新一代海洋科學(xué)綜合考察船“科學(xué)”號
“科學(xué)”號回家途中舉行海上運動會
科考隊員布放深海潛標(biāo)系統(tǒng)
1月14日，在中科院2016年度工作會議上，中科院海洋所所長、中科院“熱帶西太平洋海洋系統(tǒng)物質(zhì)能量交換及其影響”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項首席科學(xué)家孫松從中科院院長白春禮手中接過了2015年度中國科學(xué)院杰出科技成就獎獲獎證書。
此時的“科學(xué)”號正航行在茫茫的太平洋上執(zhí)行國家深海科考任務(wù)?！翱茖W(xué)”號是深海探測與研究平臺體系建設(shè)研究的載體。歷時10年，科學(xué)家們完成了我國新一代科學(xué)考察船、深海裝備體系、技術(shù)體系和人才隊伍體系建設(shè)，建成國際一流水平的深海探測與研究綜合平臺，突破我國深海探測與研究領(lǐng)域技術(shù)與裝備瓶頸，使我國深海探測與研究能力跨入世界先進(jìn)國家行列，引領(lǐng)我國新一代科學(xué)考察船建設(shè)，帶動我國海洋裝備技術(shù)體系發(fā)展。
大國重器“科學(xué)”號
“隨著大國地位的提升，國家戰(zhàn)略和理念的提升，深海研究領(lǐng)域應(yīng)該有中國人的身影，需要有中國人的聲音。中國人要在深海探測與研究領(lǐng)域作出自己的貢獻(xiàn)，首先要強(qiáng)化能力建設(shè)?！睂O松深切認(rèn)識到深海探測與研究深海平臺建設(shè)的重要性，見證了“科學(xué)”號的從無到有。
深海是人類對海洋認(rèn)識的薄弱區(qū)域，但又涉及到國家戰(zhàn)略和疆域拓展，一直是海洋強(qiáng)國爭奪的戰(zhàn)略重點。深海探測與研究是國際地球科學(xué)前沿，也是一個國家綜合實力的體現(xiàn)。
“受制于深海探測裝備的落后，我國在深海探索與研究中長期處于‘望洋興嘆’的狀況，與海洋大國地位不符。隨著我國國力的增強(qiáng)，海洋強(qiáng)國和‘一帶一路’戰(zhàn)略的實施，我們必須從全球角度看待海洋問題，走向深海大洋是我們的必然選擇。”孫松說。
“科學(xué)”號給科學(xué)家們走向深海提供了世界最先進(jìn)的綜合探測與研究平臺。
“看得清，測得準(zhǔn)，下得去，采得上，功能全，用得起。20年內(nèi)不落后?！睂O松擲地有聲地用一段排比句來形容這艘深?？蒲小爸仄鳌薄?/p>
隋以勇是“科學(xué)”號建設(shè)項目的總工藝師，現(xiàn)任船長。這位有著30年船齡的老船長介紹起“科學(xué)”號來，眼神中透露著自豪。“船長99.8米，型寬17.8米，總噸位4711噸，續(xù)航力15000海里，相當(dāng)于一次可繞地球大半圈，且不需補(bǔ)給可自持60天?！甭浴芭帧钡脑O(shè)計相對增加了海上的耐波性，并最大限度地照顧了船型尺度比和型線的優(yōu)化。
走進(jìn)“科學(xué)”號的駕駛室，駕駛室可360度環(huán)視，視野開闊、通透明亮?！斑@樣從駕駛室就能直觀地看到后甲板上的工作情況，有利于駕駛臺的指揮和操控?！彼逡杂赂嬖V《中國科學(xué)報》記者，這種設(shè)計是科考船的首創(chuàng)。
而隨著進(jìn)一步了解，“科學(xué)”號在設(shè)計上的首創(chuàng)之多讓記者驚訝：是我國最新一代科考船型，以最小推進(jìn)功率實現(xiàn)推進(jìn)速度最快的經(jīng)濟(jì)性船舶；國際上首次采用永磁電機(jī)吊艙式綜合電力推進(jìn)且具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化海洋科學(xué)考察船；國內(nèi)首次研發(fā)和應(yīng)用升降鰭板系統(tǒng)，有效解決了海底探測裝置的氣泡問題和探測精度問題……每一個細(xì)節(jié)都凝結(jié)了對科學(xué)研究人性化的考量。而總工程師于建軍希望“科學(xué)”號不再是個冷冰冰的大家伙，甚至連船上的裝飾畫都是他一幅幅精心挑選的。
“科學(xué)”號是名副其實的海上移動實驗室。依靠GPS定位系統(tǒng)和兩套動力系統(tǒng)，“科學(xué)”號在1.5節(jié)流、5~6級風(fēng)的海況下，能夠?qū)崿F(xiàn)定位精度0~3米、船艏方向正負(fù)10度的可靠控位。在深海極端環(huán)境航次中，纜控水下機(jī)器人在水下長時間作業(yè)時，“科學(xué)”號動力定位系統(tǒng)始終將船位控制在0.3~0.4米的范圍之內(nèi)。
“也就是說，船體能和地面保持相對不動，定點作業(yè)不再受海水移動影響?！焙酱问紫茖W(xué)家李超倫細(xì)細(xì)解釋道。
經(jīng)過幾個綜合調(diào)查航次，“科學(xué)”號在風(fēng)浪中打磨，通過兩年時間建成了國際一流的科考船移動平臺，在船型優(yōu)化、設(shè)備集成、空間最優(yōu)化利用、動力優(yōu)化配置、抗風(fēng)浪性、安全性、抗干擾和噪音控制等方面取得重大突破，其綜合海洋環(huán)境立體探測范圍涵蓋全球99.2%的海域，其船舶工藝水平和科學(xué)考察能力已位居國際上新建和在建綜合考察船前列，成為真正的“大國重器”，引領(lǐng)了我國新一代科學(xué)考察船的建造。
