这是我国首次实施的两类具有自主知识产权的国产化大深度潜水器的联合深潜科学考察活动,有效发挥了两类潜水器各自功能优势,创新了深海科考作业模式,实现跨部门合作,推动了国际前沿科学问题的联合攻关,为国产深海技术装备的业务化协同作业发挥了先行示范作用。
进入深海大洋,离不开深海装备。专家认为,随着更多高新深海装备投入使用,我国海洋调查模式正在发生新的变化,复合作业、集群作业和协同作业将成为我国海洋调查的新模式。
首次实施大深度潜水器联合深潜作业
4月28日,“海洋六号”与“探索一号”科考船在“海马冷泉”作业区会合后,共同实施了三次潜水器联合深潜作业。联合科考期间,“海马”号发挥其超强的作业能力,携带甲烷礁钻机、侧扫及图像声呐、甲烷传感器及生物诱捕器等10余项作业工具下潜,开展对海底“冷泉”的综合探查及取样作业;“深海勇士”号展现了其精细探查和作业的功能特长,查明海底“冷泉”的分布范围、区域性特征、地形特征,并进行取样等作业;联合科考期间,两套深潜器系统将分别对对方作业过程进行多角度、多方位实时监测及记录。
海底“冷泉”研究涉及资源、环境和生命起源等科学前沿领域,是当前国际深海科学研究的热点,深海潜水器是开展海底“冷泉”研究的重要装备。“海马”号和“深海勇士”号潜水器是863计划海洋技术领域自主研发的深海重大科技装备,是我国掌握深海探测关键技术、科研成果快速转化和国产化高新技术装备实际应用方面的典范。
“海马冷泉”位于我国南海珠江口盆地西部海域,是我国管辖海域内发现的第一个大型活动性海底冷泉,为开展天然气水合物系统成藏、冷泉生态环境乃至地球生命起源等前沿科学研究提供了重要窗口。
科考队员将最后一潜从海底返回的“潜龙三号”收至母船甲板
协同和集群作业可大大提高作业水平
“海龙三号”和“潜龙三号”在本航次中相继完成海上试验,它们将有机会在日后的海洋调查中同时搭乘一条科考船出海,开展协同作业。
据了解,我国已尝试过两类潜水器协同作业。2017年7月,“科学”号科考船搭载“发现”号无人有缆潜水器和“探索4500”无人无缆潜水器在南海进行协同作业,迈开了深海探测从单项装备分别作业向协同作业的步伐。
潜水器一般分为载人潜水器、无人有缆潜水器和无人无缆潜水器,前两类潜水器适合定点或小区域精细作业。无人无缆潜水器的活动范围更大,用无人有缆潜水器开展定点精细调查,可大大提高作业水平。
与此同时,两台或多台同一类型潜水器同时出海,在海洋调查时集群作业,同样可大大提升效率。据“大洋一号”船综合海试B航段首席科学家蔡巍介绍,2015年“向阳红10”科考船曾搭载“潜龙一号”和“潜龙二号”同时出海,进行了一艘大船支撑两个潜水器的尝试。
潜水器深海集群作业、或协同作业将会越来越多地出现
越来越多高新深海装备的投入使用,正在改变中国的海洋调查模式。同一类型潜水器集群作业、不同类型潜水器协同作业以及潜水器与船载常规设备复合作业,将越来越多地出现在深海远洋调查作业中。
4月26日,“潜龙三号”搭载“大洋一号”科考船抵达南海多金属结核试采区下潜位置,开始下潜,抵达海底航行作业。
与此同时,科考队员开始使用箱式取样器和多管取样器进行地质取样。
“大洋一号”船综合海试航次期间,4500米级无人有缆潜水器“海龙三号”和无人无缆潜水器“潜龙三号”均完成了海上试验,并进行了我国首次无人无缆潜水器与船载地质取样装备同时作业。
“这是我国首次实现无人无缆潜水器与船载地质取样装备同时作业的新模式,有效节省了船时,提高了航次综合效率,是对我国潜水器研发技术的肯定,也为综合调查开创了新的复合型作业模式。”科考队员、国家深海基地管理中心高级工程师高伟说。
水下多平台协同技术是我国重点研究内容
深海科考调查依托大型科考船进行,船时费用高。如何提高船时利用效率、降低运行费用,成为深海科考调查必须解决的问题。
研究潜水器多年的本航段科考队员、“蛟龙”号潜航员陈云赛表示,国际上一些海洋强国在开展协同作业和集群作业、提高深海调查效率方面做出的探索,值得我国未来发展潜水器协同作业和集群作业借鉴。
陈云赛说,在“亚特兰蒂斯”号科考船上,美国科学家很早就实现了,利用夜晚进行无人潜水器作业,白天开展载人潜水器下潜作业;利用无人无缆潜水器探测的异常数据,作为载人潜水器下潜目标点,全面提高了深潜作业的船时效率。
据了解,法国科考人员同样探索了同船多类型潜水器协同作业模式,“鹦鹉螺”号科考船可同时搭载无人无缆潜水器和无人有缆潜水器,按任务需求下潜,实现全天候作业。日本海洋科学技术中心拥有“深海6500”载人潜水器和多台无人无缆、无人有缆潜水器,也从上个世纪90年代开始在多个航次中使用了各类型潜水器协同作业。
陈云赛表示,水下多平台协同技术是目前水下技术领域的重点研究内容,水下潜水器的研制和技术发展,仍在不断寻求突破。
未来将可实现“三龙”协同全天候作业
进入深海大洋,离不开深海装备。专家认为,随着更多高新深海装备投入使用,我国海洋调查模式正在发生新的变化,复合作业、集群作业和协同作业将成为我国海洋调查的新模式。
中国大洋协会办公室副主任李波表示,随着“海龙三号”“潜龙三号”相继海试成功,我国以“蛟龙”“海龙”和“潜龙”为代表的“三龙”深海装备体系建设得到进一步加强。“龙”家族还会扩大,而未来的工作模式将是多台潜水器集群作业和不同类型潜水器配合协同作业。
“潜龙三号”总设计师刘健表示,“潜龙”系列增加新成员,今后应用时更有机会进行集群作业,有理由相信“潜龙”系列在未来大洋航次应用中能够为我国资源探测和科学研究做出更大贡献。
业内人士指出,从2019年开始,一船同时带“海龙”“潜龙”出海的航次安排会时常出现。“蛟龙”号新母船等新型深海科考平台一旦建成使用,我国将可实现“三龙”协同全天候作业,提高航次综合效益,构建起以任务为导向的协同作业与互助机制。 据新华社