境极端又神秘,深度越深探测难度越大。针对不同深度“科学”号有自己的“妙招”。

“10000米深海可以定点探测与采样、6000米深海可实现可视化准确取样、4500米深海可实现基于缆控潜器的精准探测与取样、对1000米水体则能实现走航海流实时探测以及具备深海30米长沉积物取芯和20米长岩石取芯能力。”李超伦告诉记者,他们已经具备了宏观—微观、走航—定点、梯度—原位相结合的深海地形地貌、海底环境、水体环境、样品采集的技术体系。

尤其值得一提的是,作业深度为4500米的“发现”号无人缆控潜水器(ROV),在4500米深度范围内作业能力非常强,基本能够做到指哪打哪,想看什么就能够看到什么,想取什么就能取到什么。这个机器人配置了水下定位系统,还有Titan4和Atlas两种机械手,可用于水下的精细作业,比如抓取贝壳、螃蟹等。机器人上还配备了7个深水摄像机,包括两个超高清摄像系统。它搭载有用于探测海水温度、盐度、深度等信息的温盐深仪,甲烷、二氧化碳、酸碱度、浊度、溶解氧、叶绿素等多种探测传感器。机器人上有多种取样装置,可以在水下长时间、近距离地对深海海底物理化学环境参数等实时探测,可对近海底海水、热液流体、浅表沉积物、岩石和生物样品可视化现场取样。由于它可在深海极端环境中长时间工作,作业能力强、功能多、安全可靠性高,是当仁不让的基础支撑平台和“深海实验室”。

自“发现”号投入使用以来,它在中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”任务中,为我国首次系统地获取了深海极端环境的原位观测数据和样品,为专项的顺利实施提供了坚实的保障。

“当作业深度达到6000米时,我们还有深海拖曳系统以及深海视频系统等,可以在深海海底进行近距离的地形地貌、浅地层剖面、近海底水体物理化学参数进行测量,以及对海底生物进行观察,为后续ROV的下潜,选定目标靶区。”李超伦说。

所向披靡“梦之队”

虽然“发现”号是在英国南安普顿制造,但前期组装中方全程紧密参与,并且为了提升它的科考能力,工程技术人员基于“发现”号研发了许多实验装置和设备,比如深海取样装置、热液喷口的温度的传感器等。

先进的探测设备,再加上专业的海洋科考队伍,让“科学”号“所向披靡”。为完成科研任务,一群平均年龄不到30岁的“80后”和“90后”,在每年航时250天以上的科考任务下,几乎全年无休。

在一次执行任务过程中,“科学”号突逢外方胁迫紧急情况,科学家们在茫茫深海中从精准定位到完成回收6个深海生物原位培养试验装置只用了不到5个小时,而原计划按照常规需要12小时以上。

“通过这两年高强度的作业,我们培养了一支精良的技术队伍。”2014年末,孙松代表“科学”号海洋科学考察团队领取了“2014央视年度科技创新团队”奖。

建成3年来,“科学”号海上科考640余天、航行7.6万海里,取得大量宝贵的多学科调查数据资料;“发现”号深潜器成功下潜56次,获得高精度深海极端环境信息、地质和生物样品及系列重要科学发现,成功开展了深海原位观测和现场研究,为我国深海探测与研究跻身国际前沿并向纵深发展打下了坚实基础。

600年前郑和下西洋,迈出中国人航海的第一步。如今,中国科学家乘坐“科学”号,从青岛起航,在深蓝中发出中国声音。他们将发扬不畏艰险、勇于拼搏的“科学精神”,追寻600年前的荣光,走向海深处。

《中国科学报》 (2016-01-18 第5版 创新周刊)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

目前已有0条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
我国第一块“细胞培养肉”诞生 子午工程二期标志性设备启动建设
NASA公布土星最大卫星泰坦地质图 窥探海洋微生物的世界
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