『双龙探极』开启中国极地考察新格局

2019-04-14 10:16
发明与创新 2019年41期
关键词:考察队雪龙双龙

“雪龙2”号从深圳启航,前往南极执行科考任务(无人机拍摄 图/新华社)

10 月15 日下午4 时16 分许,伴随着一声汽笛长鸣,中国第36 次南极科学考察队暨“雪龙2”号从深圳启航,前往南极执行科考任务。“雪龙”号于10 月22日从上海启航。我国南极科考开启“双龙探极”新格局。

新搭档:“双龙”偕行探南极

第36 次南极考察的最大亮点,是我国首艘自主建造的极地科学考察破冰船——“雪龙2”号首航极地,并与“雪龙”号一起“双龙探极”,开启中国极地考察新格局。

“双龙探极”背后有着多重考量。

南极地区部分海域常年冰封,破冰是航行的前提,但“雪龙”号的破冰能力有限,无法满足极地科考的需求。“雪龙2”号则不同,它采用国际先进的船艏、船艉双向破冰船型设计,能以2 节至3 节的航速在冰厚1.5 米加雪厚0.2 米的环境中连续破冰航行,并具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力,可实现极区海洋原地360 度自由转向,可突破极区20 米当年冰冰脊,船舶机动能力大幅提升。

“借助‘雪龙2’号更强的破冰能力,科研人员能更早进入极地、更晚离开。对于科学家来说,能够延长科考作业的时间窗口、扩大科考作业的范围,是弥足珍贵的。”国家海洋局极地考察办公室主任秦为稼说。

“雪龙2”号不仅是破冰能手,还是一艘名副其实的科考船。“它配备了一系列走航观测设备,可在船舶航行过程中自动观测气象、海洋基础环境和海底地形地貌等,在网上实现实时共享数据。科考队员可随时随地通过掌上电脑掌握船位、气象、设备运行状态等信息。”自然资源部所属中国极地研究中心“雪龙2”号船船长赵炎平介绍。

“双龙”如何偕行?

据第36 次南极考察队第一航段领队徐世杰介绍,两船将相伴在11 月上旬通过西风带,于下旬抵达南极中山站,“雪龙2”号将实施破冰作业,为“雪龙”号向中山站运输开辟海上通道。此外,两船将在普利兹湾协作,回收和布设多种海基浮标。随后,“雪龙”号将前往罗斯海、阿蒙森海作业,“雪龙2”号将赴宇航员海和长城站作业。专家表示,“双龙探极”充分考虑了我国极地考察面临的艰巨任务,将有力促进我国极地考察事业发展。

新设备:提升海陆空科考能力

作为极地科考破冰船,“雪龙2”号最引人瞩目的性能指标不仅体现在破冰能力上,还体现在科考能力上。其更强的科考能力主要体现在“水密月池系统”创新设计上。在船体正中间设计了一个用于科考作业的方形月池,温盐深仪收放系统等科考仪器设备可以从月池直接放入水中。这改变了从船舷或船尾投放科考设备的传统方式,避开了冰层干扰和露天环境的影响。

本次南极考察,不仅有“双龙”给力,同时,也有许多新的科考技术装备入驻。徐世杰评价,在考察监测和探测能力上是一个质的飞跃。在“雪龙2”号的船底,有一个底部声学探测区。目前已安装了深水和浅水多波速、浅剖、鱼探仪和全方位声呐等多种声学探测设备换能器,并配备有240 道地震探测系统,可以对水下10~8000 米进行探测,满足极地海底深部的大面积精细化探测和油气资源评估需求。

在航空保障方面,可覆盖南极冰盖最高点的具有区域航空保障能力的中国首架极地固定翼飞机“雪鹰601”将再次同赴南极考察。“雪鹰601”可搭载多种科学观测设备,是高效的科研平台,集快速运输、应急救援和航空科学调查于一体。本次考察队也为“雪龙”号配备了Ka- 32 重型直升机“雪鹰102”号、为“雪龙2”号配备AW169 中型直升机“雪鹰301”号。三架直升机的加入,使得我国极地考察具备了船载直升机基本保障能力,将极大提升考察队在极区环境飞行的稳定性和安全性,增强后勤保障及运输能力。

此外,由我国自主研发的“南极2”号极地全地形车也将首次应用于本次南极考察的陆地考察。作为一款全天候的水陆两用多功能车,“南极2”号可在- 41℃的环境下工作,能有效发挥水陆两栖、复杂地形适应能力和较强的机动运输能力,并配备有空调系统和新风系统,可承担人员物资运输,濒海海域、冰盖、陆地探路、人员设备搜救脱困等任务。在考察队专家们看来,以上这些“神器”将使我国极地考察更加立体化,极区覆盖网格化。

更加智能化、人性化是“雪龙2”号的鲜明特征。一方面,该船加装了智能机舱,可以对自身的运行状态进行实时监控,对出现的故障进行自主诊断,提高了运行效能。特别是遍布船壳钢板的传感器则能对钢板进行全生命周期监测,并提示钢板“疲劳”状况,以便及时更换。另一方面,针对船上人员的工作和生活起居做了很多人性化的设计。比如,房间加热设施、窗户双层保温、室内防滑处理、淡水的充足供给等,让人们在这里的工作和生活更安全、便捷、舒服。值得一提的是,为了提高科研效率、降低科学工作者的工作强度和风险,该船进行了针对性设计,比如,安装了水样自动化采集装置,彻底改变了传统人工手动采集的状况。

新任务:多学科联合观监测

除了常规考察外,今年的任务有一些亮点。

徐世杰介绍,本次考察将新建宇航员海和阿蒙森海业务化观测系统,充分利用船基、冰基、海基、陆基、空基等平台,通过开展陆地—海洋—大气—冰架—生物生态等多学科联合观监测,深入研究南极在全球气候变化中的作用和影响。如果顺利实施,南极环境观监测将跃升至一个新水平。

今年还格外强调对南极的绿色考察,“雪龙2”号将在这个任务中大显身手,因为它的破冰能力强,能离岸更近,可以运出更多垃圾。同时,考察队将实施国家重大科研计划,对宇航员海和阿蒙森海开展生态环境保护调查,实施各考察站站区环境整治,例如污水、废弃物处理,保护南极生态环境。

令人期待的是,本次南极考察还将继续开展第5 座南极考察站的建站前期准备工作。我国现有4 座南极考察站,长城站、中山站、昆仑站和泰山站分别位于西南极乔治王岛、东南极拉斯曼丘陵和南极冰盖的中心。计划建设的位于罗斯海地区的新站,与现有4 座考察站所处区域不同,其独特的地理位置会具有差异化更强的科考价值。

装上新设备,带着新任务,愿“双龙”的首次合作探极,成果丰硕,满载而归。(本刊综合)※

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