新一代海洋科學(xué)綜合考察船“科學(xué)”號(hào) 

 　　“科學(xué)”號(hào)回家途中舉行海上運(yùn)動(dòng)會(huì) 

 　　科考隊(duì)員布放深海潛標(biāo)系統(tǒng)  

　　1月14日，在中科院2016年度工作會(huì)議上，中科院海洋所所長(zhǎng)、中科院“熱帶西太平洋海洋系統(tǒng)物質(zhì)能量交換及其影響”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)首席科學(xué)家孫松從中科院院長(zhǎng)白春禮手中接過(guò)了2015年度中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)證書(shū)。

　　此時(shí)的“科學(xué)”號(hào)正航行在茫茫的太平洋上執(zhí)行國(guó)家深海科考任務(wù)。“科學(xué)”號(hào)是深海探測(cè)與研究平臺(tái)體系建設(shè)研究的載體。歷時(shí)10年，科學(xué)家們完成了我國(guó)新一代科學(xué)考察船、深海裝備體系、技術(shù)體系和人才隊(duì)伍體系建設(shè)，建成國(guó)際一流水平的深海探測(cè)與研究綜合平臺(tái)，突破我國(guó)深海探測(cè)與研究領(lǐng)域技術(shù)與裝備瓶頸，使我國(guó)深海探測(cè)與研究能力跨入世界先進(jìn)國(guó)家行列，引領(lǐng)我國(guó)新一代科學(xué)考察船建設(shè)，帶動(dòng)我國(guó)海洋裝備技術(shù)體系發(fā)展。

　　大國(guó)重器“科學(xué)”號(hào) 

　　“隨著大國(guó)地位的提升，國(guó)家戰(zhàn)略和理念的提升，深海研究領(lǐng)域應(yīng)該有中國(guó)人的身影，需要有中國(guó)人的聲音。中國(guó)人要在深海探測(cè)與研究領(lǐng)域作出自己的貢獻(xiàn)，首先要強(qiáng)化能力建設(shè)。”孫松深切認(rèn)識(shí)到深海探測(cè)與研究深海平臺(tái)建設(shè)的重要性，見(jiàn)證了“科學(xué)”號(hào)的從無(wú)到有。

　　深海是人類(lèi)對(duì)海洋認(rèn)識(shí)的薄弱區(qū)域，但又涉及到國(guó)家戰(zhàn)略和疆域拓展，一直是海洋強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略重點(diǎn)。深海探測(cè)與研究是國(guó)際地球科學(xué)前沿，也是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的體現(xiàn)。

　　“受制于深海探測(cè)裝備的落后，我國(guó)在深海探索與研究中長(zhǎng)期處于‘望洋興嘆’的狀況，與海洋大國(guó)地位不符。隨著我國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)，海洋強(qiáng)國(guó)和‘一帶一路’戰(zhàn)略的實(shí)施，我們必須從全球角度看待海洋問(wèn)題，走向深海大洋是我們的必然選擇?！睂O松說(shuō)。

　　“科學(xué)”號(hào)給科學(xué)家們走向深海提供了世界最先進(jìn)的綜合探測(cè)與研究平臺(tái)。

　　“看得清，測(cè)得準(zhǔn)，下得去，采得上，功能全，用得起。20年內(nèi)不落后。”孫松擲地有聲地用一段排比句來(lái)形容這艘深?？蒲小爸仄鳌?。

　　隋以勇是“科學(xué)”號(hào)建設(shè)項(xiàng)目的總工藝師，現(xiàn)任船長(zhǎng)。這位有著30年船齡的老船長(zhǎng)介紹起“科學(xué)”號(hào)來(lái)，眼神中透露著自豪?！按L(zhǎng)99.8米，型寬17.8米，總噸位4711噸，續(xù)航力15000海里，相當(dāng)于一次可繞地球大半圈，且不需補(bǔ)給可自持60天?！甭浴芭帧钡脑O(shè)計(jì)相對(duì)增加了海上的耐波性，并最大限度地照顧了船型尺度比和型線(xiàn)的優(yōu)化。

　　走進(jìn)“科學(xué)”號(hào)的駕駛室，駕駛室可360度環(huán)視，視野開(kāi)闊、通透明亮。“這樣從駕駛室就能直觀(guān)地看到后甲板上的工作情況，有利于駕駛臺(tái)的指揮和操控?！彼逡杂赂嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，這種設(shè)計(jì)是科考船的首創(chuàng)。

