点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:海洋科技创新不断取得突破 海底一万米有什么?
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

海洋科技创新不断取得突破 海底一万米有什么?

来源:人民日报2024-11-25 09:23

  图①:“奋斗者”号注水下潜。中国科学院深海科学与工程研究所供图

  图②:大洋86航次任务期间,潜水器布放前,技术人员拆除“蛟龙”号限位销和潜水器系固。自然资源部国家深海基地管理中心供图

  图③:执行中国第四十次南极考察任务的“雪龙2”号在阿蒙森海开展大洋考察作业。新华社发

  前不久,我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广东广州正式入列。这标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果。

  逐梦深蓝,科技助力。我国海洋科技创新不断取得新突破,持续推进深海事业迈上新台阶。

  深度不断拓展

  从下潜600米到挺进万米深渊,一系列关键技术大显身手

  “深海里有许多发光的浮游生物,它们仿佛是夜空中的流星,出现的时间虽然短暂,却五彩斑斓,令人叹为观止。”提起这段经历,蔡嘉慧难掩兴奋。

  蔡嘉慧是新加坡国立大学的一名海洋科学家,从事多金属结核矿区大型底栖生物的生态研究。今年8月,她参加了我国自然资源部组织的2024年西太平洋国际航次科考任务,跟随“蛟龙”号载人潜水器潜入海底。

  执行科考任务时,“蛟龙”号在海底随走随停,蔡嘉慧和中方潜航员默契配合,记录透过舷窗观察到的海底生物,并提出采样目标建议。“海底海山的生物多样性非常丰富,这次终于能在水下亲眼观察深海海绵群和珊瑚林,受到的震撼远超阅读文献或者观看纪录片。”蔡嘉慧说。

  在2024年西太平洋国际航次科考中,我国首次面向全球开放“蛟龙”号载人潜水器,中外科学家一同下潜采样。作为我国自主设计、自主集成的首台7000米级大深度载人潜水器,“蛟龙”号自2009年首次下潜以来,已完成317次下潜,累计搭载900余人次下潜,为我国乃至全球深海探测提供了有力支撑。

  2020年11月10日,由我国自主研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号,完成万米级海试,首次探底马里亚纳海沟“挑战者深渊”,使我国成为世界上第二个实现万米载人深潜的国家。截至目前,“奋斗者”号累计下潜329次,其中万米下潜25次,万米深潜次数和人数均居世界首位,标志着我国在全海深载人深潜领域达到世界领先水平。

  深海深渊,一度被认为是海洋科考的“禁区”。但越是漆黑、高压、低温和地质运动活跃的“深海荒漠”研究,越能成为海洋研究的前沿领域。曾任“蛟龙”号载人潜水器主任设计师、“奋斗者”号载人潜水器总设计师的叶聪感慨:“载人深潜让人更加体会到技术自主可控、自立自强的重要。中国人要把深海关键技术牢牢掌握在自己手中。”

  潜入万米海底,要攻克的首道难关就是巨大的水压。

  马里亚纳海沟1万米深处,水压接近1100个大气压,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。“奋斗者”号如何做到不惧高压极端环境,在万米海底自由行走?其关键就在于载人舱。

  以往使用的材料都已不能达标,需要研制一种高强度、高韧性、可焊接的钛合金材料。中国科学院金属研究所研究员、全海深载人潜水器载人舱项目负责人杨锐说:“国际上没有制造先例,唯一的办法就是我们自己造。”

  于是,中国科学院金属研究所团队经过调研论证、研究实验,攻克了载人舱材料、成型、焊接等一系列技术难关。“我们独创的新型钛合金材料成功满足了载人舱材料所需的强度、韧性和可焊性等要求。”杨锐说。

  突破光纤缆控技术,采取抗低温设计、研制固体浮力材料……从下潜600米到挺进万米深渊,涉及材料科学、高精度制造、导航定位和数据传输等领域,我国科研人员取得的一系列技术突破,不仅推动我国深海探测能力迈上新台阶,也为深海科学研究、资源开发和国际合作奠定了坚实基础。

  精度持续提升

  分辨率、位置精度令人惊叹,深海探测日益精密化、智能化

  科学基础设施建设是助推深海大洋探测的重中之重,考察站是开展极地科考的基础支撑平台。以我国今年新建成的南极秦岭站为例,其研制建造的精细程度令人惊叹。

  “秦岭站建设采用装配式建设方式,所有建筑设施均在国内完成加工定制,现场只需按要求安装建筑模块。”中国第四十次南极考察队新站队队长王哲超说,这种精细制造,减少了大量现场加工量,显示出严酷环境中整体建筑高度集成、质量可靠、施工迅速、绿色环保的优势。

  对设备配置、建设材料的要求同样精益求精。秦岭站采用轻质高强的建筑材料,能够抵御零下60摄氏度的超低温和海岸环境的强腐蚀,清洁能源占比也超过60%。

  中国第四十次南极考察中,国产极地特种载具“雪豹”2驰骋冰雪,不惧严寒,尽显身手。

  这种新型极地特种载具能行驶于南极内陆硬雪、软雪、海冰、坚冰与砂石路面等各类复杂地形,同时可以根据考察实时需求,改装为站区快速运输、陆空协同指挥、紧急医疗救援等模块化方舱,标志着我国南极考察向精密化、智能化转型发展。

  数千米深的海水阻隔了电磁波的远距离传播,如何实现水下长距离通信与数据传输?

