中國無人潛水器跨入深淵和極地科考新階段

[本刊訊] 2021年9月，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所主持研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器（簡稱“海斗一號”）在馬里亞納海溝深淵科學(xué)考察中，取得多項(xiàng)世界級成果。此次任務(wù)的順利完成，意味著中國全海深無人潛水器正式跨入萬米科考應(yīng)用的新階段，填補(bǔ)了當(dāng)前國際上全海深無人潛水器萬米科考應(yīng)用的空白。航次專家組認(rèn)為，“海斗一號”在目標(biāo)物探尋、海底地形地貌探測、實(shí)時影像直播和目標(biāo)物在線識別等應(yīng)用領(lǐng)域體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢和價值，為萬米深淵科考提供了一種非常有效的技術(shù)手段和裝備支撐。

“海斗一號”為一款自主遙控?zé)o人潛水器，具有獨(dú)特的“三合一”多模式操控和作業(yè)模式，同時具備多種類型潛水器的功能，既能大范圍自主巡航探測，又能實(shí)現(xiàn)實(shí)時定點(diǎn)精細(xì)觀測，還能通過所攜帶的機(jī)械手采集樣品。

在自治式潛水器（autonomous underwater vehicle， AUV）模式下，“海斗一號”可以在海底自由穿梭，實(shí)現(xiàn)大范圍自主巡航觀測；在遙控潛水器（remote-operated vehicle， ROV）模式下，“海斗一號”通過光纖微纜與母船連接，可在指定海底區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)精細(xì)觀測和機(jī)械手作業(yè)，可通過光纖微纜回傳海底高清影像；在自主遙控混合（autonomous and remotely operated vehicle， ARV）模式下，“海斗一號”通過光纖與母船連接，既可以大范圍自主巡航觀測，又可以進(jìn)行定點(diǎn)精細(xì)觀測、采樣作業(yè)和實(shí)時影像回傳。

本次應(yīng)用中，“海斗一號”在馬里亞納海溝10 800米以深深淵海區(qū)成功實(shí)現(xiàn)多次萬米下潛及科考應(yīng)用，再次刷新了中國無人潛水器最大下潛深度紀(jì)錄，取得了全海深無人潛水器連續(xù)、穩(wěn)定、可靠科考應(yīng)用的重大突破。

在AUV模式下，“海斗一號”打破了多項(xiàng)無人潛水器的世界紀(jì)錄，包括最大下潛深度達(dá)到10 908米，海底連續(xù)作業(yè)時間超過8小時，近海底航行距離超過14千米，填補(bǔ)了中國全海深無人無纜潛水器AUV技術(shù)與裝備空白。在國際上首次對“挑戰(zhàn)者深淵”西部凹陷區(qū)進(jìn)行了高精度地形地貌的全覆蓋探測，并首次實(shí)現(xiàn)了無纜無人潛水器萬米坐底并連續(xù)拍攝高清視頻影像。

在ARV模式下，“海斗一號”在萬米海底連續(xù)工作超過10小時，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，創(chuàng)造了中國潛水器萬米海底最長工作時間的紀(jì)錄，并實(shí)現(xiàn)了萬米海底定點(diǎn)實(shí)時高清精細(xì)觀測。

“海斗一號”受科技部“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)立項(xiàng)支持，由中國科學(xué)院沈陽自動化所牽頭聯(lián)合國內(nèi)十余家科研單位共同攻關(guān)，旨在研制一款具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、集探測與作業(yè)一體化設(shè)計(jì)和自主遙控多操控模式相結(jié)合的萬米深潛裝備。

另悉，由該所主持研制的“探索4500”自主水下機(jī)器人成功完成北極科考應(yīng)用，并于2021年9月28日勝利返航。在科考應(yīng)用中，“探索4500”成功獲取了近底高分辨多波束、水文及磁力數(shù)據(jù)，為超慢速擴(kuò)張的加克洋中脊地形地貌、巖漿與熱液活動等北極深海前沿科學(xué)研究提供了一種先進(jìn)的探測技術(shù)手段。這是中國首次利用自主水下機(jī)器人在北極高緯度地區(qū)開展近海底科考應(yīng)用，其成功下潛為中國不斷深化對北極洋中脊多圈層物質(zhì)能量交換及地質(zhì)過程的探索和認(rèn)知提供了重要數(shù)據(jù)資料，也將為中國深度參與北極環(huán)境保護(hù)提供重要科學(xué)支撐。

（戴天嬌）