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美机器人将赴11万米海洋最深处探秘

2019-09-21 01:42:45来源:励志吧0次阅读

美机器人将赴1.1万米海洋最深处探秘

机器人潜艇机器人潜艇的构造机器人潜艇下潜的位置 据英国媒体报道,美国伍兹霍尔海洋研究所研制的“海神”号机器人潜艇正做着最后准备,目标是潜入海洋最深处。如成功的话,“海神”将是拜访太平洋11000米深的“挑战者深渊”的第一个自动工具。之前只有两种其他工具拜访过这个地方,但这两种工具都由人操作。 在一系列深海潜水之后,造价500万美元的“海神”号潜艇将于5月底开始尝试访问“挑战者深渊”。“海神”的设计者之一、伍兹霍尔海洋研究所的安迪·伯文说:“我们不是使用这种工具一头扎入泳池底部,我们可能是先蘸蘸脚尖。我们会下降到1000米,4000米,8000米,然后深吸一口气,看我们是否能到达11000米。” 南安普顿英国国家海洋学中心深海平台组负责人伊恩·鲁斯把这项工程描述为“一项伟大的科技挑战”。他说:“因为‘海神’的设计,所以到达在不到6500米深的地方,很多工具的表现都比‘海神’更优秀,但是,从6500米到11000米,‘海神’成为了这片舞台的主角。” 其他工程组,尤其是英国、法国、俄罗斯和日本的工程组也将饶有兴趣地注视着这项任务。鲁斯说:“‘海神’工程组在设计和建造其他水下工具方面有着丰富的经验,所以,他们会取得成功我丝毫不怀疑。”测试将在5月23日到6月6日之间的一次研究巡航中进行。 深海记录 “挑战者深渊”位于西太平洋关岛附近的马里亚纳海沟,是太平洋最深的部分。“挑战者深渊”深11000米,是地球上最深的地方,比珠穆朗玛峰的高度还要深2000米。该深度的压力是大洋表面的1100倍。其结果就是一直以来只有两种工具到达过它的这一决定性深度。伯文说:“从工程角度看,建造在这种极端环境下的运行工具是一项很大的挑战。” 1960年1月,雅克·皮卡和唐·沃尔什驾驶瑞士制造的深海潜艇“里雅斯特”号进行了第一次也是唯一一次“挑战者深渊”的载人下潜。潜水器是一个直径为2米的钢球,钢球悬在长15米的一个巨型油罐下面。在9小时的任务中,两人只在洋底停留20分钟,并测量出下潜的深度为10916米。之后再也没有载人潜艇下潜到这一深度。 35年后,日本的遥控潜艇“海沟”号出现在“挑战者深渊”,并创下10911米的无人探测的深度记录。它也再次发现了沉积岩心,拍到了许多生物照片,包括海参、蠕虫和虾。与“海神”不同的是,“海沟”必须依靠一根与水上船只相连的缆绳才能获得动力和得以控制。2003年,因与水面船只相连的缆突然断裂,日本的“海沟”号潜艇在一次潜水中神秘失踪。 会变形的潜艇 目前,潜水最深的潜艇能下降到6500米深的海底,可让科学家到达海底的95%。“海神”的目的是让潜水深度完善到100%,与此同时,它还能让科学家勘测比其他潜艇如“海沟”号勘测更大范围。它还能根据任务类型变换两种不同形状,自泳式潜艇和带缆式潜艇。 伯文解释说:“这种自动潜艇,正如它的名字一样,它是自动的,无需船上人类操作员进行操作。”“海神”能执行预定的任务,绘制海底地图。伯文说:“它是一种有着板上智能的带电池的工具……,能通过使用化学传感器、声纳和数字摄影找到特别重要的区域。” 完成任务后,“海神”会自动回到船上,变身为水下摇控作业载具。这一变形包括增加一个机械臂,允许“海神”收集样本和使用工具,和增加一根40000米长的纤维光纤光缆,科学家可从船上控制潜艇。潜艇两种模式的转变发生在船上,需要大约12小时。 压力计 虽然混合动力工具的设计一直存在,但是“海神”号潜艇将是拜访真正洋底的第一种工具,它还将是目前运行的拥有这种能力的唯一工具。为了实现这一目的,工程组必须使用新技术和新材料。 伍兹霍尔海洋研究所的克里斯·格曼说:“我们必须摒弃几十年来一直使用的几乎所有现有技术。”例如,工程组必须废弃带缆潜艇的传统缆。他说:“它们一般有钢套筒、用于导电的铜和用来收集数据的光导纤维。但这些都没用,因为我们无法建造能下降到11000米深处不断裂而且还足够灵活以致能让我们在洋底来来去去的足够强韧的缆。” 他表示,因为这些诸多限制,日本的“海沟”号潜艇的机动性就受到了限制,而且需要定制船只来释放厚重的把潜艇和船连在一起的缆。而“海神”使用可再充电的类似笔记本电脑上用到的锂离子电池供电和发丝宽度的光纤光缆用于控制和遥感勘测。每充一次电“海神”号潜艇就可潜水20小时。此外,工程组还用新的轻量级材料取代传统的用于建造类似潜艇的材料,如钛和玻璃。格曼教授解释说:“我们有格外薄壁而轻量级的陶瓷材料……,它一定能经得起巨大压力。” 地震带 但是,这项任务可不只是为了验证新科技。科学家希望使用这种新工具探测深海秘密。伍兹霍尔海洋研究所生物学家蒂姆·谢克说:“我想我们就快看到各种新的生命形式了。我们将看到新的生命环境、新的物种和新进化的生物。” 他补充说,之前在较浅深海的发现已经教会科学家“期待意外惊喜”。他说:“在大西洋洋口发现成群结队的没有眼睛的虾。”这种虾的背部有一种U字形感官结构,谢克教授解释说,那可能是用来感受热度。他说:“谁也不会想到虾能进化成这样。” 地质学家还希望使用这种工具直接研究具有破坏性的地球过程,如洋底壳循环成为地球内部一部分的地方。格曼教授解释说:“我们能研究形成新洋底壳的海中央山脊,但是我们不能以同样的方式研究另一端。”俯冲带常沿太平洋边缘分布。在俯冲带,洋底壳被冲入漂浮的陆壳下面。 “挑战者深渊”所在的马里亚纳海沟是太平洋板块插入马里亚纳板块下形成的。格曼教授说:“因此,它位于这些已知的世界上最大的地震的隐没带中,这些区域可能相当重要。”

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