2019年1月31日，在位于青島西海岸新區(qū)的母港熱鬧非凡，我國(guó)科考船“科學(xué)號(hào)”在完成2018年第6次西太平洋綜合考察航次后，順利返航。歷時(shí)74天，航程12000多海里，這是“科學(xué)號(hào)”首航以來離開國(guó)內(nèi)航程最長(zhǎng)、時(shí)間最長(zhǎng)的一個(gè)航次。

　　科學(xué)號(hào)是我國(guó)新一代海洋綜合科考船，從2010年開工建造，2015年通過國(guó)家驗(yàn)收并正式投入使用，到現(xiàn)在已經(jīng)成功搭載20多個(gè)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目。那么，科學(xué)號(hào)科考船的獨(dú)特之處究竟在哪里呢？

　　我國(guó)現(xiàn)有自主設(shè)計(jì)的海洋科考船大都是瘦長(zhǎng)型的。由于船窄，在海洋科考活動(dòng)中很容易受風(fēng)浪等外部作用力的影響，這樣一來海上作業(yè)受海況的制約就會(huì)很大。而“科學(xué)號(hào)”從外觀上來看，應(yīng)該屬于“微胖”型的。

　　設(shè)計(jì)人員特地把科學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)成了“短寬型”的船體結(jié)構(gòu)。它雖然只有99.8米長(zhǎng)，但寬度卻有17.8米，這對(duì)于一艘科考船來說，就是一個(gè)“小胖子”。這樣的結(jié)構(gòu)，相對(duì)增加了海上作業(yè)的穩(wěn)定性和船體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并最大限度地照顧了船型尺度比例和型線的優(yōu)化。

　　科學(xué)號(hào)的駕駛室，給人的第一感覺就是通透明亮，從室內(nèi)向外360°都可以遠(yuǎn)近觀望，可以說，科學(xué)號(hào)的設(shè)計(jì)開啟了我國(guó)科考船造船業(yè)的先河?？茖W(xué)號(hào)建設(shè)項(xiàng)目總工藝師隋以勇說：“一開始，設(shè)計(jì)人員并沒有想著搞成360°的可環(huán)視駕駛室，是在我們的建議下才改的。從駕駛室就能直觀地看到后甲板上的工作情況，有利于駕駛臺(tái)的指揮和操控。另外，科學(xué)號(hào)也可以把駕控臺(tái)轉(zhuǎn)移到后甲板作業(yè)區(qū)，這也完全是為了后甲板開展科考工作的方便?！?/p>

　　站在駕駛室環(huán)顧全船可以發(fā)現(xiàn)，與一般船相比，科學(xué)號(hào)的前甲板面積出奇的大。其實(shí)，這是為了給海上作業(yè)留有更大的空間。一般船的前部看到的都是各種停泊時(shí)用到的設(shè)備，而科學(xué)號(hào)科考船前部的各種設(shè)備都遮蔽到作業(yè)甲板以下，既保護(hù)了停泊設(shè)備，也增大了前甲板面積，便于攜帶安裝更多的科考設(shè)備，方便作業(yè)。另外，在前甲板上畫有一個(gè)黃色的大圓圈，這是為直升機(jī)預(yù)留的懸停位置。如果在后甲板預(yù)留這個(gè)位置，就會(huì)擠占使用面積，減少科考設(shè)備的攜帶。

　　科學(xué)號(hào)上“寸土寸金”。對(duì)于一次可以繞地球大半圈、不需要補(bǔ)給就可以自持60天的科學(xué)號(hào)來說，增大有效面積、多攜帶科考設(shè)備儀器，就可以更多地規(guī)劃科學(xué)考察項(xiàng)目。一般的船只，前桅桿都用于懸掛前桅燈和錨燈、錨球，而科學(xué)號(hào)上的設(shè)計(jì)則賦予桅桿更加合理的內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員解釋說：“我們把桅桿設(shè)計(jì)得又高又大，在上面裝有探測(cè)大氣的設(shè)備，因?yàn)榇^是最先接觸海上氣流的，并且是離船上煙囪最遠(yuǎn)的地方，空氣也最純凈?！?/p>

