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    深潜10896米!哈工程“悟空号”AUV如何再立新功?

    10896米!11月6日15时47分,哈尔滨工程大学“全海深无人潜水器AUV关键技术研究”项目团队携“悟空号”全海深AUV,在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成3次万米深度下潜后再度下潜,创下全海深无人潜水器AUV下潜10896米深度的最新世界纪录。目组同时完成海试验收。

    “悟空号”全海深AUV

    “悟空号”创下最新世界纪录

    哈工程项目团队凭借日夜科研攻关和一次次的深海探测,再一次拉近了与海底世界的距离,迎来激动人心的历史性时刻背后,他们经历了什么?

    马里亚纳海沟,地处北太平洋西部海床,靠近马里亚纳群岛东部,它南北延伸2850千米,宽度只有70千米,而最深处可达6至11千米,是目前地球上人类所知最深的海沟。

    “它如同一把刀深深地切入大海底部。”该项目团队成员介绍,这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低,且食物资源匮乏,因此成为地球上环境最恶劣的区域之一,被称作“地球第四极”。同时,它还是板块俯冲地带,海底地质活动强烈,常常出现火山爆发和地震等灾害。

    马里亚纳海沟

    为何还向它不断挑战?“这里和早期的地球环境十分类似:深部生物圈、热液与冷泉、深海矿物与化学能源……大量奇异生物,依靠上层海洋的沉降有机质,或海底化学物质维持生命,这意味着它有不可估量的资源和非凡的科考价值。探测深海,对于研究生命起源和演化机制有重要作用。”哈工程船舶工程学院副教授曹建说。

    执行任务前,科研团队始终对“悟空号”AUV能否独立畅游万米海底心存疑虑,决定对其进行“拉距测试”。他们在“悟空号”AUV下潜到万米水底执行水下自主作业时,令母船驶离15公里,不再对“悟空号”进行任何监控、发出任何指令。结果显示:装有高速水声通信系统的“悟空号”AUV在万米海底畅游期间,仍可准确传输状态信息给母船上的科研团队,实测上行峰值通信速率2003bps,数据包接收正确率超过93%。这表明“悟空号” AUV已具备独立进行水下自主工作的能力,大家悬着的心终于放下了。

    进行“拉距测试”

    10月25日是“悟空”号AUV入水执行首次下潜任务的日子,伴着阴雨,曹建拉出脱缆销,哈工程副教授李岳明通过项目团队研发的全海深USBL时刻关注“悟空号”AUV的位置与深度。项目组4人布放声呐吊阵,建立水声通信链路。

    经过两个半小时的等待,USBL跟踪显示AUV深度不再增加,水声通信上传信息显示深度超过10000米,表明“悟空号”已抵达万米深海,所有相关系统工作正常。

    在万米海底,“悟空号”AUV像一只不断向海底探测的“独行侠”,可实现远距离水声通信无阻,也能采集珍贵的深渊海底图像及视频,探索海底深处的无穷奥秘。在近海底1至2米定高航行探测中,“悟空号”水下摄像机拍摄到了疑似潜水器拖痕等人类科考痕迹。

    “悟空号”AUV拍摄万米水底

    疑似潜水器拖痕

    深海底栖生物(图中白色条状物)

    21时左右,薄雾笼罩着的西太平洋海海岸,时而平静、时而波涛汹涌,4名项目组成员盯着漆黑的海面,心跳声和海浪拍打声一样格外清晰,他们正焦急地寻找已完成首潜10009米的“悟空号”身影。

    夜晚海面上等待回收的AUV

    海面上等待回收的AUV

    “‘悟空’回来了!”李岳明副教授眼前一亮,指着不远处凯旋的“悟空号”说。漆黑的海面上,它犹如一朵盛开的白莲,在上浮时自动打开水下灯,从海水中涌动出淡淡的光团。成员们心头涌出一阵喜悦,为这来之不易的一刻,大家已等待太久。曹建顾不得2.5米高的海浪和深夜的漆黑,他迅速套上救生衣、坐上小艇准备接应深夜归来的“悟空号”。待其顺利回收后,已经是次日凌晨1点。经海试现场专家组考核测试,确认任务书相关指标均已达到验收要求,通过海试验收。

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    成功回收

    为保证“悟空号”AUV万米海试成功,项目组成员对每一次试验都进行详细的复盘、分析、检测、升级,并制定多项预案及相应解决方法,经常加班到凌晨。一次,为了排查“悟空号”AUV动力电池是否存在故障,为了避免发生危险,李岳明和曹建像进行一台精密手术一样,屏气凝神数小时对电池进行拆解检测,最终保证了海试的圆满成功。

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    再次下潜

    在国内科考船未获外方许可进入马里亚纳海沟进行科考,这期间项目组始终为远赴重洋做着不懈努力。在团队成员赴三亚进行万米超高压环境压力测试时,项目组接到了好消息,“探索一号”科考船获得进入马里亚纳海沟“挑战者”深渊海域开展科考工作许可。但是登船名额只有4人,这意味着4人将完成整个AUV的全流程工作,AUV的成熟度和工程化水平也将接受挑战。经过紧张的备航,4名队员顺利登上奔赴马里亚纳海沟的“探索一号”科考船。

    水声通信测试

    无人无缆潜器技术研究是哈尔滨工程大学的传统优势科研方向。作为国家重点研发计划项目成果,“悟空号”全海深AUV寄托着哈工程科研团队“丹心铸剑何惧大洋深和远”的光荣与梦想。项目成员克服疫情反复给项目海试验收带来的重重困难,携“悟空号”AUV万米海试成功,在世界最深海底留下中国印记。

    (图片由哈工程提供)

    记者 赵一诺

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