央廣網(wǎng)上海2月18日消息(記者吳善陽 唐奇云)我國大型水面艦船的研制能力和水平究竟如何？未來的智能船廠是什么樣的？深海礦產資源開發(fā)的難度到底有多大？我國自主研發(fā)的無人遙控潛水器何時深探馬里亞納海溝？中國角逐極地的裝備如何？由高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心主辦的首屆“高新船舶與深海開發(fā)裝備”創(chuàng)新論壇從昨天持續(xù)到今天，成為一場關于“深海？智能？極地”前沿理論、關鍵技術與未來發(fā)展的“饕餮盛宴”。
當今世界，海洋已經成為國際政治、經濟和軍事的重要舞臺。世界各國對海洋資源的開發(fā)和爭奪空前激烈，這歸根到底就是支撐國家權益的海洋科技競爭。黨的十八大提出建設海洋強國戰(zhàn)略和“21世紀海上絲綢之路”的總體部署，國務院接連發(fā)布了《中國制造2025》和《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確將海洋工程裝備和高技術船舶列為國家重點發(fā)展領域。“工欲善其事，必先利其器。”海洋強國的發(fā)展呼喚新的核心技術，國家主權的保衛(wèi)需要海洋工程和技術為支撐，海洋資源開發(fā)需要先進的海洋工程裝備。
深海開發(fā)與探測裝備將有重大突破
一部《海底兩萬里》，讓人魂牽夢縈百余年。如果說尼摩船長駕駛的“鸚鵡螺號”激發(fā)了人們對海底世界的無限想象，那么上海交大楊建民教授團隊正在研發(fā)“海底礦產開采技術”，正將當年法國作家儒勒？凡爾納的科學幻想變?yōu)楝F(xiàn)實。
深海大洋深處富含銅、鉆、鎳、錳、鐵、鎢、欽、鋁、金、銀、鉑等76種元素，儲量大，且品位較高。但由于極端惡劣的深海環(huán)境，以及海底礦產特殊的附著形式，以及環(huán)保、輸送、控制、通訊等因素，使得開采難度極大。由于深海礦產資源的誘人前景，世界各國將深海礦產資源的開發(fā)和利用作為技術前沿問題進行研究。我國也將開發(fā)3500米深海多金屬結核采礦試驗系統(tǒng)作為國家十三五重點研發(fā)計劃，完成系統(tǒng)整體海上試采試驗，提升我國深海采礦裝備整體技術水平，躋身世界前列，為未來商業(yè)化開發(fā)奠定堅實基礎。楊建民說：“深海采礦船總體設計和動力特性、深海海流作用下的長距離輸送管道環(huán)境載荷、 長距離輸送管道內部復雜流場、礦石粗顆粒的高效輸送和流動保障、 重載采礦車在復雜地形中的穩(wěn)定行走和控制、強噪聲和沉積物擾動環(huán)境下的深海采礦車導航和定位、復雜環(huán)境下的重載采礦車精確布放和回收、深海采礦系統(tǒng)的整體聯(lián)動協(xié)同控制、采礦系統(tǒng)對深海海洋環(huán)境的影響等，是深海礦產資源關鍵科學與技術問題。”隨著深海礦產資源開發(fā)科學問題和關鍵技術的不斷突破，高效、環(huán)保的商業(yè)化海底采礦圖景正在逐步顯現(xiàn)。
深海，不僅蘊藏著豐富的礦產資源，還是全球最大的獨立生態(tài)系統(tǒng)，包含著生命起源、生物進化等奧秘，一直是國際社會關注的另一處資源戰(zhàn)場。長期以來，深海資源勘探這個“富人俱樂部”一直由美國、德國、英國、法國、日本、俄羅斯等國占據(jù)。沒有攻克深海勘探與開發(fā)的關鍵技術，沒有先進的深海開發(fā)裝備，就好比沒有伸向大洋的雙手，沒有邁向大洋的雙腳，成為中國走向大洋的最大障礙。
2016年9月，中國國土資源部發(fā)布戰(zhàn)略規(guī)劃，稱將在未來5年提高深地、深海和深空的探測能力，并提出在2020年前開發(fā)1.1萬米的深海潛水器，進軍“挑戰(zhàn)者深淵”——馬里亞納海溝。2016年，國家科技部推進“深海關鍵技術與裝備”重點專項，全力推進全海深潛水器研制。葛彤教授領銜的團隊牽頭的“全海深無人潛水器（ARV）研制”項目獲得國家重點研發(fā)計劃支持。
葛彤，上海交通大學“深海水下工程裝備”團隊的負責人。從3500米作業(yè)型“海龍”號到6000米勘探取樣型ROV，該團隊開展了大量深海無人遙控潛水裝備的研制工作。水深范圍從6000m到11000m左右的海域，被科學家稱為“海斗深淵”（Hadal trench），是地球上最深的海洋區(qū)域。海斗深淵科學研究的是海斗深淵的海洋生態(tài)、海洋地質和生活在那里的海洋生物，它是國際地球科學尤其是海洋科學的最新研究前沿。目前，已有多個國家啟動了海斗深淵科學研究計劃。但對于萬米深淵，人類所觸及到的也只是零星點點。
全海深潛水器是人類探索海洋最深區(qū)域、開發(fā)海洋資源必不可少的工具。但是要進入萬米深淵，這些龐然大物面臨的將是在更加復雜的地形、更加強大的海流和風浪，還要表現(xiàn)的如同“原住民”一樣的穩(wěn)定、安全。也許我們無法想象在黑暗無聲的萬米深海，人類可以通過這樣一個笨重的物體敲開這扇大門。但是，全海深無人潛水器將真的實現(xiàn)這一愿望。
