來源:經濟參考報
——探訪“科學”号海洋綜合調查技術支撐團隊
“科學”号技術支撐人員沈漢國(左)、吳嶽(右)在控制間測試“發現”号ROV各項功能。記者 張建松 攝
位于西太平洋公海的麥哲倫海山鍊上、一座從未被人類探測調查的淺水海山,即将迎來中國海洋科學家的探訪。來自中科院海洋所、聲學所、山東大學、中國水産科學研究院東海水産研究所等單位的80名考察隊員和船員,乘坐“科學”号,3月10日從青島母港起航奔赴西太平洋。本報記者也登上了“科學”号随船報道這次科考。
雄偉的紅色吊臂矗立在船舯,高大的紅色吊架安裝在船尾,大大小小紅色儀器錯落有緻擺放在甲闆。第一次登上“科學”号,第一眼就被船上亮麗的“紅色風景線”吸引。深入采訪後,方知船上還有一支專業的技術支撐團隊,精心守護着這些紅色的儀器設備。
海洋所專門成立工程技術部
作為我國新一代海洋綜合科考船,“科學”号是實現我國海洋強國戰略、開展深遠海綜合科學考察研究的國家重大科技基礎設施,由中國船舶及海洋工程設計研究院設計、武昌船舶重工有限責任公司建造,中科院海洋研究所以“專業運行、開放共享”管理模式運行。
“科學”号總長99.6米,型寬17.8米,滿載排水量4981噸,采用吊艙式全回轉電力推進,最大航速15.8節,續航力15000海裡。可進行海洋地質、物理海洋、海洋化學、海洋生物與微生物等多學科綜合考察,船上僅大型調查設備就多達50多套。
例如,水體探測系統有萬米溫鹽深剖面測量儀、走航式多普勒流速剖面儀、變水層拖曳系統、魚探儀等。海底探測系統有多波束測深系統、淺地層剖面儀、海洋重力儀、磁力儀、多道數字地震系統等。深海極端環境探測系統有水下纜控潛器(ROV)、重力活塞取樣器、岩芯取樣鑽機、電視抓鬥等。遙感信息現場印證系統有海浪測量系統、紫外可見光光度計、高光譜吸收/衰減測量儀、海面/水下高光譜輻射測量儀等。
2012年9月“科學”号交付使用之初,中科院海洋研究所參照國際先進的科考船管理模式,專門成立了工程技術部,配備船載實驗室。經過5年發展,工程技術部現已有職工33人,全部具有大專及以上學曆。其中高級工程師3人,工程師17人,平均年齡34歲。
海洋所工程技術部是我國海洋科研單位專門組建的為數不多的專業技術支撐隊伍。5年來,通過精細化管理體系,緻力于為海洋科學考察提供專業的海上技術支撐;通過規範化、程序化的作業流程,大幅度提高調查設備的可靠性和海上作業效率。
2017年,中科院海洋所将建築面積4400平方米的西海岸園區綜合測試樓交由工程技術部正式啟用。測試樓規劃建有ROV潛器維護檢測區、海洋調查設備維護檢測區、設備檢修區,機加工中心等;配建的ROV測試水池長8米、寬10米、高5米,根據需求可選擇注入海水或淡水,同時配備10噸行車吊,起吊高度達7米。測試樓可滿足多種大型海洋調查設備的檢修測試要求,解決了長期以來大型海洋調查設備缺少陸地調試場地及水下測試條件的矛盾。
“科學”号上技術支撐團隊
35歲的姜金光來自海洋所工程技術部,是“科學”号本航次船載實驗室主任、船上技術支撐團隊負責人。這位曾經在海軍潛艇上工作過的小夥子,2012年轉業後來到“科學”号。他說自己當初的第一個感覺“是從地下室搬到寬敞明亮的豪宅”,第二個感覺是面對衆多從未接觸過的儀器設備“頭皮發麻心裡打鼓”,一頭紮進了船上的“機器叢林”。
在工程技術部指導下,船上的技術支撐團隊不斷進行業務磨合和更精細化專業分工,目前分為操控支撐組、儀器設備組和水下纜控潛器(ROV)組。
絞車和吊架是海洋考察中常用設備。“科學”号有5台固定絞車,其中4台是萬米級絞車。此外還有集裝箱式地震絞車、3000米水文絞車,組裝式地質絞車。船尾安裝的A型吊架十分先進,但操作起來也極為複雜。
32歲的叢石磊是操控支撐組負責人,2012年從青島科技大學畢業後來到“科學”号。“剛走出校門就挑上了重擔,壓力山大。每次設置軟件開動絞車,将幾千萬元科考設備緩緩放入幾千米深海,心裡既充滿自豪,更充滿擔心。每次出海都提心吊膽,生怕設備出現故障。”叢石磊說,“如今經過不斷摸索,我對儀器設備的脾氣性格已了如指掌,終于可以放下思想包袱,坦然出海了。”
最艱苦的時候,叢石磊一年有300多天都在海上。自從“科學”号從青島起航,叢石磊就帶領梁威、王世剛、蔡衛甯等操控支撐組技術人員,每天維護保養船上設備,确保抵達目标海域以最好的狀态投入作業。