  依靠水声通信技术,“蛟龙”号实现“千里传音”。十年磨一剑,科研人员研发了水声通信系统,通过优化信号调制和抗干扰算法,实现深海环境中稳定的数据传输,通信距离超过10公里。该系统使用自适应纠错技术,提高了数据传输精度,确保在复杂水文条件下信息传输的完整性。

  深海一片漆黑,地形环境高度复杂,“奋斗者”号要避免“触礁”风险,控制系统的精准指挥尤其关键。为此,中国科学院沈阳自动化研究所的科研人员攻关技术难题,让“奋斗者”号的控制系统实现了基于数据与模型预测的在线智能故障诊断、基于在线控制分配的容错控制和海底自主避碰等功能。

  中国科学院沈阳自动化研究所研究员、“奋斗者”号载人潜水器副总设计师赵洋说:“我们设计的神经网络优化算法,能够让‘奋斗者’号在海底自动匹配地形巡航、定点航行以及悬停定位。其中,水平面和垂直面航行控制性能指标,达到国际先进水平。”

  挺进深海大洋,探测精度不断刷新。

  聚焦极地海底地形和冰下海洋环境的高分辨率成像,误差已小于5厘米;通过多波束测深系统和侧扫声呐技术,实现高精度海底地形测绘,垂直分辨率达到10厘米,水平分辨率达到1米……

  深海大洋的探测精度持续提升,离不开关键技术的有力支撑,得益于科研人员对高精度设备和算法的不懈追求。借助人工智能、高性能计算等更多新技术,深海科考有望实现更加精准的地形勘探、生物及矿物样品采集。

  广度继续延伸

  中外科学家携手,海洋科考国际“朋友圈”越来越大

  南极罗斯海恩克斯堡岛海岸边,秦岭站巍然屹立。依托这座科考站,我国科学家将填补在太平洋扇区长期科学观测的空白,从而对南极长期观测网进行系统构建,更好地回答气候变化、冰雪和生态环境变化机理等前沿科学问题。

  极地求索四十载,中国极地科考的脚步从南极边缘深入内陆,活动范围和科学考察领域持续拓展。

  今年,“蛟龙”号实现首探大西洋,将我国载人深潜由“两洋一海”拓展到“三大洋”,未来还将拓展至极区。依托“奋斗者”号,我国深渊海沟科考已经从马里亚纳海沟扩展至全球多个深渊海沟。2022年10月到2023年3月,中国科学院深海科学与工程研究所组织国际首次环大洋洲载人深潜科考,“奋斗者”号搭乘“探索一号”母船,历时157天,完成了2.2万多海里的大洋洲探索之旅,采集了丰富的深渊宏生物、岩石、结核、沉积物和水体样品。

  我国的深海大洋探测脚步越迈越深,“朋友圈”也越扩越大。不论是“蛟龙”探海、“雪龙”破冰,还是“奋斗者”遨游,中外科考团队都有许多珍贵动人的“携手”时刻。

  9月6日,“蛟龙”号成功完成2024年西太平洋国际航次第十四潜,一名来自香港浸会大学的加拿大籍科学家参加了此次下潜。本航次共有8名外籍科学家和3名中国香港科学家搭乘“蛟龙”号下潜,下潜区域包括西太平洋6座海山和1个海盆。

  航次联合首席科学家、香港浸会大学教授邱建文表示:“启航以来,大家共同采集和处理深海生物、底泥、海水等样品,共同制定下潜作业计划,分享下潜经历和感受,共同推动深海生物多样性国际合作。”

  轰鸣声近,红白相间的“雪鹰601”固定翼飞机稳稳降落在南极中山站中山冰雪机场,标志着中国第四十次南极考察队圆满完成了一项重大极地国际合作——南极毛德皇后地和恩德比地冰盖边缘航空科学调查国际合作计划。该计划是南极研究科学委员会下“环”行动组发起的首个南极航空科学调查国际合作计划。

  任务完成后,我国将同其他国家共享“雪鹰601”航空观测数据,并开展合作研究,为各国科学家研究南极冰盖快速变化和全球海平面上升提供宝贵资料。“环”行动组首席科学家、挪威极地研究所教授松冈健一给中国第四十次南极考察队专门发来邮件,感谢中方的重要贡献。

  加强海洋科技创新,深化国际海洋合作,深海大洋探测事业将不断迈上新台阶。(刘诗瑶 吴月辉)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 香港特区政府举行悼念活动

