新華社“科學”號7月29日電 題:深海“約會” 協同“作戰” 探秘“海怪”——“科學”號南海綜合考察航次亮點解析
新華社記者 張旭東
我國新一代遠洋綜合科考船“科學”號,29日圓滿完成中國科學院戰略性先導專項“熱帶西太平洋海洋物質能量交換及其影響”2017年南海綜合考察航次任務,抵達深圳補給。本航次中,我國首次實現了纜控式和自治式水下機器人深海交匯拍攝,不同類型裝備協同作業,同時對南海一冷泉區進行了精細調查,取得了大量生物樣品。
亮點一:水下機器人深海“約會”
在1000多米深的黑暗海底,一個根據預編程自主航行的機器人穿梭而過,能用另外一個機器人在海底準確找到它並跟蹤拍攝嗎?我國科學家在本航次做到了!
7月26日,“科學”號搭載的纜控式遙控無人潛水器“發現”號與自治式水下機器人“探索”號在南海北部實現深海交匯拍攝,這也是我國首次實現上述兩類水下機器人交匯拍攝。
航次技術首席、中國科學院瀋陽自動化研究所副所長李碩説,雖然看上去是一次簡單拍攝,但裏面蘊含了非常復雜的技術體係,非常令人興奮。
李碩介紹,“探索”號是自治式水下機器人,下水後根據預編程自主航行。在本潛次中,它保持距海底5米進行光學拍照。要實現這兩類水下機器人交匯拍攝,“探索”號穩定性和可靠性要非常高,航行位置和姿態控制要非常精準,導航定位能力要非常強,這樣才能克服海底洋流和復雜地形影響,按照預設路徑和時間出現在預定位置。
航次首席科學家孫松説,要實現交匯拍攝,還需要母船和遙控無人潛水器“發現”號的精準配合。由于“發現”號和母船之間有一根纜相連,因此母船要有非常精準的動力定位能力,同時“發現”號要具備精準導航定位能力,準時準確出現在相應位置,捕捉並跟蹤拍攝“探索”號。
“兩種不同類型的水下機器人和母船由三個不同團隊操控,這次交匯拍攝體現了三個團隊高水準的操控能力,以及相互之間的配合能力。”李碩説。
亮點二:不同類型探測裝備協同“作戰”
航次第二航段開始後,科考隊員率先將“探索”號自治式水下機器人布放到海水中,它隨即開始進行大范圍地形掃描和拍照。
基于“探索”號探測資料,科考隊員選擇了最想要調查的區域,連夜將“發現”號遙控無人潛水器布放到水中。
在“發現”號即將結束作業時,科考隊員又將深海著陸器布放到海底。“發現”號準確找到著陸器位置,將其移動到科學家最想觀測位置。深海著陸器將拍攝冷泉區生物三個月的生活習性和變化。
這只是“科學”號搭載的係列海洋探測裝備協同作業一個縮影。本航次中,還實現了高通量深海海水採集及分級過濾係統、海洋生物光學剖面測量係統和船舶自身海洋探測裝備的協同作業。科考隊員在本航次還布放了12臺水下滑翔機,開展組網同步觀測,可測得流體溫度、鹽度、濁度、含氧量、海流強度和運動方向等數據和資料。
孫松説,此次利用“科學”號搭載我國自主研發係列海洋探測裝備開展協同作業,提高的不僅是科考效率,更重要的是有利于解決海洋中的重大科學問題。
亮點三:探秘南海冷泉“海怪”
我們都知道萬物生長靠太陽,但在深海的冷泉區,這裏漆黑、高壓,到處都是甲烷等化學物質,但卻有非常繁茂的生物生存,這讓科學家非常感興趣。
冷泉是指來自海底沉積界面之下,含有硫化氫、甲烷及其他富碳氫化合物的流體的滲漏活動,這些流體與海底溫度相近。1983年美國科學家查理斯首次在墨西哥灣佛羅裏達陡崖發現冷泉,之後世界范圍內不斷涌現有關冷泉的報道,現已在全球大陸邊緣海底發現上千個活動冷泉。
在本航次中,“發現”號遙控無人潛水器在南海一冷泉區採集到了100多只白色的潛鎧蝦、棕色的貽貝和少量阿爾文蝦等,有些生物到船上還活著,這讓科學家非常興奮。
中國科學院海洋研究所副研究員蔣維説,冷泉區生物和常見的近海生物有很大區別,它們生活在海底,沒有光,所以眼睛都退化了。同時,它們身上或者體內都附著了很多微生物,它們就依靠食用這些微生物而生存,而這些微生物是依靠甲烷等化能而生存。
“我們將用這些生物樣品開展極端環境下生物進化與演變、生物多樣性、基因測序,以及冷泉生物與地質環境的關係等方面的研究。”蔣維説。
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