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蛟龙号大洋38航次起航 三龙聚首青岛
2017-02-06 16:58:37      来源: 青岛早报
 

蛟龙号大洋38航次起航 三龙聚首青岛如虎添翼

蛟龙号大洋38航次起航 三龙聚首青岛如虎添翼

  昨天,记者从“三龙”聚首探深海活动新闻通气会上了解到,今天上午,“三龙”聚首探深海活动将在国家深海基地管理中心举行,这标志着由蛟龙号、海龙号和潜龙一号组成的“三龙”系列潜水器正式聚首青岛。中船重工第702研究所、上海交通大学和中国科学院沈阳自动化所作为“三龙”的牵头研制单位和技术责任单位参加了本次活动,仪式上,国家深海基地管理中心将分别同三家技术责任单位签订战略合作协议。“三龙”将在深海基地持续、高效应用和系统规范的维护管理下,成为我国开展深海资源勘查和深海前沿科学研究的主力军,“三龙”聚首也将大幅提升我国国际海域资源勘查的效率和质量,助力我国深海科学研究走向国际前沿,不断提高我国在国际海域的话语权,维护国家海洋权益。

  “三龙”聚首将如虎添翼

  记者了解到,在国家科技部和中国大洋协会的支持下,我国已经建立了以蛟龙号载人潜水器、海龙号无人有缆潜水器和潜龙号无人无缆潜水器为代表的深海大洋勘探重型装备,又称“三龙”系列潜水器。 “三龙”是我国自行设计、自主集成、具有自主知识产权的、在深海勘查领域应用最为广泛的三类典型深海运载器。

  国家深海基地项目于2007年由国务院批准立项,2015年正式启用,是面向全国深海科学研究、深海资源调查与开发、深海装备研发和试验、海洋新兴产业服务,提供科考船舶、载人潜水器等大型深海装备运行与维护保障、潜航员选拔培训与管理等多功能、全开放的国家级公共服务平台,也是世界第五大深海技术及装备支撑保障基地。蛟龙号于2015年入驻深海基地后,深海中心在载人潜水器维护保养及航次任务组织实施方面积累了较为丰富的经验,由潜航员为主组成的载人潜水器维护保障队伍日益壮大,开放、共享的运行机制已初步形成。海龙号和潜龙号的入驻,将使深海中心形成较为完善的深海作业体系,通过提供优质的基础条件保障和支撑服务,有利于“三龙”水下勘查能力的充分发挥。

  打造国家级深海科考服务平台

  “三龙”是我国深海高技术发展的标志和里程碑,一定程度上体现了我国在深海技术装备发展领域的总体水平,极大地提振了我国自主研发重大深海装备的信心和决心。 “三龙”将成为我国开展深海资源勘查和深海前沿科学研究的重要手段,将大幅提升我国国际海域资源勘查的效率和精准度,“三龙”聚首青岛,有助于进一步夯实青岛海洋科技城的地位,提高青岛市在深海前沿科学研究领域的技术支撑水平,促进深海尖端科研成果的产出。可以形成辐射作用,带动深海高端装备制造等相关产业。对于青岛市集聚高端人才和促进经济转型与产业升级具有直接现实意义,对于青岛市蓝色经济发展和蓝色硅谷建设具有积极的推动作用。根据国务院批复的《国家深海基地建设总体方案》,深海基地将建成面向全国具有多功能、全开放的国家级深海科考公共服务平台。接下来还将被打造成深海科考母港,建设国家级深海科考公共服务平台与服务保障基地。

  蛟龙号大洋38航次起航

  按照蛟龙号试验性应用航次总体计划安排,今天蛟龙号将出征2017年试验性应用航次 (中国大洋38航次)。本航次由全国20多家单位150多名队员参加,全程分三个航段,在西北印度洋多金属硫化物、南海、雅浦海沟、马里亚纳海沟开展大洋资源和深海前沿科学调查,执行任务时间共计124天。本航次不仅要开展中国大洋协会多金属硫化物资源与环境调查,同时为进一步完善蛟龙号开放共享的应用机制,推动蛟龙号未来的业务化运行进程;另外,本航次还支撑了科技部973计划项目“超深渊生物群落及其与关键环境要素的相互作用机制研究”和重点研发计划重点项目“深海多金属结核采矿试验工程”、青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划项目,以及中国科学院先导计划项目,进而开展以雅浦海沟、南海、马里亚纳海沟为调查区的深海科学调查任务。

  蛟龙号将深海取宝

  本航次是我国首次利用蛟龙号载人潜水器在西北印度洋多金属硫化物区开展下潜作业,科学家利用蛟龙号精确定位取样、近底观察与视像的技术优势,进行高定位精度、高空间分辨率的微地形地貌调查和多金属硫化物、热液流体等样品的采集,了解多金属硫化物资源分布状况和成矿潜力,为未来我国多金属硫化物矿区的选取和申请提供支撑。为进一步完善蛟龙号的开放应用机制,本航次在大洋37航次成功实践的基础上,进一步扩大航次任务来源,依托蛟龙号大深度作业优势,将继续在全球深渊的代表性区域——雅浦海沟、马里亚纳海沟开展深渊科学考察工作,以期获得更加有针对性的深渊探测资料,进一步促进我国深渊科学研究,引领我国深渊探测技术的发展。

