深海着陆器:人造“海洋之眼”

作者: 本报记者 高 悦  来源:中国海洋报   发布时间:2018-09-26 09:38:36   [打印本页] [关闭窗口]

  深海着陆器被称为人造“海洋之眼”。长期以来,受科技水平限制,人们对海洋的认知多是通过航海取得,对海洋过程的观测只能是表面的、短暂的、不连续的。随着技术的发展和探测需求的推动,科研人员的视野不再局限于海表,而是想深入深海洋底进行连续长期的观测。

天涯”号着陆器

  上世纪初期,科研人员主要通过缆绳将探测设备投放到水下探测海洋环境和海底资源。随着探测深度的不断增加,所需缆绳也越来越长,复杂笨重的缆绳和配套吊放系统极为不便,严重影响了设备的探测功能。1938年,美国伍兹霍尔海洋研究所首次提出了“无动力潜水器”的概念并成功研制出了第一台原理样机。

  着陆器这一称呼主要来源于美国国家航空和宇宙航行局使用的“登月着陆器”一词。此后,“无动力潜水器”也逐渐被人们称为“深海着陆器”。着陆器整个系统最初是在重力作用下可自由下沉到海底,一旦系统接收到回收的指令,悬挂在底部的压载物通过声学系统释放,此时系统上方的浮力装置发挥主要作用,因浮力大于重力,从而使着陆器可以顺利浮出水面。

  着陆器使用方便,除布放与回收,其他时候都不需要水面母船的支持,节约了大量时间和科研成本,可以根据具体的科学目标选择携带不同的设备,广泛应用于深海大洋研究领域,可实现探测、采样和原位实验等功能。但受到重量、体积以及能源的限制,深海着陆器难以集所有功能于一体,只有与科学研究需求紧密结合起来,才能够有针对性地解决实际问题,更好地为科学研究服务。

  随着人类对深渊探测需求的不断增加,着陆器越发受到国际深海研究领域重视。2006年,英国阿伯丁大学和日本东京大学合作研制了两套全海深着陆器系统,在马里亚纳海沟、汤加海沟、克马德克海沟、日本海沟等全球多个海沟进行应用,拍摄了大量深渊生物的图像,成功捕获了深渊生物样品,为深渊探测领域做出了重大贡献。此外,国际上全海深着陆器还有日本海洋科学与技术中心研制的“全海深系泊系统”,主要用于沉积物的采样。而著名电影导演卡梅隆乘坐的全海深载人潜水器配合使用的深海着陆器,主要是辅助载人潜水器完成深渊的拍摄任务。

  通过不懈努力,我国在深海着陆器研制方面取得了骄人的成绩。上海海洋大学深渊科学技术研究中心研发的3台全海深着陆器成功在马里亚纳海沟万米深度完成了一系列科学作业,获得了万米深渊的生物、海水和影像资料。中国科学院深海科学与工程研究所研发出一批深海着陆器,并以“天涯”“海角”“万泉”号命名,搭载有光学观测、水文测量、声学探测、生物捕捉、深渊取样设备。其中,“天涯”号着陆器成功获取大量近底水样、视频、照片及部分沉积物样品等;“海角”号着陆器则在接近7000米深度捕获狮子鱼、大型端足类钩虾;“万泉”号着陆器配合海底地震仪进行了一系列高精度的三维定位作业,布放了多个具有精确坐标位置的海底标识。这些自主研发装备的成功应用,促进了我国深海装备技术进一步提升。