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“海马”号在蓝色国土潜行

2017-07-27 09:57:59    来源: 中国国土资源报    作者:陶军

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深海遥控潜水器,也就是人们常说的“深海遥控机器人”,专业人士称之为“ROV”,即英文“Remotely Operable Vehicle”的缩写。ROV由脐带缆与水面母船连接,通过脐带缆传输电能和实时数据信息。水面母船上的操作人员通过安装在ROV上的摄像机实时观察海底状况,并遥控操纵ROV的航行和机械手等作业工具。

ROV不同于载人潜水器和自航潜水器,它可以从水面作业母船得到源源不断的动力,因此成为目前世界上数量最多、应用最广泛、类型最复杂、功能最强大的潜水器类型,具有作业适应性强、功率大、功能扩展灵活、作业时间不受限制、没有深潜人员风险等技术功能优势,能在复杂多变的海底环境条件下长时间执行各种高强度的定点作业。作为深海进入、深海探测、深海开发方面的一项重要技术手段,ROV主要应用于水下工程和水下科学探查两大领域。

“海马”号深海遥控潜水器(ROV)是我国“863”计划“十二五”海洋技术领域的标志性成果,是我国第一套具有自主知识产权的4500米作业级深海ROV系统,是迄今为止我国投入实际应用的系统规模和作业水深最大、国产化率最高的深海遥控潜水器。

2014年4月,“海马”号在南海中央海盆水深4502米的海底完成全部试验性应用考核项目,通过了科技部专家组织的现场验收。2015年3月,“海马”号在南海天然气水合物资源调查中首战告捷,第一次下潜作业就发现了海底巨型活动性“冷泉”,取得了国产化深海高新技术装备研发应用和南海水合物资源调查领域的突破性成果。2015年6月,“海马”号在西太平洋海山区险峻复杂的地形环境下,完成了全部站位的预定探查任务,填补了我国在海山区应用ROV进行海底探查的空白,提升了我国富钴结壳矿产资源探查的技术装备水平。2016年和2017年,“海马”号继续在南海北部天然气水合物资源和环境调查中投入应用,并取得了丰硕的科学成果。

随着各种深海潜水器在深海探测中投入应用,科学家们在深海海底发现了之前不为人知的“热泉”“冷泉”等特殊现象,打开了一个又一个前沿科学研究的重要窗口。而海底“冷泉”研究不仅和天然气水合物密切相关,而且具有资源、环境和生命起源等重要意义。

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“海马”号在“冷泉”海底取样作业   

海底“冷泉”就像荒漠海底中的一片绿洲,在这片绿洲里生存着大量海底生物。这些生物在海底深处生存,依靠的不是光合作用,而是依靠海底不断渗出的甲烷、硫化氢等还原性化学物质自养,形成了一个非常特殊的生命体系。因此,“冷泉”所在的海底极有可能存在天然气水合物。

2015年3月,肩负重任的“海马”号不负众望,第一次下潜就在我国南海北部陆坡西部海底发现了大规模双壳类生物群、甲烷生物化学礁、碳酸盐结壳、菌席和气体渗漏等活动性“冷泉”标志。该巨型“冷泉”被命名为“海马冷泉”。“海马冷泉”的发现是我国南海天然气水合物资源调查的一个重大突破,也是我国科学家应用国产深海遥控潜水器在南海北部陆坡发现的第一个巨型海底活动性“冷泉”。通过取样证实,“海马冷泉”海底浅表层沉积物赋存高纯度天然气水合物。

“海马”号和国际上大多数科学型ROV一样,采用开放式的框架结构,搭载设备安装方便,能根据探查任务的需要随时进行功能扩展。在“冷泉”区作业时,“海马”号会携带针对“冷泉”调查的采样底盘及作业工具,如多角度高清立体摄像机、插管取样器、贻贝取样网兜、机械触发式采水瓶、CTD、甲烷传感器、水下定位信标、侧扫声呐、多波束图像声呐、生物诱捕器等作业工具。

在“冷泉”调查中,“海马”号精确、精准、精细的作业功能特长得到了充分发挥。科学家们开展“冷泉”研究工作时,要求对海底特定目标进行探测和取样,这是在水面调查船上采用传统探查取样手无法做到的。

近十几年来,我国在深海潜水器研制应用领域取得了众多闪亮的成果,并朝着多类型、全海深、谱系化和实用化方向快速发展。科技部组织实施的国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项2017年度设立了《“海马”号科学应用及其性能优化”》项目,这是推动我国深海ROV技术水平快速提高的有力举措,将有力地推动海底“冷泉”探查探究的进展。

“海马”号将马不停蹄在蓝色国土继续潜行。可以预见,我国海域将会发现更多的天然气水合物矿藏和海底“冷泉”。

(作者系中国地质调查局广州海洋地质调查局技术方法所教授级高级工程师,“海马”号ROV项目负责人,主要从事深海探测技术装备的研发及应用工作。)

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