　　而隨著進(jìn)一步了解，“科學(xué)”號(hào)在設(shè)計(jì)上的首創(chuàng)之多讓記者驚訝：是我國(guó)最新一代科考船型，以最小推進(jìn)功率實(shí)現(xiàn)推進(jìn)速度最快的經(jīng)濟(jì)性船舶；國(guó)際上首次采用永磁電機(jī)吊艙式綜合電力推進(jìn)且具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化海洋科學(xué)考察船；國(guó)內(nèi)首次研發(fā)和應(yīng)用升降鰭板系統(tǒng)，有效解決了海底探測(cè)裝置的氣泡問(wèn)題和探測(cè)精度問(wèn)題……每一個(gè)細(xì)節(jié)都凝結(jié)了對(duì)科學(xué)研究人性化的考量。而總工程師于建軍希望“科學(xué)”號(hào)不再是個(gè)冷冰冰的大家伙，甚至連船上的裝飾畫(huà)都是他一幅幅精心挑選的。

　　“科學(xué)”號(hào)是名副其實(shí)的海上移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。依靠GPS定位系統(tǒng)和兩套動(dòng)力系統(tǒng)，“科學(xué)”號(hào)在1.5節(jié)流、5~6級(jí)風(fēng)的海況下，能夠?qū)崿F(xiàn)定位精度0~3米、船艏方向正負(fù)10度的可靠控位。在深海極端環(huán)境航次中，纜控水下機(jī)器人在水下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)時(shí)，“科學(xué)”號(hào)動(dòng)力定位系統(tǒng)始終將船位控制在0.3~0.4米的范圍之內(nèi)。

　　“也就是說(shuō)，船體能和地面保持相對(duì)不動(dòng)，定點(diǎn)作業(yè)不再受海水移動(dòng)影響?！焙酱问紫茖W(xué)家李超倫細(xì)細(xì)解釋道。

　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)綜合調(diào)查航次，“科學(xué)”號(hào)在風(fēng)浪中打磨，通過(guò)兩年時(shí)間建成了國(guó)際一流的科考船移動(dòng)平臺(tái)，在船型優(yōu)化、設(shè)備集成、空間最優(yōu)化利用、動(dòng)力優(yōu)化配置、抗風(fēng)浪性、安全性、抗干擾和噪音控制等方面取得重大突破，其綜合海洋環(huán)境立體探測(cè)范圍涵蓋全球99.2%的海域，其船舶工藝水平和科學(xué)考察能力已位居國(guó)際上新建和在建綜合考察船前列，成為真正的“大國(guó)重器”，引領(lǐng)了我國(guó)新一代科學(xué)考察船的建造。

　　深海作業(yè)有“妙招” 

　　眾所周知，深海環(huán)境極端又神秘，深度越深探測(cè)難度越大。針對(duì)不同深度“科學(xué)”號(hào)有自己的“妙招”。

　　“10000米深?？梢远c(diǎn)探測(cè)與采樣、6000米深?？蓪?shí)現(xiàn)可視化準(zhǔn)確取樣、4500米深海可實(shí)現(xiàn)基于纜控潛器的精準(zhǔn)探測(cè)與取樣、對(duì)1000米水體則能實(shí)現(xiàn)走航海流實(shí)時(shí)探測(cè)以及具備深海30米長(zhǎng)沉積物取芯和20米長(zhǎng)巖石取芯能力?！崩畛瑐惛嬖V記者，他們已經(jīng)具備了宏觀(guān)—微觀(guān)、走航—定點(diǎn)、梯度—原位相結(jié)合的深海地形地貌、海底環(huán)境、水體環(huán)境、樣品采集的技術(shù)體系。