  • 天津首家市内免税店投入运营

独家策划

推荐阅读
11月28日晚,2025中国・E-TOWN电竞节超级冠军杯开幕式在位于北京经济技术开发区(又称“北京亦庄”)的北京智慧电竞赛事中心举行。
2025-11-28 20:51
加强重点液态食品道路散装运输监管,守护“舌尖上的安全”;督促连锁餐饮企业落实食品安全主体责任,规范一些连锁餐饮企业“只开店、不管店”问题;“旧国标”电动自行车全面停售……12月新规,一起来看!
2025-11-28 17:11
从神舟二十号乘组换乘返航的刷屏热搜,到“太空烧烤”的温情热议;再到“十五五”期间中国计划发射4颗科学卫星任务……近期中国航天事业的新进展层出不穷。
2025-11-28 09:15
人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术,其标准化建设直接关系到关键核心技术自主可控、智能成果普惠于民以及在全球科技治理中赢得话语权。
2025-11-28 05:00
在黑龙江省齐齐哈尔市甘南县东阳镇隆胜村树莓园,凛冽寒风中,东北农业大学园艺园林学院教授霍俊伟正蹲在田埂上仔细查看果树修剪情况。
2025-11-28 05:00
11月27日,国家文物局在京召开专题新闻发布会,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副所长付巧妹向媒体介绍了石峁遗址最新科学研究成果。
2025-11-28 05:00
日前,中国科学技术大学自旋磁共振实验室王亚教授等与浙江大学海洋精准感知技术全国重点实验室合作,在纳米尺度量子精密测量领域取得重大突破
2025-11-28 05:00
近日,在广西南宁举行的全国科普创作大会上,中国科普作家协会发布了2025年度十大科普热词——全国科普月、科学家精神、大模型、低空经济、人形机器人、智能体、创新文化、工业遗产、场景创新、科幻产业。
2025-11-27 05:40
近期,在一些电商平台,有买家利用AI技术制作假图,伪造商品质量问题,向商家骗取“仅退款”,引发大家关注。利用AI造假骗取退款,既反映出这些人的诚信缺失,更触碰了法律红线。
2025-11-27 09:07
在城市公共服务领域,“祥云”载人飞艇可用于大型活动期间的空中安保巡逻、交通流量监测或承担城市形象的空中展示平台。
2025-11-27 09:06
稀土纳米晶是发光材料中的“绝缘宝石”,虽具有巨大的发光潜力,却因自身局限无法被电流直接“点亮”,成为其实现光电技术产业化应用的根本瓶颈。
2025-11-27 05:40
从中国载人航天工程办公室获悉,因任务规划调整,2026年我国将组织实施天舟十号、神舟二十三号、神舟二十四号、梦舟一号4次飞行任务。
2025-11-27 05:40
广西梧州苍梧县沙头镇龙科村,稻田、房屋、道路、小河勾画出美丽丰收画卷。 春采茶、夏摘花、秋收果、冬育苗,如今在都镇湾镇,一朵朵洁白芬芳的栀子花,成了带动群众增收致富的“幸福花”。
2025-11-27 07:38
近日,自然资源部发布了矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录(2025年版),共有376项技术入选,其中新增入选186项,与2022年版相比有了大幅更新。
2025-11-26 10:26
全国科学技术名词审定委员会近日举办2025年度工作会议暨学术年会。
2025-11-26 10:24
不久前,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》,首次在国家层面对场景培育开放进行系统部署。看似细微的“场景”二字,实则内蕴驱动产业变革、催生颠覆性技术的巨大能量,是撬动全局创新的重要支点。
2025-11-26 10:22
光明日报北京11月25日电 记者温源从中交集团获悉,我国自主设计建造的新一代超大型耙吸挖泥船“通浚”轮25日在中国黄海海域成功完成全部海上试验项目,顺利返航停靠江苏启东振华船厂码头。“通浚”轮是我国首艘自主设计建造的35000立方米舱容等级超大型耙吸挖泥船,最大舱容达38168立方米,位列亚洲第一、世界第二。
2025-11-26 10:15
日前,记者来到广西南宁东部新城的宁福新能源科技有限公司生产车间,这里的机械臂精准协作,生产线正全速运转,每天超10万颗电池下线发往全球。依托面向东盟的比较优势,南宁将新能源电池产业列为核心牵引性产业,以全产业链思维开展精准招商。
2025-11-26 10:13
传统无机颜料虽然色彩稳定,却因重金属添加而存在健康风险隐患。“新型稀土环保颜料的呈色策略突破了传统颜料的局限,其出现及量产不仅解决了传统颜料有毒性、环境污染等问题,还在稳定性和生产成本上展现出显著优势。
2025-11-26 10:06
《办法》明确,卫星导航定位基准站的建设和运行维护实行统一规划、统一标准、统一监管,以“合理布局、依法备案、资源共享、保障安全”为原则,必须符合国家有关法律法规、技术规范和标准。
2025-11-25 09:43
加载更多