“移動實驗室”打探深海奧秘
啟航前,"科學"號科研人員陸續登船。
"科學"號上先進的水下機器人。
"科學"號內先進的綜合實驗室。
健身房里有很多健身和休閑設備。
4月8日下午,國家重大科技基礎設施、國內最先進科考船—“科學”號海洋科學考察船在青島中苑碼頭啟航,執行中科院的科考任務。這也是“科學”號交付以來的首航,標志著我國新一代海洋科考船正式投運。據悉,“科學”號不僅攜帶可下潛4500米的水下機器人,船上的眾多高端科研設備還能呈現出所經海底的彩色面貌。那么,這艘“海上移動實驗室”都帶有什么高端設備?是怎樣實現海底探秘的?首航之前,記者登上“科學”號,為市民揭開它的神秘面紗。
尋“黑煙囪”探生命起源
據科學家預測,生命的起源很可能是從海底“黑煙囪”開始的。4月8日,“科學”號在青島中苑碼頭首航,赴西太平洋(601099,股吧)去尋找“黑煙囪”。“科學”號本次執行的是中國科學院“熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響”戰略性先導科技專項(簡稱WPOS專項)科考任務。
記者了解到,按照航次計劃,“科學”號8日駛出青島后,將于4月10日抵達沖繩海槽,開展地球物理調查、地質和生物取樣等海上調查工作,預計5月2日完成第一航段任務。在深圳短暫休整后,“科學”號還將繼續開展與熱液活動研究相關的后續海上科學考察。
“我們航行中按照3個步驟進行,首先是基于"科學"號的船載多波束探測系統,探測50×50平方公里的區域,對這個區域的地形進行精細化掃描,分辨率可達20米。”8日,中國科學院海洋研究所船舶運行管理中心工程技術部副主任張鑫告訴記者,在進行探測和取樣后,將分析數據,完成深海高清圖像的獲取,樣品的采集和原位數據的獲取,完成三個步驟。
機器人可下潛4000米深海
在張鑫的帶領下,記者登上“科學”號,首先對其所攜帶的高端儀器設備進行了探訪。“這是我們最核心的設備,水下纜控潛器(ROV),也被形象地稱為水下機器人,是"科學"號的探測之"劍"。”順著張鑫所指的方向,記者看到,水下機器人其實是一個布滿了纜線和設備的正方形儀器,它配備了目前世界上最先進的深海高清攝像系統和機械手,具備深海熱液區溫度、壓力、鹽度、濁度、溶解氧、pH值、甲烷、二氧化碳等多種物理化學環境參數的原位探測能力,可下潛到4500米的深海,對近海底海水、熱液流體、淺表沉積物 、巖石和生物樣品進行可視化現場取樣。
“看這兩個機械手,左邊的機械手做一些精細化的掃描和取樣工作,包括生物樣品和地質樣品;右邊的做一些粗重的活,拉力、張力和強度都高。”張鑫說,水下機器人不光會采,還有高精度的“兩只眼睛”—分辨率均達到1080P的高清攝像頭。“位于下邊的攝像頭由科學家操縱,而上面的攝像頭則是ROV自己用。”張鑫說,上面的攝像頭能夠靈活轉動,能看清前后左右的東西,而拍攝精細度很高,海底頭發絲細度的物體都能拍攝到。“ROV的活動半徑是百米,如果跟著船走的話就更靈活了。”張鑫說,海況條件允許的話,機器人可以長期在水下工作。
張鑫說,這個水下機器人相當于不載人的蛟龍號,配有攝像機、照相機、頂式相機、水下燈、萬米溫鹽深儀(CTD),配有大部分的海洋化學傳感器,一共有7個攝像頭。此外,“科學”號上還配有海洋所自主研發的深海聲學拖體,能獲得海底精細的地形地貌,為ROV的下潛提前做調研。
移動實驗室且行且“繪圖”
"科學"號是名副其實的海上移動實驗室。”中科院海洋所所長孫松告訴記者,在探測能力上,“科學”號能實現深海的探索、走航式的探索和海陸空綜合探索。再者是它的信息支撐能力,不光能探索到海底信息,還能處理這些信息,同時能進行岸上和海上的實時通訊,實現多學科交叉。隨后,記者來到船上的綜合實驗室。在實驗室里,幾十臺電腦顯示各個學科的海洋信息,科學家們將在這里對搜集的信息進行處理,獲知最真實的海底世界。孫松說,科學考察船最關鍵的是探測能力,“科學”號的船底裝滿了探測器,在航行期間不用停泊就能獲得海上三維高清彩色地形圖,還能探測到水底的動力情況和環境參數以及地質、重力、大氣等數據。“科學”號還拖曳了很多科學設備,可自動獲取信息,進行地質采樣、化學采樣等工作。
隨后,記者在科考項目副總工程師孔憲才的帶領下,來到了駕駛艙。這里布滿了一排排精密的儀器,坐在駕駛座上,視線非常好,四周都是玻璃。孔憲才說,“科學”號通過超強的動力、操作、定位系統 ,能抵抗的最大風力能達到12級。
除了工作,船上的休閑娛樂也是豐富多彩。在休息室里,記者看到了一架鋼琴。在健身房,記者看到這里有沙袋、桌上足球、跑步機等設備,而健身房旁就是洗澡間,其中還有一間裝修不錯的桑拿房。另外,船上還配有3名廚師,手藝都不錯。
知識庫
“科學”號小檔案
船舶參數:“科學”號總長99.80米、型寬17.80米、型深8.90米,總噸位4711噸,續航力15000海里,自持力60天,最大航速15節,定員80人。
此次首航,“科學”號搭載了46名科學家和技術人員,另外還有30多名船員等工作人員。
“科學”號大事記
2007年12月20日:海洋科學綜合考察船項目建議書獲國家發改委正式批復。
2010年10月28日:海洋科學綜合考察船項目在武昌船舶重工有限公司開工建造。
2011年11月30日:海洋科學綜合考察船在武漢下水并命名為“科學”號。
2012年9月29日:“科學”號交接儀式在青島舉行。
2014年4月8日:“科學”號在青島首航,赴西太平洋執行中科院“熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響”戰略性先導科技專項相關科考任務。
名詞解釋:黑煙囪
“黑煙囪”是指海底富含硫化物的高溫熱液活動區,因熱液噴出時形似“黑煙”而得名 。噴溢海底熱泉的出口,由于物理和化學條件的改變,含有多種金屬元素的礦物在海底沉淀下來,尤其是噴溢口的周圍連續沉淀,不斷加高,形成了一種煙囪狀的地貌,被人們俗稱“黑煙囪”。也正因為如此,“黑煙囪”就成為了海底富含硫化物的高溫熱液活動區的代名詞。有科學家預測,生命的起源很可能是從海底“黑煙囪”開始的。