“科學”號十年科考在深海

王凡

三代科考船，載著中國科學家走向深海大洋

進入21世紀，海洋再度成為世界關(guān)注的焦點，海洋的國家戰(zhàn)略地位空前提高。建設(shè)海洋強國，海洋科學研究是基礎(chǔ)。而科學考察船是海洋科學研究的基礎(chǔ)設(shè)施，沒有性能卓越的科考船，海洋研究就只能“望洋興嘆”無從下手。

回顧新中國海洋科考的發(fā)展，可以從科考船的發(fā)展入手。

新中國成立初期，科考船主要經(jīng)由舊船改造而成。1957年，由遠洋救生拖輪“生產(chǎn)三號”改裝而成的新中國第一艘專業(yè)海洋科考船“金星”號正式入列。以“金星”號為主力船，1958年至1960年開展了新中國首次大規(guī)模全國海洋綜合調(diào)查，摸清了我國海域家底。

20世紀60年代，開始出現(xiàn)專門設(shè)計建造的科考船，第一艘2500噸級海洋實習調(diào)查船“東方紅”號、3000噸級綜合調(diào)查船“實踐”號，以及分散到各海洋調(diào)查研究機構(gòu)的首艘“向陽紅”“遠望”“科學”“實驗”“探索”“曙光”“奮斗”“中國海監(jiān)”系列的科考船。這些科考船開始使用先進的海洋調(diào)查設(shè)備，在性能、布置以及實驗室與專用設(shè)備的匹配等方面，與舊船改裝的調(diào)查船相比有“質(zhì)”的提高，可以稱之為我國設(shè)計建造的“第一代海洋調(diào)查船”。這一代科考船承擔了中國渤海、黃海、東海和南海等近海海洋調(diào)查與專項研究，奠定了中國海洋科學技術(shù)事業(yè)的基礎(chǔ)，其典型代表是1988年獲得國家科學技術(shù)進步獎特等獎的“向陽紅10”號遠洋綜合調(diào)查船。

20世紀90年代至2012年之前，除自主研制的“東方紅2”號、“遠望3”號和“遠望4”號等之外，僅有從國外購買并改裝的“大洋一號”和“雪龍”號。由于這個時期的新船數(shù)量有限，距滿足中國海洋科學快速發(fā)展的實際需求尚有差距。但無論怎樣，這個時期的科考船為“查清中國海、進軍三大洋、登上南極洲”奠定了裝備基礎(chǔ)，成為我國第二代主力科考船。

2012年開始，中國科考船進入“質(zhì)”和“量”的高速發(fā)展期。這時期以國家發(fā)改委立項支持的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“科學”號綜合考察船投入運行為里程碑，船舶電力推進系統(tǒng)和動力定位系統(tǒng)被逐步推廣，科考作業(yè)和實驗室采用模塊化設(shè)計、水下輻射噪聲和艙室環(huán)境控制受到進一步重視，各種專業(yè)科考設(shè)備如溫鹽深探測系統(tǒng)、全海深多波束探測系統(tǒng)、氣象雷達等與船舶平臺形成一體化設(shè)計。

據(jù)統(tǒng)計，2010—2021年中國新建海洋科考船的數(shù)量達30余艘，涌現(xiàn)出一大批世界先進水平的科考船。例如，25000噸級的“遠望7”號圓滿完成“天宮二號”“嫦娥四號”、北斗衛(wèi)星等21次海上測控任務(wù)；國內(nèi)首艘、世界第4艘獲得水下輻射噪聲最高等級SILENT-R證書的海洋綜合科考船“東方紅3”號挺進國際主流科考船行列；全世界第1艘六纜高精度、短道距地震電纜三維物探船“海洋地質(zhì)八號”使中國站上國際海洋物探領(lǐng)域船型技術(shù)的制高點；全球首艘具備艏艉雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船“雪龍2”號成功首航南北兩極，填補了中國極地科考重大裝備領(lǐng)域的空白；國內(nèi)排水量最大、綜合科考性能最強的海洋綜合科考實習船“中山大學”號實現(xiàn)了直流母排+儲能蓄電池、輪緣永磁側(cè)推、全航速主動式減搖鰭等多項新技術(shù)的集成創(chuàng)新……

