地球最深處 陸成功定位海底座標
12月13日,「彩虹魚」水下定位系統首次測出萬公尺深海底座標。(新華社)
大陸首次成功在水下1萬公尺定位。圖爲「彩虹魚」號深淵無人探測器。(新華社資料照片)
「彩虹魚」號在6000公尺深的西太平洋海底捕獲的鉤蝦。(新華社資料照片/設計劃面)
來自上海海洋大學、西湖大學、中科院海洋所等60名考察隊員,13日前往馬裡亞納海溝最深的「挑戰者深淵」海域,將大陸自主研製的由「彩虹魚着陸器」搭載的萬公尺級水下定位系統「超短基線定位系統」,探測深度達1萬0913公尺,首次成功定位超過1萬公尺水深的海底精確座標。
「在陸地上,可以通過天上的衛星定位系統來定位。但在幽深的海洋,能夠傳遞資訊的介質只有聲波,且易受海水中各種雜質的干擾,因此想獲得水下的確切位置,一直是個難題」。「彩虹魚」科考團隊海上總指揮崔維成教授說。
「彩虹魚」團隊研究員在「沈括」號科考船上的相關顯示控制面版上,清楚看到在海水中下降軌跡和下降深度。母船每隔12秒,就會收到定位信標發來的聲波訊號。船上系統自動計算出定位信標相對於船的位置,再透過母船座標推算出着陸器的精確座標。「萬公尺級超短基線定位系統」採用的智慧波束跟蹤技術等創新技術;實現精確的方位解算,系統內置的高精度姿態感測器解決了海上操作難題。
着陸器團隊負責人潘彬彬介紹,彩虹魚着陸器是一種無纜、自由落體式的採樣設備,主要由浮力系統、拋載系統、電控系統、採樣系統和水面通信系統組成。第一代彩虹魚系列萬公尺級着陸器已在2016年成功海試,現已投入應用。第二代更爲精巧,擺脫依賴小艇回收的操作限制,便於操作。在第二代的關鍵設備中已基本實現國產化。
水下定位是一項十分重要的海洋基礎技術,在海洋科考、海洋資源開發、海洋環境保護、海洋安全等領域被廣泛運用。利用水下定位技術,在母船上即時掌握陸器、潛水器等水下載體的精確位置。
當彩虹魚着陸器攜帶超短基線定位系統在馬裡亞納海溝觸底以後,「沈括」號科研船還透過航行測試該系統最大探測距離,結果顯示,系統設備工作狀態穩定,可即時跟蹤探測水下定位信標的位置,最大探測距離可達1萬5133公尺,定位結果有效率達98%。
海面6000公尺以下的地方,因超高的靜水壓力、缺乏陽光和食物供給等因素,是毫無生命力的世界。但隨着對深淵展開科學調查,這些認知正在被顛覆。
小靈通 馬裡亞納海溝
馬裡亞納海溝是世界最深的海溝之一,位於菲律賓東北、馬里亞納羣島附近的太平洋底,全長2550公里,平均寬70公里,大部分水深在8000公尺以上。最大水深在斐查茲海淵達1萬1034公尺,是目前已知地球的最深點。海溝形成距今已有6000萬年。(孫曜樟)