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中欧班列(福州)首趟中亚回程专列抵榕

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中欧班列(福州)首趟中亚回程专列抵榕

中欧班列(福州)首趟中亚回程专列抵榕

原标题:国产载人(zàirén)潜水器,跋涉万米深海(瞰前沿·大国重器) 海南三亚,鹿回头半岛。中国科学院深海科学与工程研究所(yánjiūsuǒ)坐落于此,科学家们以科研为舟(wèizhōu),探秘深海。 新西兰,普伊斯哥海沟。今年年初,中国自主(zìzhǔ)研发的(de)载人潜水器“奋斗者”号满载一批宝贵的生物样品上浮(shàngfú)。日前,我国科学家对在(zài)马里亚纳海沟、雅浦海沟等科考航次中获得的深渊钩虾样本进行研究,相关成果发表于国际期刊《细胞》。 从国内自主研发到国际科考合作(hézuò),“深海勇士”号(hào)、“奋斗者”号等载人潜水器在“探索”系列科考船的(de)搭载下,向更深更远的大海进发。让我们在同潜航员与科学家的对话中,了解(liǎojiě)载人潜水器纵横深海的绝技。 闯(chuǎng)深海,载人潜水器有啥绝技 海洋不仅蕴含丰富资源,也藏(cáng)着地球演化与生命起源的线索。作为人类潜向深海的交通工具,载人潜水器需要应对无光(guāng)、高压(gāoyā)、低温等多重考验。 从“蛟龙”号7000米级载人(zàirén)潜水器入海,到国产化率达到95%的“深海勇士”号4500米级载人潜水器的成功研发(yánfā),再到“奋斗者”号全海深载人潜水器实现极限深潜……向万米深海逐步(zhúbù)“跳跃”,载人潜水器可谓(kěwèi)“身怀绝技”:除了“沉下去”“浮起来”,还“看得清”“可通话”,要在沉浮之间听声辨位,完成采集岩石、文物(wénwù)、生物样品等任务,为深海研究(yánjiū)带回一手资料。 王硕(中国科学院深海科学与工程研究所高级(gāojí)工程师): 多深算“深海”?海洋生物领域将透光层(céng)以下的(de)区域定义为深海,深度一般在200米以下;对海洋工程(hǎiyánggōngchéng)及资源勘探开发而言,一般将水深1000米以下的区域作为深海。万米海底,压强(yāqiáng)极大,每平方米要承担1.1万吨左右的压力,这要求载人潜水器进化出高强本领。 和无人型(xíng)潜水器相比,载人(zàirén)潜水器最大(zuìdà)的特点在于拥有一套生命支持系统。以“奋斗者”号为例,研制耐高压的载人球舱是一大技术难点。经过反复试验,科学家们选择了强度与韧性均衡、相对轻、耐腐蚀(nàifǔshí)的新型钛合金材料,最终制成能够应对深海巨大(jùdà)水压、搭载3名潜航员的载人球舱。 “奋斗者”号(hào)如何实现“沉下去”“浮起来”?除了(chúle)应用固体浮力材料,“奋斗者”号上还装配有两组压载铁。通过(tōngguò)携带与(yǔ)抛载,“奋斗者”号可以控制自身所受浮力与重力的关系,实现无动力(dònglì)的下潜与上浮。除此之外,载人潜水器还有自己的“鱼鳔”——浮力调节(tiáojié)系统。在海底(hǎidǐ)作业时,通过海水泵进行小(xiǎo)范围的浮力调节,使潜水器能够轻松完成一定深度范围内的航行。科学家们设计的神经网络优化算法,让“奋斗者”号能够在海底复杂地形巡航、定点航行以及悬停定位,其水平面和垂直面航行控制性能指标均达到国际先进水平。 不仅如此,在海底,“奋斗者”号还“看得清”“可通话”。“奋斗者”号装有视频灯光(dēngguāng)系统(xìtǒng),能照亮周围十几米的海底景象,并实时(shíshí)记录、存储影像;兼具定时和实时信息交互功能的水声(shuǐshēng)通信系统,每100秒会与科考母船交流数据信息,可以随时(suíshí)发送语音,实现海底通话。 