　　在科學(xué)號(hào)上，分別配有干性實(shí)驗(yàn)室和濕性實(shí)驗(yàn)室，它們互不影響。在干性實(shí)驗(yàn)室里，通過儀器設(shè)備可以對(duì)一些樣品做分析和數(shù)據(jù)處理。濕性實(shí)驗(yàn)室則用來處理一些海水中的取樣，例如動(dòng)植物，或者對(duì)海底巖石類樣品進(jìn)行分析。因?yàn)閯偝鏊畷r(shí)及時(shí)做測(cè)試，可以更加準(zhǔn)確地了解樣品的特性。

　　此外，科學(xué)號(hào)上還設(shè)計(jì)了一個(gè)中心儀器室。它是船上科學(xué)實(shí)驗(yàn)的指揮中樞。在這里可以通過視頻看到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室、甲板等場(chǎng)合的科考工作場(chǎng)景，也可以看到駕駛室里的情況，比如雷達(dá)、電子海圖、實(shí)時(shí)監(jiān)控等等。船上的指揮者往往是首席科學(xué)家，他們根據(jù)需要會(huì)向船長(zhǎng)要求科考船是停止不動(dòng)還是低速前進(jìn)，并在這里向各個(gè)實(shí)驗(yàn)作業(yè)發(fā)布命令：開始作業(yè)或停止作業(yè)。

　　以往國(guó)內(nèi)船舶大都是上層建筑對(duì)稱分布的，把煙囪設(shè)計(jì)在船的中軸線上，而科學(xué)號(hào)則是非對(duì)稱布局。因?yàn)榭茖W(xué)號(hào)把煙囪放到了駕駛艙的左后方。這樣在駕駛臺(tái)上能直接觀察到后甲板的作業(yè)情況，便于操控船舶配合作業(yè)。

　　科學(xué)號(hào)上的這種“玄秘”有很多。它的不對(duì)稱說起來有些與眾不同，但對(duì)科考而言是極大的方便?？茖W(xué)號(hào)的首要任務(wù)是服務(wù)于海洋科考，所有的功能到了海上就可以顯露出“英雄本色”。

　　海洋科考船實(shí)際上就是一個(gè)海上流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，可以對(duì)水體、大氣、海底等做科學(xué)探尋。自然，某一海域的定位探尋就要求船體能精確控位。隋以勇介紹說：“依靠GPS定位系統(tǒng)和兩套動(dòng)力系統(tǒng)，科學(xué)號(hào)在5—6級(jí)風(fēng)的海況下，能夠?qū)崿F(xiàn)定位精度0—3米、船艏方向正負(fù)10°的可靠控位。在深海極端環(huán)境航次中，纜控水下機(jī)器人在水下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)時(shí)，科學(xué)號(hào)動(dòng)力定位系統(tǒng)可以始終把船位控制在0.3—0.4米的范圍之內(nèi)?！?/p>

　　高精度的定位和控制力，讓這位有著30多年出海經(jīng)驗(yàn)的老船長(zhǎng)無比自豪。新一代科考船除了精確控位，還會(huì)安裝用于探測(cè)的精密儀器設(shè)備。許多儀器設(shè)備往往對(duì)振動(dòng)、噪聲都有特殊要求?？茖W(xué)號(hào)設(shè)計(jì)人員為適應(yīng)精密儀器設(shè)備的需求，在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)了首套升降鰭板裝置。中科院海洋所船舶中心朱萱介紹說：

　　“由于船行過程中，船體表面水流湍急，難以滿足科學(xué)探測(cè)的環(huán)境要求。以往的科考船都有置放探測(cè)儀器的儀器艙，固定在船體底下。但有很大缺陷，因?yàn)檫@不僅增加了船舶的實(shí)際吃水，而且維護(hù)、更換時(shí)必須回港在船塢內(nèi)進(jìn)行?？茖W(xué)號(hào)專門設(shè)計(jì)了一個(gè)升降鰭板，樣子像魚鰭。它在深井中可以上下移動(dòng)，不探測(cè)時(shí)可把儀器艙收回船體內(nèi)，探測(cè)作業(yè)時(shí)又可以沉到船下水中2.75米處，這樣就提高了探測(cè)設(shè)備的使用效率。”