  蛟龙号本航次具有三大特点:一是任务更加多元化(大洋专项、973计划项目、国家重点研发计划项目、鳌山科技创新计划项目和中科院先导计划项目);二是本航次是海上连续作业时间最长、调查区跨度最大的一个试验性应用航次,也是迄今潜次任务安排最多的一个航次,设计潜次任务达到31次;三是本航次除完成科学调查任务外,还需进一步提高蛟龙号作业效能,完善蛟龙号的应用管理机制等。根据计划,未来“三龙”将组团开展深海资源勘查。

  蛟龙号潜航员付文韬——

  深潜海底就像是夜间开车

  蛟龙号潜航员付文韬作为中国第一代潜航员也将随蛟龙号出海执行任务。付文韬是2006年参与公开选拔,其选拔过程严格程度堪比航天员,所以选拔出来学员被称为 “国宝”级潜航员,付文韬正是“国宝”中的一员。据付文韬介绍,潜航员学员的选拔将非常严格,对生理、心理都有很高的要求。除了对年龄、身高、体重、学历、专业等方面的严格要求以外,身体素质、心理素质、职业能力与特质的考核也是异常严格。从选拔标准上看,成为一名潜航员学员绝非易事,六大方面119项标准,一项不达标就淘汰。对潜航员的要求简单说来就是:政治素质高,业务能力强,身体和心理好,既能操作潜水器,又能维护保障潜水器。

  “可上九天揽月,可下五洋捉鳖”是古代人对神仙的联想,如今,这些幻想都已经一步步照进现实。付文韬告诉记者,和乘坐航天器不一样的是,乘坐蛟龙号下潜和上浮都不会失重,每秒0.6米到0.75米的速度,跟平时坐电梯速度一样。每次潜入深海的时间概念是这样的:就像坐3个小时的电梯潜入深海,开展6个小时的工作,再坐3个小时电梯回到海面。坐蛟龙号如电梯,水下通讯就像玩微信,付文韬说,蛟龙号的通信采用高速水声通信技术,潜水器与母船间可互传文字、语音还有图片。而所谓走向深蓝,潜水员的实际体验中是走向漆黑。在下潜的过程中,200米之后蛟龙号能够看到的外面世界已经是漆黑一片,而在超过2000米的深海,其实就没有鲸鱼、鲨鱼等巨型生物了,只有一些颜色很浅的小鱼。在深海看到最多的生物其实是海绵,形状也很奇怪。

  “蛟龙号舱内的操作设备绝大部分是以计算机为主,包括计时方式。在深海漆黑陌生的环境中,时间对我们来说是非常重要,一旦舱内出现断电、磁扰乱了电子设备时,一块高品质机械表能给我们提供掌握时间的最后保障。 ”付文韬说,因此在执行深潜任务时,他们依然习惯佩戴机械手表。一旦出现特殊情况,机械表能代替电子设备,让他们掌握精确的工作时间。

  新闻亮点:“三龙”聚首各有所长

  蛟龙号载人潜水器、海龙号无人有缆潜水器和潜龙号无人无缆潜水器这三类深海运载器在调查作业模式方面各有特点,在应用领域方面各有所长。无人无缆潜水器潜龙号通过预编程实现水下自治运动规划,可以用于深海地形地貌、海底流场等海洋环境参数的大尺度、长时序观测,主要应用于物理海洋、海洋地质调查;科考作业型缆控潜水器ROV海龙号由操作手在支持母船端遥控控制,根据潜水器线缆传来的海底影像远程控制潜水器本体的运动与机械手的精细取样作业,由于船端能源的持续供给,ROV水下作业时间较长,在深海科学研究和海洋工程领域有广泛应用;载人潜水器蛟龙号由潜航员驾驶操作,可以携带深海工程技术人员或科学家亲临海底目标作业区域,进行最为逼真的现场观测、原位探测、精细采样等工作,主要应用于载人的深海资源勘查和深海科学考察领域。

  海龙号 曾在海底发现“黑烟囱”

  海龙号是由上海交通大学研发的3500米大型深海作业无人遥控潜水器系统,是我国目前下潜深度最大、工作能力最强的水下机器人之一。此机器人在空气中重量为3.45吨 (包括有效荷载),主体尺寸为3.17米长、1.81米宽、2.24米高,由水下机器人本体、中继器、脐带缆、脐带绞车、A字架、止荡器、操纵控制台以及动力站等多个子系统组成。该机器人配备了5台多功能摄像机和1台静物照相机,并装有6个泛光照明灯和2个高亮度HID灯,画质更加清晰,可为海洋科考提供丰富而详实的第一手录像资料。该机器人将主要应用于3500米深度以内的大洋海底调查活动,包括海底热液矿物取样、大洋深海生物基因和极端微生物的研究以及探索人类起源的秘密等。 2009年,海龙号成功应用于大洋一号21航次第三航段的深海热液科考任务,标志着我国ROV技术从性能和控制方式上超越国际同类型,总体性能达到世界领先水平。