那么，全海深潛水器到底具備哪些先進的設備和技術，能夠在萬米深海行動自如？據(jù)葛彤介紹，全海深潛水器將具備全面組合導航系統(tǒng)，保證即使在陌生的深海，依舊能夠不“迷路”。在近距離接觸海底之后，該潛水器將大力施展它的能力，通過先進的探測裝備在海底廣闊范圍內發(fā)現(xiàn)目標，并開展精細調查。而如果是在海底管線周圍，它可以在極端海洋環(huán)境下定位極小的海管泄漏，防止災難的發(fā)生。總之，它會高效、及時地將它的所見、所聞、所感全部轉化為信息，穿透萬米水深，知曉于世人。人的能力也通過它逐步放大，由水面無縫延伸至海底。甚至，在不久以后，通過海上人工的實時介入和潛水器深海現(xiàn)場的取樣，我們將會拼繪出一幅幅“萬米深淵圖”。
這一項目將打破我國深海無人潛水器應用的技術空白，最終將形成我國具有自主知識產權、覆蓋全海深的深海調查技術體系，建立全海深科學調查和取樣能力，為我國獲取第一手的深遠海生物、環(huán)境和地質研究樣品和資料，推動我國深淵海科學技術的發(fā)展，提供必要的保障裝備和技術支撐。本項目的實施還將有效支撐我國“蛟龍?zhí)枴?000 米載人潛水器的海上應用，對實現(xiàn)國家深海戰(zhàn)略、推動深海科學技術發(fā)展具有重要意義。
走進冰凍的“熱土”：極地戰(zhàn)略 裝備先行
一旗激起千層浪。2007年8月2日，當俄羅斯科考隊員在4000多米深的北冰洋底插上一面鈦合金制造的俄羅斯國旗時，美國、加拿大、丹麥以及挪威都迅速做出回應。一場針對極地的紛爭就此上演。隨著大國角逐北極的爭斗日趨激烈，這塊遙遠的冰凍“熱土”也逐漸走入世人的視線。
全球51個國家參與了極地科學考察，我國在2015-2016期間，也成功實施了第32次南極考察和第七次北極科學考察。我們也許會疑問，遙遠的南北極與我們到底有何關系，需要國家如此投入與關注？實際上，縱使隔著“千山萬水”，這一遙遠的土地也時刻影響著我們，她關系著全球變化和人類的未來，也是一個國家綜合國力、高科技水平在國際舞臺上的展現(xiàn)和角逐，在政治、科學、經濟、外交、軍事等方面都有其深遠和重大的意義，倍受各國政治家的高度重視、全球科學家的向往。
同時，這一“無主權”地區(qū)蘊藏著豐富的石油、天然氣、礦物和漁業(yè)資源。雖然各國在極地進行實際開采還有很長的路要走，但對于全球能源逐漸匱乏的現(xiàn)狀來說，極地無疑是地球“最后的寶藏”。而依托北極資源的大規(guī)模開發(fā)，北極航線可能成為中國新的能源供應通道，與原有航線并存，有助于分散能源安全風險，更好地保障中國的能源安全和經濟安全。
然而人類在距離遙遠、氣候惡劣且環(huán)境脆弱的極地水域進行商業(yè)運輸以及科學考察、資源開發(fā)和漁業(yè)捕撈等活動都必須依靠適用于極地航行且符合經濟、安全和環(huán)保要求的“極地船舶”，任何國家若想實施極地戰(zhàn)略，必先發(fā)展適應本國的極地船舶裝備。
中國船級社上海規(guī)范研究所副所長鐘晨康指出，極地戰(zhàn)略地位重要，北極顯性主權競爭，南極也存在隱形主權劃分，我國參與極地事務，航運和科考是介入極地事務的主要渠道。
中國船舶及海洋工程設計研究院高級工程師吳剛在2015年年初參加了“雪龍?zhí)枴蹦蠘O考察活動。作為中國新一代極地自破冰科考船的技術總師，他對極地船舶的技術發(fā)展有著較為深刻的認識。吳剛認為，極地船舶大致可分為過境航行、極地資源開發(fā)與運輸、極地科學考察三種類型。其中，資源開發(fā)和運輸是近年來極地船舶發(fā)展的主要動力。據(jù)他所言，中國正在新建極地科學考察破冰船“新雪龍?zhí)枴保票芰Ω鼜姶蟆⒋w規(guī)模大型化。
當然，走進極地并不僅僅是科考船所能解決的問題，極地的開發(fā)與挺近是一個系統(tǒng)的戰(zhàn)略工程，涉及進入、探測、運輸、冰區(qū)管理、平臺供應和應急救援等多項問題，需要攻克更多更重要的關鍵技術問題，要在極地實現(xiàn)“進得去、待得住、管得了”。有了這些一系列技術的攻克，或許多年以后，極地豪華郵輪將帶著我們真正走入極地，感受未知的世界，而極地能源將成為我們每日車輛的動力、一日三餐的燃料來源。
對于我國極地船舶的發(fā)展，吳剛建議，應積極參與國際極地規(guī)則的制定，加快推進我國極地船舶規(guī)范以及相關配套設備的研究。要自主設計建造適應我國戰(zhàn)略需求的重型破冰船，同時做好極地鉆探相關技術儲備。時機成熟可建自有冰池，建立實船驗證體系。大力培育富有經驗的極地船舶操縱和管理人員，充分驗證極地航行操作導則并持續(xù)改進。同時，加快我國北極航道氣象、保險等服務的發(fā)展，讓極地真正成為“聚寶盆”和“黃金航道”。
編輯：
林馥榆
關鍵詞：
上海;智能;一帶一路
中國春節(jié)·樂享春節(jié)
