我国新一代远洋综合科考船“科学”号,29日圆满完成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任务,抵达深圳补给。本航次中,我国首次实现了缆控式和自治式水下机器人深海交汇拍摄,不同类型装备协同作业,同时对南海一冷泉区进行了精细调查,取得了大量生物样品。

亮点一:水下机器人深海“约会”

在1000多米深的黑暗海底,一个根据预编程自主航行的机器人穿梭而过,能用另外一个机器人在海底准确找到它并跟踪拍摄吗?我国科学家在本航次做到了!

7月26日,“科学”号搭载的缆控式遥控无人潜水器“发现”号与自治式水下机器人“探索”号在南海北部实现深海交汇拍摄,这也是我国首次实现上述两类水下机器人交汇拍摄。

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,虽然看上去是一次简单拍摄,但里面蕴含了非常复杂的技术体系,非常令人兴奋。

李硕介绍,“探索”号是自治式水下机器人,下水后根据预编程自主航行。在本潜次中,它保持距海底5米进行光学拍照。要实现这两类水下机器人交汇拍摄,“探索”号稳定性和可靠性要非常高,航行位置和姿态控制要非常精准,导航定位能力要非常强,这样才能克服海底洋流和复杂地形影响,按照预设路径和时间出现在预定位置。

航次首席科学家孙松说,要实现交汇拍摄,还需要母船和遥控无人潜水器“发现”号的精准配合。由于“发现”号和母船之间有一根缆相连,因此母船要有非常精准的动力定位能力,同时“发现”号要具备精准导航定位能力,准时准确出现在相应位置,捕捉并跟踪拍摄“探索”号。

“两种不同类型的水下机器人和母船由三个不同团队操控,这次交汇拍摄体现了三个团队高水平的操控能力,以及相互之间的配合能力。”李硕说。

亮点二:不同类型探测装备协同“作战”

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。

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。

这只是“科学”号搭载的系列海洋探测装备协同作业一个缩影。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,可测得流体温度、盐度、浊度、含氧量、海流强度和运动方向等数据和资料。

孙松说,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。

亮点三:探秘南海冷泉“海怪”

我们都知道万物生长靠太阳,但在深海的冷泉区,这里漆黑、高压,到处都是甲烷等化学物质,但却有非常繁茂的生物生存,这让科学家非常感兴趣。

冷泉是指来自海底沉积界面之下,含有硫化氢、甲烷及其他富碳氢化合物的流体的渗漏活动,这些流体与海底温度相近。1983年美国科学家查理斯首次在墨西哥湾佛罗里达陡崖发现冷泉,之后世界范围内不断涌现有关冷泉的报道,现已在全球大陆边缘海底发现上千个活动冷泉。

在本航次中,“发现”号遥控无人潜水器在南海一冷泉区采集到了100多只白色的潜铠虾、棕色的贻贝和少量阿尔文虾等,有些生物到船上还活着,这让科学家非常兴奋。

中国科学院海洋研究所副研究员蒋维说,冷泉区生物和常见的近海生物有很大区别,它们生活在海底,没有光,所以眼睛都退化了。同时,它们身上或者体内都附着了很多微生物,它们就依靠食用这些微生物而生存,而这些微生物是依靠甲烷等化能而生存。

“我们将用这些生物样品开展极端环境下生物进化与演变、生物多样性、基因测序,以及冷泉生物与地质环境的关系等方面的研究。”蒋维说。

(本文来源于人民网)