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第 113 期
(2017-08-08)
 
【新华网】我国自主研发海洋探测装备协同作业实现重大突破
文章来源: 新华网 张旭东 发布时间: 2017-08-01

7月26日,“科学”号在南海北部开展科考作业。新华社记者 张旭东 摄

  连日来,“科学”号搭载我国自主研发的系列海洋探测装备在南海开展协同作业。在本航次,科考队员实现了深海探测从过去单项装备分别作业向协同作业的迈进,在大幅提升科考效率的同时,也为解决重大海洋科学问题提供了技术支撑。

  相互支撑与依托:深海探测迈向协同作业

  “科学”号此次执行的是中国科学院战略性先导专项“热带西太平洋海洋物质能量交换及其影响”2017年南海综合考察航次。航次第二航段开始后,科考队员率先将“探索”号自治式水下机器人布放到海水中,它随即开始进行大范围地形扫描和拍照。

  基于“探索”号探测资料,科考队员选择了最想要调查的区域,连夜将“发现”号遥控无人潜水器布放到水中。“发现”号和母船之间有一根缆相连,善于精细作业和取样。

  在“发现”号即将结束作业时,科考队员又将深海着陆器布放到海底。“发现”号准确找到着陆器位置,将其移动到科学家最想观测位置。深海着陆器将拍摄冷泉区生物三个月的生活习性和变化。

  此次“发现”号带回了100多只冷泉生物,其中很多生物还活着,这让科学家非常兴奋。

  这只是“科学”号搭载的系列海洋探测装备协同作业的一个缩影。本航次中还实现了高通量深海海水采集及分级过滤系统、海洋生物光学剖面测量系统和船舶自身海洋探测装备的协同作业。科考队员在本航次还布放了12台水下滑翔机,开展组网同步观测。

  “此次利用‘科学’号搭载我国自主研发系列海洋探测装备开展协同作业,提高的不仅是科考效率,更重要的是有利于解决海洋中的重大科学问题。”航次首席科学家孙松说。

  自主研发探测装备:走向海洋必经之路

  我国海洋探测装备长期依靠进口,进口率高达90%以上。“一些装备是花钱也买不到的,国外实行技术封锁和禁运。”孙松说,“因此,再难也要走自主研发之路。”

  在中国科学院战略性先导专项支持下,中国科学院海洋研究所和中国科学院沈阳自动化研究所等科研单位在前期国产海洋探测装备基础上开展自主研发,填补有些领域的国内空白,并推动已有装备优化升级。

  中国科学院海洋研究所科研人员杜增丰介绍,拉曼光谱仪是用于探测目标物成分的一种探测装备,在此专项支持下,科研团队研发出了国内首套用于深海冷泉和热液探测的探针式拉曼光谱仪,机器人可用机械手拿着探针,在海底灵活探测目标物,探针耐高温技术属于国际领先。

  在“探索”号自治式水下机器人研制过程中,中国科学院沈阳自动化研究所与哈尔滨工程大学研发出了国产化超短基线系统,突破了定位导航技术受制于人的瓶颈。

  在水下滑翔机研制过程中,2015年一台水下滑翔机在前海试验中出现故障,在西太试验中又有一台丢失。“当时压力非常大。其实一些关键技术都解决了,但一些细节影响了结果。”航次技术首席、中国科学院沈阳自动化研究所副所长李硕说,“我们便从零开始,对技术状态重新进行固化。”

  2016年,科研团队打了一个“翻身仗”,三台水下滑翔机在西太航次中有两台连续工作19天,一台根据需要连续工作8天。

  海洋探测装备:将像手机一样智能

  专家表示,虽然我国在海洋探测装备上实现了不小进步,但距离国际先进水平差距还很明显,特别是一些基础材料和加工工艺还有待突破。

  畅想未来,海洋探测装备会变成什么样?专家指出,智能化、无人化、小型化和组网协同化将是趋势。例如,自治式水下机器人是根据设定的路径自动航行,将来可以应用类似人脸识别技术,根据图形匹配,机器人在探测过程中遇到冷泉和热液,就自动停下来精细调查和拍照。

  “我们要大胆设想,有了想法才会想办法去实现,不要轻易去否定想法。如果连想法都没有,肯定无法推动技术进步。”李硕说。

  孙松说,过去听音乐需要CD,打电话需要手机,拍照需要相机,现在一个智能手机就全解决了。海洋探测装备也类似,将来一个探测装备可自动获取多种数据。

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