深渊探索新势力——“彩虹鱼”大家庭

文/宋婷婷

 

为发展我国全海深载人深潜技术,“深潜英雄”崔维成教授在上海海洋大学成立了深渊科学技术研究中心。为了加快项目的推

进,深渊科学技术研究中心探索了一条“民间资金+国家支持”的新模式,利用民间和地方的资金支持先行起步,既减轻了国

家财政压力,又为海试争取了宝贵的时间。按照着陆器-无人潜水器-载人深渊器的研发顺序,深渊科学技术研究中心在技术上

由浅及深,层层递进,步步深入。既培养锻炼了年轻队伍,又极大地降低了技术风险。崔维成教授介绍,深渊中心团队将在

2020年完成全海深载人深渊器“彩虹鱼”号的万米级海上试验!
乐于分享的“彩虹鱼”大家庭
关于“彩虹鱼”命名的由来,还有一个有趣的故事。在科学家讨论载人潜水器研制时,一位叫豆豆的小学生就问:“什么是载

人深渊器呀?是不是像彩虹鱼一样在海里可以游来游去呢?”豆豆很喜欢彩虹鱼的童话故事,它勇敢漂亮,还因乐于分享而拥

有很多好朋友。科学家也认为“科学因分享而进步”,所以就将正在研制的 11 000米载人潜水器命名为“彩虹鱼”,它不仅

承载着科学家对科学的追求,也承载着很多小朋友的海洋梦!
在童话故事中,彩虹鱼有很多小伙伴儿,现实中“彩虹鱼”也不孤单,它拥有一个乐于分享的大家庭,科学家称之为“深渊科

学技术流动实验室”。
深渊科学技术流动实验室包括1艘专用的科考母船、3台全海深着陆器、1台全海深无人潜水器和1台载人深渊器(全海深作业型

载人潜水器简称载人深渊器)。
按计划,科考母船每航行到一个新海区,无人潜水器将首先充当“探路者”的角色,完成大面积搜索,确定研究海域,并掌握

该处海洋环境的基本参数;然后布放带诱饵的着陆器,拍摄和抓捕鱼类及浮游动物;最后,再由载人潜水器完成“手术刀”式

的精细定点作业。白天,着陆器、无人潜水器和载人潜水器可以协同作业。夜晚,仍可使用着陆器和无人潜水器进行海底作业


取得深海样品后,科学家第一时间在科考母船的实验室中进行科学处理和保存,最大限度地保留样品的研究价值。深渊探索大

家庭中每位成员的功能都不尽相同,它们各有所长,相互合作,优势互补,以顺利完成科学家交付的所有任务。
水下观光车——“彩虹鱼”载人深渊器
“彩虹鱼”载人深渊器,包含了结构系统、生命支持系统、潜浮系统、通信系统、推进系统、观察系统、作业系统、导航定位

系统、动力系统和应急抛载系统等。结构系统包含着载人深渊器最重要的部分——载人舱,载人舱呈球形,包含3个观察窗和1

个供人员出入的舱门。舱里备有氧气瓶、空气瓶,以及湿气和二氧化碳吸收装置等,用以提供生命支持。
“彩虹鱼”载人深渊器下潜前需要进行各项测试和准备工作,一切功能正常后,向压载舱注水,释放浮体,开始下潜。在接近

海底时,驾驶员会释放第一组压载铁,放缓下潜速度,以免撞上海底!到达海底后,在驾驶员的操作下,推进系统可以使“彩

虹鱼”在水下前进、后退、转向,甚至侧移,这样,“彩虹鱼”就可以在海底漫游了。在采样时,利用定点悬停技术,“彩虹

鱼”可以稳定地悬停在水中,方便驾驶员操控机械手,获取深海的珍贵样品。完成科考任务后,释放第二组压载铁,“彩虹鱼

”迅速上浮,回收至母船后,打开舱门,舱内人员鱼贯而出,一次深潜体验就完成了。

探路先锋——“彩虹鱼”无人复合型潜水器
无人潜水器一般包括大范围搜索用的自治无缆潜水器(AUV)和长时间带缆供电进行定点作业的遥控潜水器(ROV)两类,现在

的发展趋势是同时具备AUV和ROV功能的复合型无人潜水器。“彩虹鱼”无人潜水器就是一种复合型无人潜水器。它长3.2米,

高1.1米,质量为0.98吨,具有完美的流线外形,配备有动力十足的推进器。每次下水前,科学家都会给它备足“干粮”:方

形的超能量“压缩饼干”——蓄电池,足够它在水下遨游20多小时。
“彩虹鱼”无人复合型潜水器既是探路先锋,又可以单独执行任务;能够探测精细地形地貌,拍摄高清的照片和视频,采集多

种水文数据等;实现全海深海洋环境与资源的探测,敏感区域水下侦查和情报收集,以及各类深海海底施工作业。

劳模三兄弟——“彩虹鱼”系列着陆器
着陆器的结构非常简单,实际上就是一个带有科学仪器的金属架,由空心的玻璃球提供上浮的浮力。与载人深渊器和无人潜水

器相比,着陆器用电量非常少,一次可以在海底工作数周甚至数年,堪称“水下劳模”。
多面手——1号着陆器是中载着陆器,用于拍摄照片、录制视频、诱捕生物和获取水样等,是多功能型着陆器。
大力士——2号着陆器是重载着陆器,主要任务是获取海底沉积物。
捕鱼高手——3号着陆器是轻载着陆器,携带多种生物诱捕笼,用于捕获海底生物。

“彩虹鱼”开启万米科考新时代
上海海洋大学深渊科学技术研究中心的科学家已经完成了“张謇”号科考母船、“彩虹鱼”无人复合型潜水器和3台“彩虹鱼

”系列着陆器的建造,并于2016年底在马里亚纳海沟10890米的深度获得了丰富的生物、水体和沉积物样本。“彩虹鱼”载人

深渊器计划于2019年完成建造,2020年进行海上试验。届时,中国的海洋科学家可以对地球上所有的深渊海沟开展全面的科学

普查,全面了解海洋资源的种类和分布,并在地球生态和气候、海洋环境研究和保护,以及生命起源、地震预报等方面进行开

创性研究。

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