海底一万米有什么?(科技视点·勇当高水平科技自立自强排头兵)(2)

光山新闻网 采集侠 2024-11-25 06:02:02
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  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。