「海鬥一號」創中國潛水器最大下潛深度紀錄 萬米海試意味着甚麼

撰文:劉言
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6月8日,中國「探索一號」科考船完成太平洋馬里亞納海溝深淵科考任務後順利返港。在航次中,中國首台作業型全海深自主遙控潛水器「海鬥一號」完成了首次萬米海試與試驗性應用任務,填補了中國萬米級作業型無人潛水器的空白,在高精度深度探測、機械手作業、近海底工作時間、聲學探測與定位、聲學通信作用距離及高清視頻傳輸等方面,創造了中國潛水器領域多項第一。

中國首台作業型全海深自主遙控潛水器「海鬥一號」完成了首次萬米海試與試驗性應用任務。(網上圖片)

人類所處的地球,表面積的71%是浩瀚的海洋,海底藴含的豐富石油、錳團等資源吸引着工業發達國家競相進行着海洋開發事業,當下國際海底區域競爭形勢已日趨激烈。

開發利用深海必然離不開深海裝載裝備,深潛技術是進行海洋開發的必要手段,它由深潛器、工作母(水面支援船)和陸上基地組成一個完整系統。深潛器則是該系統的關鍵部份,其民用、軍事領域的研發應用已是暗濤洶湧,多個國家都在競相投入。

海水深度每增加100米,壓力便會增加10個大氣壓,故而深潛器建造難度頗大,其電氣化、自動化程度高,目前全球僅有美國、日本、法國、俄羅斯、中國等少數國家擁有建造深海載人潛水器的能力。

作為具有水下觀察和作業能力的活動深潛裝置,深海潛水器大致可分為帶纜水下機器人(ROV)、無纜自主水下機器人(AUV)、自主遙控水下機器人(ARV)和載人潛水器(HOV)等類型。

2002年,中國863計劃重大專項「7000米載人潛水器項目」正式批覆。經過7年聯合攻關,中國實現了深潛器耐壓結構、生命保障、遠程水聲通訊、系統控制等關鍵技術的突破,並不斷取得新的進展。

近年來,隨着中國加大海洋科考投入力度,已自主研發出水下機器人、水下滑翔機、載人潛水器等多款海洋觀測裝備,「蛟龍」、「海龍」、「潛龍」、「海鬥」、「海馬」、「海燕」、「深海勇士」等探海神器已聲名在外。

2012年6月30日,中國自主研發的「蛟龍」號載人潛水器在進行7000米級海試最後一次下潛試驗。(視覺中國)

從「嫦娥」探月到「長五」飛天,從「蛟龍」入海到航母入列……探海神器被中國領導人習近平點名將其與航天工程並列而言,其對中國的戰略地位可見一斑。

2012年,中國自主研發的「蛟龍」號載人潛水器海試成功,作為載人潛水器,它首度開創了世界作業類載人潛水器最大下潛深度7,062米的歷史,並先後在南海、東太平洋、西南印度洋、馬里亞納海溝等七大海區開展了152次下潛,獲得了高質量彌足珍貴的地質與生物樣品3,800餘件。

2017年5月5日,「蛟龍」號載人潛水器在南海北部的浦元海山發現多金屬結核區,同時帶回珍貴的生物樣品。( 新華社)

此次進行萬米海試的「海鬥一號」由中國科技部 「十三五」國家重點研發計劃 「深海關鍵技術與裝備」重點專項支持,中科院瀋陽自動化所聯合大陸十餘家優勢單位共同研製。

5月9日,在超 4 級海況下,「海鬥一號」首次成功嘗試了萬米深度探海,在深度為 10,884 米的海底用高清視頻探測深淵海底及底棲生物,實現了機械手觸發採集萬米海底水樣、機械手抓取插管進行海底沉積物取樣等全部作業內容,遙控拋載上浮,安全回收。

科考中,「海鬥一號」在馬里亞納海溝實現4次萬米下潛,最大下潛深度達10,907米,刷新了中國潛水器最大下潛深度紀錄。

「海鬥一號」首次利用全海深高精度聲學定位技術和機載多傳感器信息融合方法,完成了對馬裏亞納海溝「挑戰者深淵」全球最深區域的巡航探測與高精度深度測量,獲取了完整的全海深剖面與深淵海底的温鹽深、深度剖面洋流變化等數據,為中國研究深淵水團特性的空間變化規律、深淵底層洋流結構等,提供了珍貴的數據資料。

「海鬥一號」拍攝到的萬米海底岩石照片。(圖片來源:中科院沈陽自動化研究所)

它還利用其搭載的具有完全自主知識產權的全海深機械手,完成多次萬米深淵坐底作業,在國際上首次利用七功能電動機械手完成了深淵海底樣品抓取、沉積物取樣、標誌物布放、水樣採集等科考作業,獲得了深淵專屬性物理、化學、地質及生物相關的數據,這也意味着中國深淵科學研究有了一種全新的技術手段。

同時,「海鬥一號」還利用其搭載的高清攝像系統,獲取不同作業點的深淵海底地質環境、深淵底棲生物運動、海溝典型地質環境變化等影像資料,為中國深入研究和探索深淵地質環境特點和生物演化機制夯實了基礎。

擁有大深度潛水器,具備精細深海作業能力,是一個國家深海技術競爭力的綜合體現,中國在這方面的深耕努力結出的果實正在不斷向世人呈現。