　　尤其值得一提的是，作業(yè)深度為4500米的“發(fā)現(xiàn)”號(hào)無(wú)人纜控潛水器（ROV），在4500米深度范圍內(nèi)作業(yè)能力非常強(qiáng)，基本能夠做到指哪打哪，想看什么就能夠看到什么，想取什么就能取到什么。這個(gè)機(jī)器人配置了水下定位系統(tǒng)，還有Titan4和Atlas兩種機(jī)械手，可用于水下的精細(xì)作業(yè)，比如抓取貝殼、螃蟹等。機(jī)器人上還配備了7個(gè)深水?dāng)z像機(jī)，包括兩個(gè)超高清攝像系統(tǒng)。它搭載有用于探測(cè)海水溫度、鹽度、深度等信息的溫鹽深儀，甲烷、二氧化碳、酸堿度、濁度、溶解氧、葉綠素等多種探測(cè)傳感器。機(jī)器人上有多種取樣裝置，可以在水下長(zhǎng)時(shí)間、近距離地對(duì)深海海底物理化學(xué)環(huán)境參數(shù)等實(shí)時(shí)探測(cè)，可對(duì)近海底海水、熱液流體、淺表沉積物、巖石和生物樣品可視化現(xiàn)場(chǎng)取樣。由于它可在深海極端環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作，作業(yè)能力強(qiáng)、功能多、安全可靠性高，是當(dāng)仁不讓的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)和“深海實(shí)驗(yàn)室”。

　　自“發(fā)現(xiàn)”號(hào)投入使用以來(lái)，它在中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“熱帶西太平洋海洋系統(tǒng)物質(zhì)能量交換及其影響”任務(wù)中，為我國(guó)首次系統(tǒng)地獲取了深海極端環(huán)境的原位觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和樣品，為專(zhuān)項(xiàng)的順利實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

　　“當(dāng)作業(yè)深度達(dá)到6000米時(shí)，我們還有深海拖曳系統(tǒng)以及深海視頻系統(tǒng)等，可以在深海海底進(jìn)行近距離的地形地貌、淺地層剖面、近海底水體物理化學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以及對(duì)海底生物進(jìn)行觀(guān)察，為后續(xù)ROV的下潛，選定目標(biāo)靶區(qū)。”李超倫說(shuō)。

　　所向披靡“夢(mèng)之隊(duì)” 

　　雖然“發(fā)現(xiàn)”號(hào)是在英國(guó)南安普頓制造，但前期組裝中方全程緊密參與，并且為了提升它的科考能力，工程技術(shù)人員基于“發(fā)現(xiàn)”號(hào)研發(fā)了許多實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)備，比如深海取樣裝置、熱液噴口的溫度的傳感器等。

　　先進(jìn)的探測(cè)設(shè)備，再加上專(zhuān)業(yè)的海洋科考隊(duì)伍，讓“科學(xué)”號(hào)“所向披靡”。為完成科研任務(wù)，一群平均年齡不到30歲的“80后”和“90后”，在每年航時(shí)250天以上的科考任務(wù)下，幾乎全年無(wú)休。

　　在一次執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，“科學(xué)”號(hào)突逢外方脅迫緊急情況，科學(xué)家們?cè)诿ＣＩ詈Ｖ袕木珳?zhǔn)定位到完成回收6個(gè)深海生物原位培養(yǎng)試驗(yàn)裝置只用了不到5個(gè)小時(shí)，而原計(jì)劃按照常規(guī)需要12小時(shí)以上。

　　“通過(guò)這兩年高強(qiáng)度的作業(yè)，我們培養(yǎng)了一支精良的技術(shù)隊(duì)伍。”2014年末，孫松代表“科學(xué)”號(hào)海洋科學(xué)考察團(tuán)隊(duì)領(lǐng)取了“2014央視年度科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”獎(jiǎng)。

　　建成3年來(lái)，“科學(xué)”號(hào)海上科考640余天、航行7.6萬(wàn)海里，取得大量寶貴的多學(xué)科調(diào)查數(shù)據(jù)資料；“發(fā)現(xiàn)”號(hào)深潛器成功下潛56次，獲得高精度深海極端環(huán)境信息、地質(zhì)和生物樣品及系列重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，成功開(kāi)展了深海原位觀(guān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)研究，為我國(guó)深海探測(cè)與研究躋身國(guó)際前沿并向縱深發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　600年前鄭和下西洋，邁出中國(guó)人航海的第一步。如今，中國(guó)科學(xué)家乘坐“科學(xué)”號(hào)，從青島起航，在深藍(lán)中發(fā)出中國(guó)聲音。他們將發(fā)揚(yáng)不畏艱險(xiǎn)、勇于拼搏的“科學(xué)精神”，追尋600年前的榮光，走向海深處。