近年來,“科學”号上的“發現”号ROV不斷建功立業,在南海發現裸露可燃冰、在沖繩海槽發現熱液噴口、在卡羅琳海山發現“珊瑚林”和“海綿場”等等。截至目前,已下潛作業170次。每次海上作業,ROV組的吳嶽、高志遠、王傳波、陳宇等技術人員,在各個崗位各司其職,配合得十分默契。
32歲的吳嶽是ROV組負責人。5年來,他陪伴“發現”号ROV的時間,比陪伴自己的兒子多得多。他說,每次“發現”号ROV拖着長長的“臍帶纜”(铠裝纜)沉入海下的時候,自己的心也好像跟着一起下去了。“發現”号ROV能将自己在海底看到的景象實時傳回來,但纜繩拖在身後卻看不見,也最令人擔心。
2017年8月,“發現”号ROV在下放過程中突然出現跳電,設備失去動力,情況十分緊急。ROV組人員憑着過硬的技術與操作經驗,沉着冷靜,終于将ROV安全回收上甲闆,檢查發現铠裝纜在600米左右意外擊穿,需要将此段铠裝纜全部放出截斷,重新制作終端。
船上及時調整了作業内容,進行緊急搶修。由于海上條件所限不能使用吊機,600多米長、30多毫米粗沉重的铠裝纜隻能手動拖拽。實驗室所有人員齊上陣,絞盤絞、繩子拉、雙手拽。當時正值西太平洋盛夏,甲闆溫度高達六七十度,每個人都汗如雨下,雙手滿是油污,隻能擡起胳膊用濕透的袖子擦擦即将流入眼睛的汗水。
铠裝纜放出截斷後,ROV組馬上進行終端的制作,将兩層鋼絲一根一根地散開、捋直,用抹布蘸着柴油和清潔劑一根一根地擦淨,穿過承重頭,灌膠。忙完這一切,已是次日淩晨1點。冒着高溫酷暑,ROV組的夥伴們連續高強度工作了近18個小時。
“科學”号此次出航前,依托中科院海洋所西海岸園區綜合測試樓的良好條件,技術人員對“發現”号ROV進行了主浮體修複、控制系統調試、吊點更換等全面維護保養工作。這是“發現”号ROV首次在母基地依靠自身技術隊伍完成維護保養工作。
成功建成我國深海實時科學觀測網
由于曆史原因,我國自主研發的海洋調查設備與國外相比整體上還有很大差距,“科學”号上搭載的儀器設備,大部分是從國外進口的。
中科院海洋所所長助理、工程技術部主任刁新源表示,保障維護“科學”号上的儀器設備在海上正常工作,僅是工作的第一步。接下來,工程技術部要緊跟海洋科考需求,以海上作業保障、數據分析處理、科考設備研發三大方向為重點,不僅要建設成為一流的海洋科學考察專業技術支撐隊伍,同時要加強自主研發提升我國海洋技術水平。
2017年,中科院海洋所在西太平洋成功建成我國深海實時科學觀測網,攻克了潛标數據長時間實時傳輸的世界海洋觀測難題,創造了國内外有明确文獻記錄的實時獲取深海數據的最長工作時間。深海數據查看模式從“錄像回放”轉變為“現場直播”,這背後離不開工程部技術支撐人員的貢獻。
研究海洋,實時獲得海洋的各類觀測數據十分重要。但用于觀測水下和深海的潛标,隻能在每年回收的時候,才能讀取觀測數據。無法像海面上的衛星遙感和浮标那樣實時獲得觀測數據。這是因為潛标最上面一個浮體距離海平面還有四五百米,無法穿透海水,實時将觀測的數據傳輸到衛星上。
2016年,根據科學家的需求,工程技術部配合課題組對實時化潛标的作業方式和傳輸手段進行了改進。科考隊員在水面上放置了一個數據實時傳輸浮體,它與潛标通過無線和有線兩種方式連接。潛标将數據傳輸給浮體,浮體發射到衛星上,衛星再反饋回陸地,成功突破了潛标系統實時傳輸難題,并實現深海潛标長周期穩定實時傳輸。
在此基礎上,2017年海洋所課題團隊實現了從單套到組網、從水下1000米到3000米的深海數據實時化傳輸的功能拓展。對西太平洋科學觀測網的20套深海潛标,進行了數據實時化傳輸升級,成功建成我國首個深海實時科學觀測網。觀測範圍内,西太平洋深海3000米以内的溫度、鹽度和洋流等數據,實現了1小時1次的實時傳輸,填補了國内空白。
海上風雲變化莫測,海上的潛标作業難度大。“科學”号上技術支撐團隊經常長期磨合,精心規劃潛标布放程序,人員分工明确,大大提高了潛标作業效率。自2012年以來,已累計完成布放、回收80餘套次潛标,積累了豐富的潛标作業經驗,潛标回收作業成功率達到98%以上,潛标布放深度最深達到8000米量級。從常規潛标到實時化潛标,實現一次又一次突破,為我國海洋科學考察做出了貢獻。
“耕海探洋、唯真求實、博學創新、厚德緻遠”镌刻在海洋所西海岸園區綜合測試樓外牆的這句标語,給記者留下了深刻印象。這是“科學”号的精神,也是中國海洋人的精神。
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