70多年來，中國海洋科考船從上百噸拓展到數(shù)千噸、幾萬噸，調(diào)查能力從中國沿岸淺海延伸到深海大洋、南北兩極，調(diào)查內(nèi)容也從單一學科調(diào)查轉(zhuǎn)化為多學科多功能多技術(shù)手段的綜合科學考察。海洋科考船作為最主要的海洋科考裝備，在支撐國家海洋強國建設(shè)中作出了卓越貢獻。

“科學”號，最先進的“海上移動實驗室”之一

如前所述，“科學”號開第三代科考船之先。它是國家發(fā)改委在“十一五”期間布局建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目。作為我國新一代先進的海洋科學綜合考察船，“科學”號擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，集多學科、多功能、多技術(shù)手段于一體，是可以滿足海洋科學多學科交叉研究需求的現(xiàn)代化海洋科學綜合研究平臺，具備全球航行能力，技術(shù)水平和考察能力已達到國際海洋強國新建和在建綜合考察船的同等水平，多項自主創(chuàng)新設(shè)計填補了國內(nèi)空白。

例如，“科學”號采用國際先進的吊艙式電力推進系統(tǒng)，首部配備了兩個首側(cè)推、動力定位滿足CCS DP-1要求并配備綜合導航定位系統(tǒng)，一人駕駛橋樓，可實現(xiàn)在0～15kn無級變速，在低速狀況原地360°回轉(zhuǎn)。該船操縱靈活、甲板作業(yè)空間大，并設(shè)置被動可控式減搖水艙，采用先進的減振降噪措施，整體上具備較高的適航性和耐波性。

同時，“科學”號深遠海綜合探測與研究平臺突破了我國深海探測與研究領(lǐng)域技術(shù)與裝備瓶頸，開創(chuàng)了科學目標驅(qū)動下的海洋綜合科學考察船船舶與探測體系高度契合的一體化設(shè)計理念，引領(lǐng)了我國新一代科學考察船的建設(shè)。

例如，在國內(nèi)首次建立了宏觀與微觀、走航與定點、梯度與原位相結(jié)合的深遠海環(huán)境探測技術(shù)體系，突破了10000米深海定點探測、6000米深海探測與采樣、4500米深海精準探測與取樣、1000米水體剖面走航探測、深海30米長沉積物取芯和20米長巖石取芯等關(guān)鍵技術(shù)。

再比如，具備立體同步精準開展深海地形地貌、海底環(huán)境、水體環(huán)境的綜合探測和樣品采集的能力，深海近海底地形探測分辨率達到國際領(lǐng)先的厘米級，實現(xiàn)了“室內(nèi)模擬實驗→海洋移動實驗室→深海原位實驗室”的跨越，實現(xiàn)了深海探測“下得去，看得清，采得上，測得準，功能全，用得起”的目標，顯著提高了我國深遠海探測與研究能力，引領(lǐng)了西太平洋深遠海科學研究的跨越發(fā)展。

“雪龍”號和“雪龍2”號。

10年來，“科學”號已安全執(zhí)行50多個海上調(diào)查航次，安全航行2100余天，累計航程30余萬海里，裝備的“發(fā)現(xiàn)”號水下纜控潛器（ROV）完成了超過300個海洋科學考察潛次任務(wù)，支撐了包括國家重點研發(fā)專項、國家自然科學基金重大項目、中國科學院戰(zhàn)略先導專項等課題420余項，航跡遍布中國近海、西太平洋、北太平洋、中太平洋等廣袤的海域，實現(xiàn)了諸多從0到1的突破。

“科學”號使我國海洋科學研究從近海邁向遠海，從淺海邁向深海，為我國開展遠洋綜合科學考察研究乃至我國海洋強國戰(zhàn)略的實施，提供了不可替代的、強有力的能力支撐，是國際上公認的最先進的綜合科學考察船之一。

但困難仍在——戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、顛覆性的裝備創(chuàng)新能力仍顯不足、部分關(guān)鍵技術(shù)仍存在“卡脖子”問題。