探遗址,“深海勇士”号显身手(xiǎnshēnshǒu) 今年下半年,“深海勇士(yǒngshì)”号载人潜水器预计将搭乘“探索”系列科考船在南海(nánhǎi)开展深海考古等工作。此前,“深海勇士”号已在南海西北陆坡(lùpō)一号、二号沉船遗址考古调查中“立功”。依托“深海勇士”号,历经3个阶段的深海考古调查已确认一号沉船遗物数量超10万件(wànjiàn),共提取(tíqǔ)文物900余件套。 陈传绪(中国科学院深海科学与工程研究所研究员(yánjiūyuán)): 茫茫大海,我们如何确定沉船与文物的位置?尽管“靠运气”偶有所得(dé),但主要还是通过文献资料确定大致范围后(hòu),利用无人型潜水器(qiánshuǐqì)进行扫测(sǎocè),最后由“深海勇士”号等载人潜水器大展身手,进行调查与文物提取工作。 以一个8小时的(de)潜次为例(wèilì),其中要进行遗址调查与文物提取。下潜之前,潜航(qiánháng)员会就(jiù)提取文物的数量、潜次调查范围等同考古专家团队沟通,确定方案。下潜后,“深海勇士”号通过长基线定位系统导航,确保向既定位置移动。此外,三维激光扫描仪和(hé)高清相机也有用武之地,实时(shíshí)记录沉船遗址的全景图与文物的相应位置,避免文物提取后遗失相关位置信息。3个玻璃观察窗,便于考古人员进行现场记录。 “深海勇士”号在深海进行考古,离不开灵巧的“手”:经过改造的柔性材料机械手(jīxièshǒu)抗高压、自由度高,关节能够灵活(línghuó)运动,最远端的负载能力达到65公斤,可在不损害文物表面纹饰的前提下,将文物采集到潜水器中。未来,应用(yìngyòng)人工智能也将助力海底文物的识别、统计与提取(tíqǔ),提高深海考古效率(xiàolǜ)。 入深渊,“奋斗者”号作(hàozuò)“捕手” 在由中国科学院牵头的(de)“全球深渊深潜探索计划”支持下,科学家围绕(wéirào)深渊的生命起源、地质演化等重大科学问题,对(duì)全球主要海沟(hǎigōu)深渊进行载人深潜科考,创造了多项世界载人深潜作业纪录,取得一系列原创性(yuánchuàngxìng)科学发现。其中,我国科学家利用“奋斗者”号载人潜水器等设备,对马里亚纳海沟、雅浦海沟等科考航次中获得的深渊钩虾样本进行研究,相关成果近期发表在国际学术期刊(xuéshùqīkān)《细胞》上。 张海滨(中国科学院深海(shēnhǎi)科学与工程(gōngchéng)研究所深海生物学研究室主任、研究员): 深渊(shēnyuān),是指水深超过6000米的(de)深海区域,具有超高静水压力(jìngshuǐyālì)、黑暗、低温、营养来源匮乏等特点,是地球上最(zuì)极端的海洋环境(hǎiyánghuánjìng)。而深渊钩虾却(què)自得其乐,呈现出显著的优势种群特征,生物量占主导地位。深渊生态系统中,深渊钩虾有着双重角色:既是分解者——以海洋动物尸体等腐殖质为主要食物来源,又是能量传递者——是深渊狮子鱼等掠食者的主要猎物。对深渊钩虾这一物种开展研究,能为深入理解生命如何适应深渊环境提供新的见解(jiànjiě)。 要研究深渊钩虾,先要“抓(zhuā)”。一种抓法,是用携有笼状或(huò)桶状诱捕装置(zhuāngzhì)的深渊着陆器,在海底放置十几个小时来获得大量深渊钩虾样本;另一种抓法,是“奋斗者”号作“捕手”,用机械手布放诱捕装置,虽然采集数量(shùliàng)相对较少,但用时更短。 同文物一样,生物样本的提取与保存也有一定要求。网笼、亚克力桶(tǒng)、采水瓶……装置不断(bùduàn)升级,采集的深渊钩(gōu)虾质量也不断提升。未来,我们会制造深渊动物保真采集和培养装置,在(zài)保温保压的前提下,将生物活体从海底转移到实验室,更好地助力深渊生物研究。 研究获得的深渊钩虾基因组是全球已发表(fābiǎo)的“最深”的动物基因组,为探究深渊生态系统提供(tígōng)了宝贵的数据资源。
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