今年,“深海科技”首次寫入《政府工作報告》。海南四面環海,得天獨厚的自然條件,為深海裝備測試與應用搭建了&&。無人風帆航行器穿越颱風,載人潛水器探索深海,科學考察船遠航大洋……在海南,眾多團隊在此攻關深海科技,各種深海科技裝備從這裡出發,服務於科研,彰顯出澎湃的創新力。
“信天翁”無人風帆航行器
追風探海 實測數據
颱風越來越近,浙江大學海南研究院海洋過程與裝備團隊的成員們各司其職:張小波和同事乘坐小艇,將“信天翁”無人風帆航行器布放到海面上,升帆的航行器漸行漸遠;岸邊,李彥君聚焦屏幕,時刻關注航行器的狀態。
穿越颱風,觀測颱風內部氣象變化、海洋動力過程等,這是“信天翁”此次探測肩負的任務。
“信天翁是一種善於利用風的鳥,既能在空中翱翔,又能潛水捕魚。以它為名,是希望航行器能憑風借力,航行得又快又遠,也能潛進深海。”李彥君介紹,“信天翁”是我國自主研發的新型海洋探測裝備,升帆時利用風力,收帆漂流時吸收光照發電,低能耗的設計使其能夠長距離行駛,最大下潛深度達1000米,可在颱風、中尺度渦等複雜氣候、海洋環境中開展科學觀測。
這次航行,“信天翁”從距離颱風北部530公里處出發,進入颱風眼,從東南部穿出,歷時3天。它能自主航行、規劃路徑,在最大風力超過30節的惡劣條件下,將採集到的颱風觀測數據實時回傳。
“一次颱風實測獲取的經驗,遠超傳統的海測。‘信天翁’穿越颱風,各方面性能都經受住了實測檢驗。”浙江大學海南研究院常務副院長、團隊負責人李培良介紹,“信天翁”收集到的氣象、海浪等數據,為科學家了解颱風的內部結構、形成機制、演變規律等提供了支撐,將顯著提升颱風預報的準確性,增強防災減災能力。
不僅追風,還能探海。“風能驅動的航行器在水面上行駛,通常只能觀測水上目標。下潛後,‘信天翁’能觀測海洋剖面,搭載聲吶等設備探測水下目標。”李彥君認為,“信天翁”在未來還將發揮出更大的潛能與作用。
“奮鬥者”號載人潛水器
挺進深淵 觀測採樣
海南三亞市鹿回頭半島,中國科學院深海科學與工程研究所(以下簡稱“深海所”)坐落於此。憑藉“奮鬥者”號載人潛水器與自研深海探測裝備的密切協作,深海所得以更加高效地開展科研與應用。
在近萬米深的海底,目前已知全球最深、規模最大的化能合成生命群落,呈現在“奮鬥者”號載人潛水器的鏡頭中。如小樹苗般的管狀蠕蟲、緊貼在岩石上的雙殼類軟體動物,靠着海底微生物製造的硫化氫等維持生命——這一發現,拓展了人類對深淵生態系統的認知。
“在萬米海底,壓強極大,每平方米承受1萬噸左右的壓力。‘奮鬥者’號耐高壓的球艙與生命支持系統,能讓科學家更好地看清海底世界,並獲取樣本、進行分析。”深海所深海科學研究部主任杜夢然説。
有了“奮鬥者”號載人潛水器這個好幫手,科學家們不僅能探訪海洋深處的“生命綠洲”,還能捕捉藏於深海的魚類。
深淵着陸器迅速下墜,到達海底。它用腐肉作誘餌,引得一群深淵獅子魚聚攏而來,進入裝置。在燈光和攝像機下,它們的形態和一舉一動被記錄下來。這種生活在海洋深處的魚類,體形像蝌蚪,體色較透明,游動姿態十分優雅。
“常規的着陸器在布放到水中前,已經設定好了狀態,在水下難以調整。‘奮鬥者’號載人潛水器巡航深海,借助吸管裝置和機械手臂,將深淵獅子魚置入採樣籃中,實現了‘被動等魚’和‘主動捕魚’相互配合。”深海所深海科學研究部博士後徐涵介紹,基於我國自研深潛技術獲取的深海及深淵魚類樣本庫,深淵獅子魚等深海魚類演化和基因組的相關研究取得了成果,並已在國際學術期刊《細胞》上發表。
“深海探測裝備緊密協作,讓探索領域不斷延展。我們對深海生物‘生命進化樹’的認知也更加充分,這為未來生物資源開發與生態保護打下了基礎。”杜夢然説。
借助“奮鬥者”號和“深海勇士”號載人潛水器、“探索”系列科考船,海南的深海進入技術及作業能力不斷提升。相關企業同深海所共同建設的聯合實驗室也已經落地,將在深海照明、虛擬現實技術等方面推動成果轉化,助力本地深海科技産業發展。
南山港公共科考碼頭
資源共享 服務研發
科考船從三亞市南山港公共科考碼頭出發,到深海進行裝備測試,僅需半天時間。
“公共科考碼頭面向所有科研機構開放,以滿足科考船靠泊和海洋裝備測試需求。”三亞南山港碼頭有限公司市場總監沈悅介紹,“碼頭既能充分利用岸線資源,又能發揮集聚效應,吸引科研機構、企業在此駐留,帶動深海科技産業鏈發展。”
三亞深海科考碼頭與岸基實驗保障&&項目,當前正在建設中。建成後,項目將與重大科技基礎設施統籌銜接,形成更加開放共享的海洋科技&&。
從2020年的30航次,到2024年的1416航次,南山港服務的科考航次越來越多。“今年上半年我們服務的科考航次,快趕上去年全年的量了。”沈悅説。
原先以貨運為主的南山港,已轉變為擁有科考、貨運、船舶維保等多功能場景的綜合性港口:在海試應急備件方面,就地集成裝配調試,為深海裝備測試提供保障;此外,利用傳感器、無人遙控潛水器等,進行水域搜救、水下打撈,大幅降低因裝備測試不利造成的損失。
“我們還提供代海試服務,通過整合船舶、海域、氣象等資源,制定相關方案,試驗周期平均縮短30%。”一家海洋科技相關企業的負責人劉港介紹,代海試服務可以促成資源共享,提升研發效能。
截至目前,三亞崖州灣科技城高新區深海裝備産值達7.7億元,初步貫通了“試驗場—研發—製造”環節鏈條。“我們將用好自然資源稟賦和政策優勢,推進深海科技創新&&建設,鼓勵發明創新、推動成果轉化,打造具有特色和優勢的深海科技産業。”三亞崖州灣科技城管理局相關負責人説。