當(dāng)?shù)貢r間2月14日,“潛龍二號”下潛前,作業(yè)組工作人員正在拉繩維持潛器平衡。新京報特派記者 金煜 攝
“潛龍二號”試驗性應(yīng)用首潛成功
首次堅持整整30個小時的全航程探測,能夠按規(guī)劃路徑航行,探測數(shù)據(jù)基本有效
當(dāng)?shù)貢r間2月15日晚,西南印度洋,科考船“向陽紅10號”攜帶的吊架掛鉤成功鉤住了鮮黃、魚形的“潛龍二號”,并將之緩緩送上后甲板。這意味著我國首臺自主研發(fā)的面向大洋熱液區(qū)探測的4500米級自主水下機器人的首次試驗性應(yīng)用任務(wù)成功完成。
對于正在西南印度洋執(zhí)行第40航次第二航段任務(wù)的科考船“向陽紅10號”來說,其負載的“潛龍二號”是這次科考任務(wù)中最大的亮點?!皾擙埗枴贝饲耙逊謩e在我國南海和西南印度洋進行海上試驗。
第40航次的科考任務(wù)主要是在我國位于西南印度洋多金屬硫化物勘探合同區(qū)進行勘探。目前,“潛龍二號”進入了試驗性應(yīng)用階段,意味著其開始參與到勘探西南印度洋海底資源的實際工作中。新京報特派記者 金煜
下水
“小黃魚”長大了 跳進印度洋采集信息
當(dāng)?shù)貢r間2月14日情人節(jié)當(dāng)天,1.5噸重的“潛龍二號”擺在后甲板,進行最后的調(diào)試,準(zhǔn)備下水進行一天多的勘測。母船進入作業(yè)區(qū)后遭遇多日惡劣天氣,而14日當(dāng)天海況才有所起色,船長判斷,第二天的海況會更好,有利于回收。
20多個作業(yè)人員從各個方向拉著牽繩,在四面平衡中,A形架緩緩地將“潛龍二號”從船尾放入水中,眨眼間,這條黃色的“魚”就消失在了水里,只剩撲打出白沫的海浪。
“接下來就看它的了,‘孩子’要有出息,晚點回來我們還高興?!睗撍魅胨螅瑏碜灾锌圃荷蜿栕詣踊芯克膭⒔⊥@苏f。作為潛水器的總設(shè)計師,劉健喜歡把“潛龍二號”叫做“孩子”。
“潛器研發(fā)五年,孩子帶五年也該長大了。”劉健覺得對潛器的研制如同培育孩子成長,而每次潛器下海,他的心中既緊張又充滿期待,“就像期待自己的孩子一樣,希望它能長大,能獨立?!?/p>
在劉健看來,“潛龍二號”下水作業(yè)的這段時間,母船上的科研人員除值班外,反而可以休息一下,因為對于這臺進入工作狀態(tài)的智能水下機器人來說,人其實也做不了什么。因為帶寬有限,工作狀態(tài)中的潛器只向母船發(fā)來如高度、深度、位置等簡單信息,大量的聲學(xué)影像等探測信息都被儲存起來,等到其回到母船后,科研人員才會有海量的數(shù)據(jù)分析工作要做。
作業(yè)中
無需母船實時指令 自己決定何時浮出
當(dāng)?shù)貢r間2月15日下午14點,科考船“向陽紅10號”緊鄰后甲板的監(jiān)控室內(nèi),幾名值班的科研人員一邊盯著數(shù)據(jù)實時滾動的屏幕,一邊開起了打賭的玩笑:在深海潛水器“潛龍二號”何時浮出水面這個問題上,有人猜是2點,有人猜是4點,作為潛水器的總設(shè)計師,劉健也參與了打賭,他猜了3點。
劉健說:“都瞎猜的,我們誰也不知道它什么時候會上來?!闭且驗檫@是一臺全自治的水下機器人,“潛龍二號”十分智能,母船并不需要給它實時指令,它自己就可以決定什么時候結(jié)束任務(wù),浮出水面。
據(jù)劉健介紹,設(shè)計這臺全自治機器人,初衷就是要讓人的指令干預(yù)越少越好??蒲腥藛T事先對機器人編寫使命任務(wù)。例如,此次的勘探目標(biāo)是西南印度洋一塊30多平方公里的熱液區(qū)的海底,其被“切割”成數(shù)條橫線線路,機器人將沿著線路在海底來回橫掃,其攜帶的各種傳感器采集各類信息。同時,根據(jù)事先輸入的指令,有三種情況會使得機器人終止任務(wù),浮上水面。一是電力耗盡,二是任務(wù)完成,三是出現(xiàn)重大故障。此外,編程者也設(shè)計了一條30個小時的最大工作時限以確保機器人的安全。
