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重大变化!高新深海装备改变中国海洋调查模式

科普小知识2022-08-01 16:50:08
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新华社4月30日报道来自“大洋一号”:重大变化!高科技深海设备改变中国海洋调查模式

新华社记者刘石平

“大洋一号”在全面试航30日完成所有作业后,将返回青岛。航行期间,4500米无人缆潜器“海龙3号”和无人缆潜器“乾隆3号”都完成了海上试验,并在中国进行了第一次无人缆潜器和机载地质取样设备的同时作业。

越来越多的高科技深海设备投入使用,这正在改变中国的海洋调查模式。同类型潜水器的集群作业、不同类型潜水器的合作作业以及潜水器和船上常规设备的复合作业将越来越多地出现在深海海洋调查作业中。

这是首次实现无人驾驶无缆潜水器和船载地质取样设备同时作业。

4月26日12点,看起来像小丑鱼的乾隆三号静静地呆在大洋一号研究船的甲板上。半个多小时后,“大洋一号”到达南海多金属结核试验区的潜水位置。科学研究小组拉紧了绳子。船上巨大的红色a型架将“乾隆三号”高高举起,从船舷上甩出去,慢慢地把它放入水中。潜水器“挣脱”绳索,绳索开始下降,并于13时10分抵达海底,开始航行。

与此同时,科学小组开始使用箱式取样器和多管取样器进行地质取样。在乾隆三号海底作业期间,考察队在5个站进行了地质取样——3个站箱式取样和2个站多管取样,并从海底取回了多金属结核和沉积物等样品。

“这是中国首次实现无人驾驶无缆潜水器和船载地质取样设备同步运行的新模式。它有效地节省了船舶时间,提高了航行综合效率。这是对我国潜水器研发技术的肯定,也为综合考察创造了一种新的复合作业模式。”国家深海基地管理中心高级工程师、科研团队成员高伟说。

协同和集群工作提高海洋调查效率

“海龙三号”和“乾隆三号”在这次航行中先后完成了海上试航。他们将有机会乘坐科学研究船出海,并在未来的海洋调查中开展合作行动。

据了解,中国已经尝试了两种类型的潜水器一起工作。2017年7月,“科学”号科研船搭载无人驾驶电缆潜水器“发现号”和无人驾驶无缆潜水器“勘探4500号”在南海开展合作作业,开启了深海勘探从单一设备单独作业向合作作业的步伐。

潜水器通常分为载人潜水器、无人电缆潜水器和无人无缆潜水器。前两种类型的潜水器适用于定点或小区域的精确作业。无人驾驶无缆潜水器的活动范围更广。使用无人驾驶无缆潜水器进行定点精细调查可以大大提高作业水平。

同时,两个或两个以上相同类型的潜水器同时出海,海洋调查期间的集群作业也可以大大提高效率。据“大洋一号”综合试航B区首席科学家蔡威介绍,“向阳红10号”科研船于2015年同时搭载“乾隆一号”和“乾隆二号”出海,并试图用一艘大船支撑两艘潜水器。

国外潜水器合作作业和集群作业的经验值得借鉴。

深海科学研究是在大型科学研究船上进行的,这需要花费很多时间。如何提高船舶利用效率,降低运营成本,已成为深海科学考察中必须解决的问题。

“蛟龙”号潜艇成员、研究潜水器多年的考察队成员陈云赛表示,一些国际海洋强国在开展合作作业和集群作业、提高深海调查效率方面所做的探索,值得我国今后开展合作作业和集群作业。

陈云赛说,在“亚特兰蒂斯”号科学研究船上,美国科学家早就实现了全天候深潜作业,夜间使用无人潜水器,白天使用有人潜水器。利用无人无缆潜水器探测到的异常数据作为无人潜水器的潜水目标点,全面提高了深潜作业的船时效率。

据了解,法国科研人员也探索了多种类型潜水器在同一艘船上的合作作业模式。鹦鹉螺科学研究船可以同时搭载无人无缆潜水器和无人无缆潜水器,根据任务要求进行潜水,实现全天候作业。日本海洋科技中心拥有一艘“深海6500”载人潜水器和几艘无人无缆和无缆潜水器。自20世纪90年代以来,它还在几次航行中使用了各种类型的潜水器进行合作。

陈云赛表示,水下多平台合作技术是目前水下技术领域的重点研究内容,水下潜水器的研发仍在不断寻求突破。

中国开创合作海洋调查的新时代

深海设备是进入深海必不可少的。专家认为,随着更多高科技深海设备的投入使用,中国海洋调查模式正在发生新的变化,复合作业、集群作业和合作作业将成为中国海洋调查的新模式。

中国大洋协会办公室副主任李波说,随着“海龙三号”和“乾隆三号”相继试航成功,以“蛟龙”、“海龙”、“乾隆”为代表的中国“三龙”深海装备体系建设进一步加强。“龙”家族也将扩大,未来的工作模式将是多个潜水器成组工作和不同类型潜水器的合作。

“乾隆三号”的总设计师刘健表示,“乾隆”系列增加了新成员,在未来的应用中将有更多的机会进行集群操作。我们有理由相信“乾隆”系列在未来的海洋航行中能为中国的资源勘探和科学研究做出更大的贡献。

业内人士指出,从2019年起,安排一艘载有“海龙”和“乾隆”的船出海的航次将经常发生。“蛟龙”号新型母船等新型深海科研平台建成投入使用后,中国将能够实现“三龙”合作全天候作业,提高航次综合效益,建立以任务为导向的合作作业和互助机制。