科学系莱比锡造,长沙自动化所水下机器人突破万米深潜

中国首次万米深渊科考,成为我国首台下潜深度超过万米并完成全海深深渊科考应用的水下机器人,号成为我国首台下潜深度超过万米并完成全海深深渊科考应用的水下机器人

科学 3

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在刚刚结束的我国第一次综合性万米深渊科考中,由中科院沈阳自动化所研制和参与研制的几件探海“神器”,为我国实现深海装备挺进深渊、突破万米的梦想立下汗马功劳。这些深海装备在这次科考中的成功应用,表明我国已经开启了利用国产深海高技术手段和装备开展万米深渊科考的新纪元,万米深海已不再是我国海洋科技界的禁区。

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中国首次万米深渊科考“海斗”号全海深自主遥控水下机器人正在作业中。钟欣摄

8月30日,随队科考的沈阳自动化所水下机器人研究室副研究员唐元贵告诉记者,这次挺进深渊的几件“神器”,分别是沈阳自动化所研制的“海斗”号全海深自主遥控水下机器人和“海翼”号7000米水下滑翔机,以及沈阳自动化所参与研制的“天涯”号和“海角”号深渊着陆器,共3型、4台套自主研发的深海装备。

“海斗”号水下机器人

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从6月22日至8月12日,“海斗”号在我国首次万米深渊科考航次中,累计下潜7次,不断创造并刷新我国水下机器人最大下潜深度和作业深度的纪录,成为我国首台下潜深度超过万米并完成全海深深渊科考应用的水下机器人。

由中国科学院沈阳自动化研究所研制的“海斗”号水下机器人日前在我国首次万米深渊科考航次中成功应用,创造了我国水下机器人的最大下潜及作业深度记录。昨日,这台水下机器人在研发地沈阳亮相。

中国首次万米深渊科考“海斗”号全海深自主遥控水下机器人。钟欣摄

7月12日,“海斗”号水下机器人以自主模式向深渊发起挑战,最大下潜深度8201米,创造了我国水下机器人新的最大下潜深度纪录。

据沈阳自动化所所长助理、水下机器人研究室主任李硕介绍,由中国科学院沈阳自动化研究所研制的、具有完全自主知识产权的“海斗”号全海深自主遥控水下机器人(以下简称“海斗”号)和“海翼”号7000米水下滑翔机(以下简称“海翼”号),以及由沈阳自动化所参与研制的“天涯”号和“海角”号深渊着陆器,共计三型、四台套的深海装备,成功在我国第一次综合性万米深渊科考即“探索一号”船TS01-01航次中成功试验与应用,胜利完成了航次任务。

中国科学院沈阳自动化研究所8月30日对外展示在中国首次万米深渊科考中成功应用的共计三型、四台套深海装备,揭秘科考细节。

7月23日,“海斗”号再次深渊深潜,顺利完成对指定深度的探测应用任务,最大下潜深度9827米,距离万米深渊近在咫尺。

其中,“海斗”号成为我国首台下潜深度超过万米并完成全海深深渊科考应用的水下机器人,为我国首次获得超过万米的全海深剖面温盐数据。

该三型深海装备是中科院沈阳自动化所研制的“海斗”号全海深自主遥控水下机器人、“海翼”号7000米水下滑翔机和中科院沈阳自动化所参与研制的“天涯”号和“海角”号深渊着陆器。其成功在中国“探索一号”船TS01—01航次中试验与应用,完成中国首次综合性万米深渊科考任务。

7月27日,“海斗”号向着潜深超过万米的探测应用目标挺进,最大下潜深度10310米,成为我国首台叩开万米深渊大门的水下机器人,由此也翻开了我国利用水下机器人技术向万米以下深渊进军的历史。

据沈阳自动化所副研究员唐元贵介绍,“海斗”号,是由中国科学院战略性先导科技专项——“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”的支持、沈阳自动化所研制的、具有完全自主知识产权的、面向全海深探测的关键技术验证平台。“海斗”号在我国首次万米深渊科考航次中,累计下潜七次,其中五次下潜是深度大于8000米的深渊科考应用,最大潜深达10767米。“海斗”号成为我国首台下潜深度超过万米并完成科考应用的水下机器人,创造了我国水下机器人的最大下潜及作业深度记录,为我国成功跻身国际上利用水下机器人技术开展万米深渊科考的国家行列,奠定了坚实的基础。

据中科院沈阳自动化所所长助理、水下机器人研究室主任李硕介绍,2014年4月,“海斗”号研制工作启动,历经多项技术攻关和压力模拟测试,于2016年6月前往马里亚纳海沟开展中国首次万米深渊科考。“海斗”号为立扁圆柱形流线体,重量260公斤,属于小型万米关键技术验证平台。考虑到万米下潜,科考人员重点关注其在垂直面上的快速运动特性。

7月28日,“海斗”号没有停歇,一鼓作气,在进行技术升级确认和综合模拟测试后,冒着一系列非常规操作方式可能带来的风险,向着万米深渊坐底式探测应用目标发起冲击,最终成功实现马里亚纳海沟全海深坐底式探测52分钟,最大下潜深度10767米。