　　升降鰭板裝置的設(shè)計(jì)，使科學(xué)號(hào)在很大程度上方便了探測(cè)儀器的保養(yǎng)維修，日常的維護(hù)可以在船內(nèi)進(jìn)行，沒有必要非得回到船塢。用船長(zhǎng)的話說，不但維護(hù)方便，而且還省錢，省時(shí)間，提高了效率。中科院海洋所研究員、科學(xué)號(hào)第一航次首席科學(xué)家李超倫說起科學(xué)號(hào)上的設(shè)備，頗感自豪，他說道：“科學(xué)號(hào)深海高技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在‘發(fā)現(xiàn)號(hào)’無人纜控潛水器（ROV）、電視抓斗等系統(tǒng)的深海高清影像資料采集，與深海樣品綜合采集的能力上?！?/p>

　　科學(xué)號(hào)出海科考時(shí)，要帶上發(fā)現(xiàn)號(hào)“無人纜控潛水器”。這是目前我國(guó)下潛深度最深、作業(yè)能力最強(qiáng)的水下纜控機(jī)器人。這個(gè)機(jī)器人配置了水下定位系統(tǒng)，配有兩種機(jī)械手，用于水下的精細(xì)作業(yè)，比如抓取貝殼、螃蟹等。機(jī)器人上還配備了7個(gè)深水?dāng)z像機(jī)，包括兩個(gè)超高清攝像系統(tǒng)。取樣裝置可以在水下長(zhǎng)時(shí)間、近距離對(duì)深海海底物理化學(xué)環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)探測(cè)，并進(jìn)行可視化現(xiàn)場(chǎng)取樣。

　　利用水下機(jī)器人等先進(jìn)儀器設(shè)備，科學(xué)號(hào)在試航期間就已采集到了大型海洋生物樣本200多種，也采集了大量生物、水體、沉積物和巖石樣品。2015年，科學(xué)號(hào)成功通過驗(yàn)收并投入使用，這也標(biāo)志著我國(guó)海洋科考能力邁上了新的臺(tái)階。

　　在科學(xué)號(hào)考察期間，曾在西太平洋一處海槽采集到幾塊鵝卵石?？此破胀ǖ涅Z卵石其實(shí)蘊(yùn)含著高深的科學(xué)信息，因?yàn)橐话泫Z卵石都在淺海環(huán)境中，由較大的水流沖刷而成。如今在深海里發(fā)現(xiàn)它，很有可能是板塊運(yùn)動(dòng)把它從淺海區(qū)域帶到了深海區(qū)。科學(xué)家可以根據(jù)采集上來的鵝卵石和珊瑚礁里的化石，來判斷地球板塊運(yùn)動(dòng)的速度。

　　2018年第6次航行的首席科學(xué)家汪嘉寧分享了這樣一組數(shù)據(jù)：本航次實(shí)現(xiàn)的6000米水深的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，是我們這幾年一直在做的事情，從2016年實(shí)現(xiàn)1000米，到2017年3000米，到如今實(shí)現(xiàn)6000米，我們能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)深海的深度和密度都在逐步提高，增強(qiáng)了我國(guó)對(duì)于深海探測(cè)的能力以及對(duì)海洋氣候環(huán)境預(yù)報(bào)的保障。

　　這次航行任務(wù)中，還有一個(gè)重要的突破。在馬里亞納海溝，我國(guó)海洋科考人員進(jìn)行了萬(wàn)米通訊試驗(yàn)，在那里布放了一套萬(wàn)米深海潛標(biāo)，這個(gè)試驗(yàn)已經(jīng)取得了成功。相信在不遠(yuǎn)的將來，隨著我國(guó)海洋科考技術(shù)的不斷提升，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)海洋里面萬(wàn)米級(jí)大深度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。

　　在下一期節(jié)目中，我們將繼續(xù)走進(jìn)“科學(xué)號(hào)”科考船，去認(rèn)識(shí)一位參與海洋考察的“女首席”科學(xué)家。好了，今天的節(jié)目先進(jìn)行到這里，獲取更多精彩內(nèi)容可以關(guān)注《非?？茖W(xué)》官方微信，打開手機(jī)微信客戶端搜索“feichangkexue”的拼音就可以找到我們。我是亞楠，下期節(jié)目再見。



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