強大“軟實力”，才能讓每一次科考盡善盡美

提升海洋科考能力，不僅要有好硬件設(shè)施，更要有強大的“軟實力”作為支撐。

說到“軟實力”，首先就是要在思想上有引領(lǐng)?！翱茖W”號強化黨建引領(lǐng)，充分發(fā)揮黨員在科考作業(yè)中的先鋒模范作用。每次出海執(zhí)行科考任務(wù)期間，“科學”號上都要成立航次臨時黨支部。自2017年以來，中國科學院海洋研究所相繼在“科學”號等3艘科考船、總計38個航次中成立了臨時黨支部，涉及76家科研院所或部門、45個黨支部和黨員643人次。共有3位所黨委委員、6位航次首席科學家、7位船長擔任過不同海上科考航次的臨時黨支部書記，把黨旗插到深海大洋、把黨的戰(zhàn)斗堡壘建設(shè)在科研一線，確保黨建方向無“偏差”，黨建行動無“時差”，黨建成效無“落差”，為海洋科考保駕護航。

其次，建立了更加科學、更加規(guī)范、更加現(xiàn)代的船舶管理制度，“科學”號成為我國建立國際船舶安全管理體系為數(shù)不多的科考船之一。

針對科考船自身的特點，中國科學院海洋研究所作為“科學”號的管理單位，從組織模式、資源配置方式、人事制度和評價制度等多個維度入手，形成了一整套規(guī)范化、標準化、符合海洋科學考察需求和船舶運行特點的管理制度，實現(xiàn)了“船舶更安全、海洋更清潔、船員更專業(yè)”的管理目標?！翱茖W”號是全新一代科學考察船，具有船舶設(shè)備種類多、電氣自動化水平高、維修難度大的特點，這就需要一支高素質(zhì)的船舶管理人員隊伍。中國科學院海洋研究所科考船隊率先提出了“海上調(diào)查活動中專業(yè)人做專業(yè)事”的口號，培養(yǎng)了一支甲板部、輪機部及船載實驗室密切配合，技術(shù)過關(guān)、作風硬朗的科學調(diào)查隊伍，形成了由工程技術(shù)人員完成科學調(diào)查過程中調(diào)查設(shè)備的操作和基礎(chǔ)樣品采集工作，出?？茖W家更多精力投入樣品處理的高效工作模式，為海洋科學考察及探測研究提供了堅實的技術(shù)支撐。

最后，要為科研人員提供更好的生活環(huán)境。上一代科考船基礎(chǔ)設(shè)施落后，條件非常艱苦，科學考察常常需要在海上連續(xù)工作幾十天甚至上百天不能回到陸地，由于沒有充足的淡水供應(yīng)，為了保證飲用水安全，科學家和工作人員常常出海后就不能洗澡；出海后遠離陸地，沒有手機信號，與家人幾個月都聯(lián)系不上；沒有先進的冷藏設(shè)施，無法供應(yīng)新鮮的水果和蔬菜；船舶空間狹小，常常幾個人住在同一房間，共用同一衛(wèi)生間，沒有專用的健身活動室。

“科學”號不僅擁有先進的精密探測設(shè)備為科學家獲得更多種類的樣品、更加精準的數(shù)據(jù)，還能從生活、娛樂、學術(shù)科研各個方面為科學家提供便利服務(wù)。例如，“科學”號安裝了先進的反滲透造水機和真空造水機，可以滿足80人的用水量，提供24小時熱水服務(wù)，在船上安裝了凈水器，保證大家的飲水安全健康；安裝了全球衛(wèi)星上網(wǎng)系統(tǒng)，更加方便與單位和家人聯(lián)系。

應(yīng)該說，這10年，是我國海洋科考最好的10年。如今，我國逐漸發(fā)展形成了以中國科學院系統(tǒng)“科學”“實驗”“探索”“創(chuàng)新”系列、國家海洋局系統(tǒng)“向陽紅”“大洋”“雪龍”系列、教育部高?！皷|方紅”系列、中國地質(zhì)調(diào)查局“海洋地質(zhì)”系列和衛(wèi)星測控中心的“遠望”系列為主要代表的海洋綜合、專業(yè)和特種三大類的中國海洋科考船。

但困難仍在——戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、顛覆性的裝備創(chuàng)新能力仍顯不足、部分關(guān)鍵技術(shù)仍存在“卡脖子”問題。唯有通過科學規(guī)劃與持續(xù)發(fā)展，通過不懈努力與奮斗，才能建設(shè)出中國日益強大的海洋科考裝備體系，才能滿足中國日益增長的海洋強國建設(shè)需求，為構(gòu)建人類命運共同體貢獻中國智慧和中國力量。

◎ 來源|光明日報