對于14日的這次下潛任務(wù),這個最大安全時限意味著其必須在15日下午5時之前開始上浮。
回收
首次堅持走完全航程 成功“上岸”
2月15日下午4點45分,監(jiān)控屏幕上,潛水器發(fā)來的高度數(shù)據(jù)開始變小。在連續(xù)30個小時正常工作后,它發(fā)來了“97”的代碼,這意味著已達到最大工作時限,“潛龍二號”自動終止任務(wù),開始上浮。
在此前的西南印度洋驗收試驗中,出于考察各種性能的目的,“潛龍二號”每次下水只進行不到10個小時左右的任務(wù),而堅持了整整30個小時的全航程探測,這是它在熱液區(qū)的第一次。
然而,只有被安全回收,任務(wù)才能算是成功的,回收也是整個過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一個小時后,潛水器在距離母船上千米處浮出水面,母船調(diào)向朝之徑直開去。
作業(yè)組20余人早已等在甲板一側(cè),嘗試用拋繩、撐桿等鉤上潛水器。這是一個需要技巧的工作,不僅要攔截住潛水器,還得防止它過于靠近母船造成撞擊。此時,風(fēng)力卻突然加大,潛水器被海浪推得忽遠忽近,很難用普通的甩繩鉤鉤住。經(jīng)過多次努力,作業(yè)組終于用繩子套住了潛水器吊鉤。
當(dāng)這個滿載著各種數(shù)據(jù)的濕漉漉的“機器魚”被小心翼翼地拖上來時,夜幕已經(jīng)降臨,科學(xué)家和工程師們立刻對“潛龍二號”進行全身檢查?!棒~肚子”被打開,連上一根長長的網(wǎng)線,開始下載數(shù)據(jù),“魚背”也會被打開,以便更換電池。
“目前看,這個潛次是成功的。”航段首席科學(xué)家倪建宇說。劉健也表示,潛水器下到了數(shù)千米以下地形極為復(fù)雜的海底,第一次持續(xù)工作到30個小時的最大時限,回收也基本順利,潛水器在執(zhí)行探測任務(wù)時能夠按規(guī)劃路徑航行,而初步數(shù)據(jù)分析情況看(至截稿前),探測數(shù)據(jù)都被導(dǎo)出且基本有效,這意味著“潛龍二號”的首次試驗性應(yīng)用任務(wù)成功了。
■ 釋疑
“潛龍二號”為何長得這么萌?
科考船上滿是重型設(shè)備、實驗器材,任何人進入作業(yè)區(qū)后甲板須穿工作服,戴安全帽,而這臺深海機器人“潛龍二號”強大的“設(shè)計感”則為這種沉重的作業(yè)環(huán)境帶來一絲可人的氣息。沒有人會否認,“潛龍二號”看起來像是一條嫩黃色的熱帶魚。此前,還有人把它形容成動畫片角色“尼莫”。
對此,該潛水器的總設(shè)計師劉健也不否認。但對于是否有從魚身上得到設(shè)計啟發(fā),劉健解釋說,自己設(shè)計初衷并非為仿生,而是為了滿足熱液區(qū)探測的需求而設(shè)計,最終“大自然、生物界進化的結(jié)果,跟我們科技研究逐漸優(yōu)化的結(jié)果,兩者最后殊途同歸?!?/p>
據(jù)劉健介紹,通常的潛器設(shè)計為回轉(zhuǎn)體,橫向和縱向的阻力比較平衡,但對于熱液區(qū)這樣具有非常復(fù)雜地形的地方,潛器需要不斷垂直進行調(diào)整,“可以說是翻山越嶺,爬山下山”。為此,他們將“潛龍二號”設(shè)計成現(xiàn)在的“立扁形”,大大增強了潛器垂直面的靈活性和機動能力。而且,立扁形的設(shè)計使之具有很高的抗風(fēng)浪能力,即使在浪大的海面上,也可以如不倒翁一樣保持不被翻身。
此外,“潛龍二號”在海面上還具有一定的航行能力,可以通過母船的遙控器進行簡單的操控。這個還處于“幼年期”的水下機器人還隨身攜帶可以測量鹽度、溫度、深度、濁度、甲烷、側(cè)掃聲吶、磁力儀、照相機等多個傳感器,可以采集各類信息。
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