  除了在潜水深度上的优势之外,该机器人的灵活性也是国内其他潜水器难以企及的。它的7个推进器被设置为矢量分布,其中4个水平推进器用于加大前后和侧向推力,3个垂向推进器则用于少量调节ROV的纵横倾。这样该机器人就可以自如地前进后退、上下运动和侧移。同时,研究人员还首次尝试安装了我国拥有自主知识产权的动力定位系统(DP),成功地解决了对大地的定位精度技术难题。海龙号还曾首次在东太平洋海隆区域观察到罕见的巨大“黑烟囱”,用机械手获取了热液黑烟囱样品,并搭载了部分大洋探测设备,获取了宝贵的资料。这一发现标志着我国成为国际上少数能使用水下机器人开展洋中脊热液调查和取样研究的国家之一。据介绍,海底“黑烟囱”是指富含硫化物的高温热液活动区,因热液喷出时形似“黑烟”而得名。 “黑烟囱”是一种深海热液,富含稀有矿产资源和微生物。 “黑烟囱”中的微生物代表了生命的极限状态,其神奇之处在于,不靠阳光和氧气,能够在深海3000多米处、摄氏三四百度的温度条件下生存。对这种微生物的研究,有助于揭开人类起源、生物基因等领域的奥秘。

  蛟龙号 奇妙“笼子”能海底抓样本

  2002年中国科技部将深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项,启动蛟龙号载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。 2009年至2012年,蛟龙号接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功。 2012年7月,蛟龙号在马里亚纳海沟试验海区创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录,同时也创造了世界同类作业型潜水器的最大下潜深度纪录。这意味着中国具备了载人到达全球99.8%以上海洋深处进行作业的能力。2013年至2016年,蛟龙号完成了3个航次、8个航段的试验性应用航次,海上作业260余天,累计下潜70次,搭载科学家、工程技术人员等下潜60余次。令人兴奋的深海探险其难度可以说是探索太空的数倍,潜水器的深度从600米到7000米,所面临的技术难度绝不仅仅是数字上的增加。要下潜到7000米深度的海底,高压、密封、腐蚀、绝缘等技术难题都需要一一突破解决,稍有不慎,后果将不堪设想。 ”工作人员举例说,比如,蛟龙号耐压载人舱外壳在7000米的海底需要承受的总压力约12万吨,相当于约10个埃菲尔铁塔重量的总和;深海载人潜水器有十几万个零部件,组装起来最大的难度就是密封性,精密度要求达到了“丝”级。

  海底的生物林林总总、五彩缤纷,如何能最大限度地获取这些海底生物,进而为科学家认识海洋、研究海洋提供帮助?蛟龙号的科考队员们着实费了一番脑筋,特别制作了几种形态各异、有着特殊本领的海底生物样品采集器。其中特制的海底结核采样装置比一般打扫卫生的簸箕小一些,由金属制成,主体好似一个铲子,上面有盖板,顶端有长长的把手和触发机关。原来,在采集结核样品时,蛟龙号会用机械手提着这个装置,把生物样品铲进去。除此之外,科考队还设计制作了不同样式的笼子,作为海洋生物的采样装置。在这些装置中,个头最大的是一个长方形的笼子,它的每个侧壁上都有一个外大内小的圆台形喇叭网袋,4个网袋围绕着一个中心。在蛟龙号下潜时,先往笼子中心部位放入诱饵,当鱼、虾等海洋生物受到食物的诱惑游过来时,一旦钻进外口大、内口小的喇叭形网袋,就很难跑出去。另外,蛟龙号还有一个方形的采集器也颇具特色,它由底座、笼罩、滑杆等部分组成,开启时,笼罩与底座分离出来,被一个插销固定在滑杆上。当海洋生物游进来时,潜航员便控制蛟龙号的机械手拔出插销,笼罩会在弹簧的作用下快速扣在底座上,将生物关在里面。

  潜龙一号 三条“龙”中它最聪明

  潜龙一号是中国国际海域资源调查与开发“十二五”(2011年—2015年)规划重点项目之一,是中国自主研发、研制的服务于深海资源勘查的实用化深海装备。该项目于2011年11月正式启动,2013年3月完成湖上试验及湖试验收,5月搭乘海洋六号船在南海进行首次海上试验,累计完成7次下潜,最大下潜深度4159米,获得了海底地形地貌等一批探测数据,设备布放与回收成功率100%。潜龙一号外形长4.6米、直径0.8米、重1500公斤,最大工作水深6000米,巡航速度2节,最大续航能力24小时,配有浅地层剖面仪等探测设备,可完成海底微地形地貌精细探测、底质判断、海底水文参数测量和海底多金属结核丰度测定等任务。

  据介绍,在这三条“龙”中,潜龙一号是最智能的一个,和蛟龙号及海龙号相比,潜龙一号可以真正实现自主导航、自主作业以及自我保护。蛟龙号更适合于定点或小区域作业,而潜龙一号的工作范围更大。潜龙一号有能力完成对全球97%海域的探测,未来还将承担更多的探测任务。(徐栋)

编辑:张晓琪
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