日前,中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米。有人疑惑,這是馬里亞納海溝最底部嗎?為什么不派機器人去探測?“奮斗者”號如何在萬米深淵采集海底樣品呢?記者為此采訪了幾位專家。
兩種測深方法不太受地貌影響
“10909米差不多就是馬里亞納海溝最底部了。我的理解,如果是聲波測深,10920米正負10米,如果是深潛測深,10910米正負幾米,都是可以的。”中科院深海所研究員、全海深載人潛水器海上試驗副總設計師包更生說。1995年,日本的“海溝”號潛水器測出的深度是10911米,2009年美國的“海神”號潛水器測出的深度是10903米,我國的海斗一號無人潛水器測出的是10907米。2012年,“深海挑戰者”號測出的是10908米。
“總的來說,聲波測深相對誤差大一點,深潛測深誤差相對小一點,但這兩種測深方法都不太受地貌影響。”包更生說。
可以自主長時間定點作業
為什么不派個機器人去馬里亞納海溝?“潛航員在海底采樣的機動性更強,也可以攜帶更多科考設備,畢竟由人來操作設備會更方便。”包更生說。
中科院深海所黨委副書記陽寧說:“人的眼睛成像可以達到10億像素,而很多照相機的光譜會丟失。更重要的是,不同的科學家觀察效果會不同。同濟大學的汪品先院士就曾在南海下潛科考中發現冷水珊瑚群落。”
“奮斗者”號潛航員、中科院聲學所高級工程師劉燁瑤,有著親身的感受:“相比照相機,潛航員是通過觀察窗實時觀察。人在觀察和采樣時,如果覺得一些地方有價值,可以自主長時間定點作業,也可以提高作業有效率。”
機械手持重能力超過60千克
“奮斗者”號如何在萬米深淵采集海底樣品呢?“奮斗者”號萬米機械手項目負責人、中科院沈陽自動化所水下機器人研究室副主任張奇峰介紹,“兩套機械手都具有7個關節,可實現6自由度運動控制,持重能力超過60千克。”機械手在深淵海底順利完成了巖石、生物抓取及沉積物取樣器操作等精準作業任務,填補了我國應用全海深液壓機械手開展萬米作業的空白。
據“奮斗者”號副總設計師、中科院沈陽自動化所研究員趙洋介紹,由該所自主研發的“奮斗者”號的控制系統,實現了在線智能故障診斷、容錯控制以及海底自主避碰等功能,提高了潛水器的智能程度和安全性;采用基于神經網絡優化的算法,實現了自動匹配地形巡航、定點航行及懸停定位等高精度控制功能,其中,水平面和垂直面航行控制性能指標,達到國際先進水平。
(原載于《解放日報》 2020-11-30 06版)