深海作業(yè)有“妙招”
眾所周知，深海環(huán)境極端又神秘，深度越深探測難度越大。針對不同深度“科學(xué)”號有自己的“妙招”。
“10000米深?？梢远c探測與采樣、6000米深?？蓪崿F(xiàn)可視化準(zhǔn)確取樣、4500米深?？蓪崿F(xiàn)基于纜控潛器的精準(zhǔn)探測與取樣、對1000米水體則能實現(xiàn)走航海流實時探測以及具備深海30米長沉積物取芯和20米長巖石取芯能力?！崩畛瑐惛嬖V記者，他們已經(jīng)具備了宏觀—微觀、走航—定點、梯度—原位相結(jié)合的深海地形地貌、海底環(huán)境、水體環(huán)境、樣品采集的技術(shù)體系。
尤其值得一提的是，作業(yè)深度為4500米的“發(fā)現(xiàn)”號無人纜控潛水器（ROV），在4500米深度范圍內(nèi)作業(yè)能力非常強(qiáng)，基本能夠做到指哪打哪，想看什么就能夠看到什么，想取什么就能取到什么。這個機(jī)器人配置了水下定位系統(tǒng)，還有Titan4和Atlas兩種機(jī)械手，可用于水下的精細(xì)作業(yè)，比如抓取貝殼、螃蟹等。機(jī)器人上還配備了7個深水?dāng)z像機(jī)，包括兩個超高清攝像系統(tǒng)。它搭載有用于探測海水溫度、鹽度、深度等信息的溫鹽深儀，甲烷、二氧化碳、酸堿度、濁度、溶解氧、葉綠素等多種探測傳感器。機(jī)器人上有多種取樣裝置，可以在水下長時間、近距離地對深海海底物理化學(xué)環(huán)境參數(shù)等實時探測，可對近海底海水、熱液流體、淺表沉積物、巖石和生物樣品可視化現(xiàn)場取樣。由于它可在深海極端環(huán)境中長時間工作，作業(yè)能力強(qiáng)、功能多、安全可靠性高，是當(dāng)仁不讓的基礎(chǔ)支撐平臺和“深海實驗室”。
自“發(fā)現(xiàn)”號投入使用以來，它在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“熱帶西太平洋海洋系統(tǒng)物質(zhì)能量交換及其影響”任務(wù)中，為我國首次系統(tǒng)地獲取了深海極端環(huán)境的原位觀測數(shù)據(jù)和樣品，為專項的順利實施提供了堅實的保障。
“當(dāng)作業(yè)深度達(dá)到6000米時，我們還有深海拖曳系統(tǒng)以及深海視頻系統(tǒng)等，可以在深海海底進(jìn)行近距離的地形地貌、淺地層剖面、近海底水體物理化學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量，以及對海底生物進(jìn)行觀察，為后續(xù)ROV的下潛，選定目標(biāo)靶區(qū)?！崩畛瑐愓f。
所向披靡“夢之隊”
雖然“發(fā)現(xiàn)”號是在英國南安普頓制造，但前期組裝中方全程緊密參與，并且為了提升它的科考能力，工程技術(shù)人員基于“發(fā)現(xiàn)”號研發(fā)了許多實驗裝置和設(shè)備，比如深海取樣裝置、熱液噴口的溫度的傳感器等。
先進(jìn)的探測設(shè)備，再加上專業(yè)的海洋科考隊伍，讓“科學(xué)”號“所向披靡”。為完成科研任務(wù)，一群平均年齡不到30歲的“80后”和“90后”，在每年航時250天以上的科考任務(wù)下，幾乎全年無休。
在一次執(zhí)行任務(wù)過程中，“科學(xué)”號突逢外方脅迫緊急情況，科學(xué)家們在茫茫深海中從精準(zhǔn)定位到完成回收6個深海生物原位培養(yǎng)試驗裝置只用了不到5個小時，而原計劃按照常規(guī)需要12小時以上。
“通過這兩年高強(qiáng)度的作業(yè)，我們培養(yǎng)了一支精良的技術(shù)隊伍?！?014年末，孫松代表“科學(xué)”號海洋科學(xué)考察團(tuán)隊領(lǐng)取了“2014央視年度科技創(chuàng)新團(tuán)隊”獎。
建成3年來，“科學(xué)”號海上科考640余天、航行7.6萬海里，取得大量寶貴的多學(xué)科調(diào)查數(shù)據(jù)資料；“發(fā)現(xiàn)”號深潛器成功下潛56次，獲得高精度深海極端環(huán)境信息、地質(zhì)和生物樣品及系列重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，成功開展了深海原位觀測和現(xiàn)場研究，為我國深海探測與研究躋身國際前沿并向縱深發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。
600年前鄭和下西洋，邁出中國人航海的第一步。如今，中國科學(xué)家乘坐“科學(xué)”號，從青島起航，在深藍(lán)中發(fā)出中國聲音。他們將發(fā)揚(yáng)不畏艱險、勇于拼搏的“科學(xué)精神”，追尋600年前的榮光，走向海深處。