“海斗”号成功获得了2条九千米级和2条万米级深渊垂直剖面的温盐深数据,这是我国获得的第一批万米温盐深剖面数据,为研究海斗深渊水团特性的空间变化规律和深渊底层洋流结构,以及万米无人/载人潜水器的设计提供了宝贵的基础资料。

2016年7月27日,现场科考人员经综合风险分析和评估,“海斗”号向着潜深超过万米的探测目标挺进,最大下潜深度10310米,成为中国首台叩开万米深渊大门的水下机器人。

同时,“海斗”号水下机器人成功获得了2条9000米级和2条万米级深渊垂直剖面的CTD数据。这是我国获得的第一批万米温盐深剖面数据,为研究深渊水团特性的空间变化规律和深渊底层洋流结构,以及万米无人/载人潜水器的设计提供了宝贵的基础资料。

据悉,2014年4月,沈阳自动化所承担中国科学院“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”战略性先导科技专项中“全海深无人潜水器关键技术研究与总体设计”工作,即“海斗”号的研制工作正式启动。

7月28日凌晨,“海斗”号在技术升级确认和综合模拟测试后,向着万米深渊坐底式探测发起冲击,最终实现全海深坐底式探测52分钟,最大下潜深度10767米。使中国首次获取了全海深海底及全海深剖面的温盐数据。

“海翼”号,是沈阳自动化所研制的具有完全自主知识产权的、面向深渊科考探测的试验样机。

此外,“海翼”号下潜深度两次突破5000米,最大下潜深度达到5751米,成为国内首台下潜深度超过五千米的水下滑翔机,创造了国内水下滑翔机的最大下潜深度记录。同时获得了8个有效周期的CTD数据以及水下滑翔机本体的状态数据,为我国大深度的水下滑翔机的研发积累了宝贵的经验。

“我们当时冒着应急安全保障措施无冗余、临时使用船上的非专用压铁、课题组22小时连续无间断疲劳作业等一系列非常规方式所带来的风险。”36岁的现场负责人、中科院沈阳自动化所副研究员唐元贵说。

在本次科考中,“海翼”号下潜深度两次突破5000米,最大下潜深度达到5751米,成为国内首台下潜深度超过5000米的水下滑翔机,创造了国内水下滑翔机的最大下潜深度纪录。同时获得了8个有效周期的CTD数据以及水下滑翔机本体的状态数据,为我国大深度水下滑翔机的研发积累了宝贵的经验。

由中科院深海所与沈阳自动化所联合研制的两套7000米级深渊着陆器,即“天涯”号、“海角”号,成功在本深渊科考航次中得到了大密集度、长时间的深渊科考应用。整个航次作业期间,两台深渊着陆器工作正常,搭载设备运行稳定可靠,成功的完成了航次海试和应用任务,获取了深渊系列深度等级的大生物样品、沉积物和水样。

李硕介绍,“海翼”号在本次深渊科考中主要开展海上试验与测试,于7月6日布放入水,总航程42.7公里,有效工作时间逾48小时,其最大下潜深度5751米,成为中国首台下潜深度超过五千米的水下滑翔机,创造了国内水下滑翔机的最大下潜深度纪录。

由中科院深海所和沈阳自动化所联合研制的两套7000米级深渊着陆器,即“天涯”号、“海角”号,成功在本次科考中得到了大密集度、长时间的深渊科考应用,并获取了深渊不同等级深度下的千余个大生物样品,包括钩虾、深渊专属的狮子鱼以及未知物种;采集获得了大深度的海底沉积物样本和万米级水样,并完成了9个站位的原位水体微生物收集工作。这些样品的获取,对于我国研究探索深渊物种的起源与演化、深渊地质构造及演变、深渊水体生态环境以及深渊微生物群落结构等重大科学问题,提供了宝贵的研究样本和素材。

“天涯”号、“海角”号深渊着陆器在本次科考中累计完成12次深潜,诱捕获取了深渊不同等级深度下的千余个大生物样品,包括钩虾、狮子鱼以及未知物种,采集获得了大深度的海底沉积物样本和万米级水样,完成了9个站位的原位水体微生物收集。对于研究探索深渊物种的起源与演化、深渊地质构造及演变、深渊水体生态环境等提供了宝贵样本。

沈阳自动化所所长助理、水下机器人研究室主任李硕表示,“海斗”号水下机器人下潜深度两次突破万米并为我国首次成功获取超过万米的全海深原位温盐数据,以及深渊着陆器获取的大量深渊水体、沉积物和大生物样本,填补了我国长期以来无法获得超大深度特别是万米海底数据和样品的空白,将极大促进我国深海深渊技术装备和科学研究的发展。

中国首次万米深渊科考深海装备的成功海试与应用,表明万米深海已不再是中国海洋科技界的禁区,将有助于推动中国建立深渊装备技术体系,为中国跻身深渊科学研究世界先进国家行列,奠定了坚实的技术基础。

(原载于《辽宁日报》 2016-08-31 A02版)