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“潜龙二号”试验性应用首潜成功

科普小知识2022-10-23 08:12:27
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“潜龙二号”试验性应用首潜成功

当地时间2月14日,乾隆二号下潜之前,作业队的工作人员正在拉绳子,以保持潜水器的平衡。北京新闻特约记者于今摄

当地时间2月15日晚,在印度洋西南部,研究船“向阳红10号”搭载的吊钩成功钩住鲜黄色鱼形“乾隆2号”,并缓慢将其运送至后甲板。这意味着中国首个自主研发的4500米自主式海洋热液探测潜水器已成功完成首个实验性应用任务。

对于正在西南印度洋进行第40次航行第二航段的“向阳红10号”研究船来说,船上的“乾隆2号”是此次研究任务的最大亮点。“乾隆二号”分别在南海和西南印度洋进行了海上试验。

第40次考察主要是在西南印度洋勘探多金属硫化物勘探合同区。目前,“乾隆二号”已经进入实验应用阶段,这意味着它已经开始参与西南印度洋海底资源的实际勘探工作。新京报特约记者于今

发射

“小黄鱼”长大后跳进印度洋收集信息。

当地时间2月14日,情人节,1.5吨重的乾隆二号被放置在后甲板进行最后调试,并准备发射超过一天的调查。进入作业区后,母船遭遇了几天的恶劣天气,但海况仅在14日有所改善。船长认为第二天的海况会更好,有利于恢复。

20多名工人从四面八方拉起了绳子。在四面平衡的情况下,A型架慢慢地从船尾将乾隆2号放入水中。转眼间,黄色的“鱼”消失在水中,只留下泡沫般的波浪。

“接下来就是了,如果‘孩子’成功了,我们很乐意再回来。”中国科学院沈阳自动化研究所的刘健观察了潜水器下水后的海浪。作为潜水器的首席设计师,刘健喜欢称“乾隆二号”为“孩子”。

"潜艇已经研制了五年,五年后孩子应该会长大。"刘健觉得潜水器的开发就像养育一个长大的孩子。每次潜水器下海,他的心里既紧张又充满期待。"就像期待自己的孩子一样,我希望他能长大并独立。"

在刘健看来,在“乾隆二号”下水作业期间,母船上的科研人员可以不用值班,而是休息一下,因为对于这个已经进入工作状态的智能水下机器人来说,人们实际上无能为力。由于带宽有限,潜水器在工作状态下只向母船发送简单的信息,如高度、深度和位置。存储了大量的声学图像和其他检测信息。在它返回母舰之前,研究人员将有大量的数据分析工作要做。

正在进行的工作

母船没有必要实时指导自己决定什么时候浮出水面。

当地时间2月15日下午14: 00,几名值班科研人员在盯着实时滚动的数据屏幕时,开了一个赌约:有人猜测是2: 00,有人猜测是4: 00。作为潜水器的首席设计师,刘健也参加了打赌,他猜是3: 00。

刘健说:“这都是瞎猜。我们谁也不知道它什么时候会出现。”正是因为这是一个完全自主的水下机器人,“乾隆二号”非常智能。母船不需要给它实时指令,它可以决定何时完成任务和浮出水面。

据刘健说,设计这个完全自主的机器人的初衷是让人们尽可能少的干预。研究人员已经提前写好了机器人的任务。例如,这次的勘探目标是西南印度洋30多平方公里热液区的海底,海底被“切割”成几条水平线,机器人将沿着水平线来回扫过海底,携带各种传感器收集各种信息。同时,根据预先输入的指令,有三种情况会导致机器人终止其任务并漂浮在水面上。首先,电力耗尽;第二,任务完成;第三,有一个重大的失败。此外,程序员还设计了30小时的最大工作时间,以确保机器人的安全。

对于14日的潜水任务,这个最大安全时限意味着它必须在15日下午5点前开始漂浮。

恢复

他第一次坚持全程航行并成功“着陆”

2月15日下午4点45分,在监视器屏幕上,潜水器的高度数据开始下降。在连续正常工作30小时后,它发送一个“97”代码,这意味着已经达到最大工作时间限制,“乾隆2号”自动终止任务并开始浮动。

在之前的西南印度洋验收试验中,为了检查各种性能,乾隆2号每次发射仅用了不到10个小时,坚持进行了整整30个小时的全方位勘探,这是其首次在热液区进行。

然而,这项任务只有在安全回收的情况下才能被认为是成功的。回收也是整个过程中的一个关键环节。一小时后,潜水器浮出水面,距离母船1000米,母船径直向它驶去。

作业队的20多人已经在甲板的一边等了很长时间,试图用吊索、背带等钩住潜水器。这是一项棘手的工作,不仅要拦截潜水器,还要防止它离母船太近而造成撞击。这时,风突然变大了,潜水器被海浪推得忽远忽近,这使得用普通的吊索钩钩住它变得很困难。经过多次努力,作业队终于用绳子把潜水器的吊钩系好了。

当装满各种数据的湿机器鱼被小心地拖上来时,夜幕已经降临,科学家和工程师们立即对乾隆2号进行了全身检查。打开“鱼肚”,连接一根长网线,下载数据,“鱼背”也打开,更换电池。

"目前,这种潜力是成功的."飞行部首席科学家尼·于坚说。刘健还说,潜水器下潜到了几千米以下地形极其复杂的海底。第一次,它继续工作到30小时的最大时限,恢复基本上是平稳的。在勘探任务中,潜水器能够按照计划的路线航行。根据初步数据分析(截止日期),勘探数据已经得出,基本有效,这意味着乾隆二号的第一次实验应用任务成功。

■消除疑虑

为什么乾隆2看起来这么可爱?

这艘研究船装满了重型设备和实验设备。进入工作区域的任何人必须在后甲板上穿工作服和戴安全帽。这款深海机器人“乾隆2号”的强烈“设计感”给这种沉重的工作环境带来了一种愉悦的味道。没有人会否认乾隆2号看起来像一条嫩黄色的热带鱼。以前,有人把它描述为卡通人物“尼莫”。

潜水器首席设计师刘健也没有否认这一点。然而,刘健解释说,他最初的设计不是仿生的,而是为了满足热液勘探的需要。最后,“自然和生物进化的结果,以及我们的科学技术研究逐渐优化的结果,都达到了相同的目的。”

根据刘健的说法,通常的潜水器被设计成旋转体,具有相对平衡的水平和垂直阻力。然而,对于一个地形非常复杂的地方,如热液区,潜水器需要不断地垂直调整,“可以说,潜水器会爬山下山”。为此,他们把“乾隆二号”设计成了目前的“垂直扁平状”,大大增强了潜水器垂直平面的灵活性和机动性。此外,垂直扁平形状的设计使它具有很高的抗风浪能力,即使在有大浪的海面上,它也能像不倒翁一样保存。

此外,“乾隆二号”在海面上也有一定的导航能力,可以简单地通过母船的遥控器来控制。水下机器人仍处于“婴儿期”,它还携带能测量盐度、温度、深度、浊度、甲烷的传感器、侧扫声纳、磁力计、照相机和其他传感器,并能收集各种信息。(原标题:“乾隆二号”首次成功试点申请)