1995年,日本“海沟”号潜水器测出马里亚纳海沟深度为10911米;2009年,美国“海神”号测得深度为10903米;2012年,“深海挑战者”号测得10908米……为何大家测得的“大洋最深处”数值各不相同?
探测海底深度,一般分为声波测深和深潜测深两种方式。声波测深误差会比较大,一般在10米左右,而深潜测深误差只有几米。这两种测深方式都不太会受地形影响,后者更为精确,所以“奋斗者”号测得的10909米,差不多就是马里亚纳海沟的最底部了。
机器无法取代人的观测
万米载人深潜器建造难度巨大,既然摄影、摄像设备已相当发达,为何不能只派无人潜水器去“探底”呢?
中科院深海所党委副书记阳宁说,人的眼睛是最好的“摄像机”,其成像精度可达10亿像素级别,而很多照相机都会丢失光谱信息。而且,具有不同知识储备的科学家会捕捉到不同信息,从而打开更多科学之门。比如,中科院院士、同济大学海洋与地球科学学院教授汪品先乘坐“深海勇士”号在南海下潜时,就发现了冷水珊瑚群落。今年4月,我国科学家利用“深海勇士”号载人潜水器首次在南海发现鲸落。
此次随“奋斗者”号下潜的中科院声学所高级工程师刘烨瑶说,载人深潜的另一个好处是,当科学家发现感兴趣、有价值的目标时,可直接操纵机械臂进行取样,避免错失机遇,也可提高作业效率。
灵活机械手完成海底采样
“奋斗者”号在万米深渊是如何实现样品采集的?“两台机械手各有7个关节,可实现6个自由度运动控制,持重能力超过60公斤。”中科院沈阳自动化所副所长李硕介绍,这套机械手在深渊顺利完成了岩石、生物抓取以及沉积物取样等操作。
沈阳自动化所自主研发的全海深机械手,此前还支撑了我国首台全海深自主遥控水下机器人“海斗一号”万米科考作业。此外,两部电动观测云台突破了超高压环境下高精度传动控制、高紧凑度一体化设计等技术,能搭载多部科考设备实现全向水下观测,为深渊科学研究提供了全场景观测资料。