互动科普

一项混合技术在潜水器上的应用将使人类探索海底深渊成为普通日常工作。

西太平洋的马里亚纳海沟是海洋中最深的地方，距离海面近11千米深。直至今天，人类也仅拜访过那里有限的几次。第一次是在1960年，Jacques Piccard驾驶美国海军的Trieste号深海潜艇在黑暗的海底深处着陆。第二次是在大约35年以后，耗资数百万美元的日本无人遥控潜水器(ROV)Kaiko号经过数次下潜，人类再次短暂返回到那片漆黑的海域。这块地球上最人迹罕至的地方，由于它超乎寻常的深度和压力，使科学家们至今几乎无法研究这一海洋里的深渊。不过，一项正在进行中的新的研究可能很快会改变这种情形。

美国伍德霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institute)、约翰·霍普金斯大学与美国海军的工程师们已经开始研制一种水下装置，用于在海洋最深处进行常规而经济的重要科学研究。伍德霍尔海洋研究所的研究人员Andy Bowen称这种水下装置是一种混合遥控潜水器(hybrid ROV)，它结合了一种完全自主的水下机器人和利用通信光纤在海面上远程操纵潜水器这两种技术的特长，使用通信光纤进行远程操纵这种技术以往只应用在鱼雷导航方面。这种重达一吨的装置和它的辅助设备可以容纳在两个标准的海运集装箱里，由于这套系统小巧轻便，在一个普通的海洋调查船上就可以很容易地开展工作，因而不必使用专门的母船。这些性能不仅对于深海下潜来说非常便利和经济，而且对于其他传统的海洋勘测和取样工作也同样如此。这一耗资550万美元的项目由美国国家科学基金会、海军研究办公室和国家海洋与大气局共同资助，有关负责人希望它能在4年之内完成。

这种混合技术的方式突破了其他传统的深海潜水器和远程操纵技术的限制。载人潜水器为了确保人员的安全，势必体积大造价高；而一个完全独立的水下机器人必须有极高的“智能”，才能完成研究活动，这也是一项花费昂贵而且在技术上很难实现的工作。同时，连接潜水器和海面船舶的冗长的电缆不仅笨重，而且不牢固，很难同时支撑它自身和进行大面积海底探测的潜水器。

当其作为一个完全自主的装置工作时，混合遥控潜水器可以通过声纳和其它传感器进行大范围的勘测。如果需要进行精细的勘查，技术人员便会在潜水器上挂接一个光纤连线卷筒装置和一个携带辅助推进器、附加浮力装置、电池、电动机械臂和取样设备的工具车。当绞车用钢丝绳将潜水器吊放到变幻莫测的海流之下后，潜水器与外挂的减重装置分离，然后用锚将潜水器拖至海底，在下潜的同时放出遥控光纤连线。

当混合遥控潜水器到达海底后，它会脱开锚，然后潜航执行自己的勘测任务，同时从船尾放出更多的细微的遥控光纤缆线。完成勘测工作后，潜水器会脱离遥控光纤连线，然后与减重装置会合并重新对接，准备由海面船舶将其收回。

如果一切顺利，科学家们可以通过混合遥控潜水器更好地了解沿着大陆边缘的深俯冲带的地壳发生地球化学再循环的基本过程。此外，它还可以用来探索极地大块冰层下面的未知海洋领域(这项任务要求在海面下做长距离的水平往返潜航)，以及对海洋下面发生的任何难以预料的新的突发现象尽快进行研究。

【吴荆卉／译 赵庚新／校】