神奇的大海中有著如此多的謎案,等待著人類去破解。可是在深海中,有著巨大的海水壓力和各種未知的危險,很多情況下人類還無法涉足這些區域。那么,要想探測海洋之謎,就只能依靠一支“特殊材料制成”的隊伍了,這就是——
潛龍二號”是我國首臺自主研發的4500米級自主水下機器人。在西南印度洋,它按照預先設計的路線,首次下水開展了整整30個小時的全航程探測,實現了中國深海科考的多個突破。
雖然名字叫“潛龍”,然而這個機器人的模樣卻是全身金黃,有“鰭”有“尾巴”,全長4.5米左右,活像一條放大版的熱帶魚。為了減少阻力,這種自主式潛水器大多設計成回轉體式,外觀像一艘魚雷艇一樣。但這種造型主要適用于平坦的海底。如果遇到像印度洋海底這種凹凸不平的地形,就需要把它們的外殼做得扁扁的,以減少潛航時水的阻力,同時也更容易回收。
這種造型還能讓“潛龍二號”具有很高的抗風浪能力,即使在風大浪高的海面上,它也可以像不倒翁一樣“站立”起來,不會“翻肚皮”。通過科學家們用遙控器遙控,它還能在海里簡單地游上兩圈,自動回到母船身邊。
作為一條科技含量頗高的“機器魚”,“潛龍二號”可謂是全副武裝,渾身寶貝。
首先,前后各配1對“魚鰭”,這是它的推進器。這兩對水平舵板就像真正的魚鰭一樣,幫助這條“機器魚”保持平衡,垂直的舵則像魚的背鰭,便于掌握方向,讓它在水中更自由地航行。
其次,在“魚嘴”處安裝了一個前視聲納,讓它能看到前方的物體。如果要看左右兩邊的物體,就要用裝在“魚眼”部位的水平槽道推進器,讓它左右水平移動,再用“魚嘴”處的前視聲納觀看。這樣,它就能獲得海底地形地貌的詳細數據。等它把這些數據傳回母船后,將由技術人員對這些數據進行深入處理,還原成精細的海底圖像。
“潛龍二號”那條1米長的“尾巴”上安裝了海底探測磁力儀。用它輕輕一掃,就能知道被掃過的地區有沒有不活動的礦物儲藏,有多少,三維結構如何等等信息。
“潛龍二號”還配有一臺像素分辨率達 3648×2736 的照相機,可以每隔7秒鐘拍攝一張照片。每張照片都會與前后照片有20%的重合,以保證拍攝的“無縫”銜接。最終經過處理,可以形成一張完整清晰的海底圖片。
“潛龍二號”身上的各種環境傳感器就是它的“耳朵”,一系列智能算法則組成了它的“大腦”。此外,它還帶了一些小物件,比如布放回收時用的牽引環、起吊鉤,與母船聯絡的聲通訊機、確定海底位置的長基線信標和頻閃燈、天線等。
一臺水下機器人的工作流程分為“布放——探測——回收”三步走。現在,就讓我們來看看“潛龍二號”的探險歷程吧!
第一步是入水。這需要由操作人員通過吊車,把它放到水中。在解除吊車和潛器之間的聯系后,它就開始自己往指定區域下潛。如何下潛呢?一方面,潛器自身有重力;另一方面,它配有一塊重約25公斤的下沉壓載鐵。依靠它,“潛龍二號”下潛的速度可達每分鐘40米。
第二步是“遨游”。依靠“魚鰭”和“魚眼”處的推進器,“潛龍二號”可以垂直升降,前進、后退,還能旋轉。這些推進器的主要動力來源是電池。“潛龍二號”配有可運行30小時左右的一次性電池組和運行10小時的可充電式電池組。這些可是它最重要的能量來源。
在海底遨游的過程中,“潛龍二號”會用它身上帶的測深聲納、海底照相機、熱液異常探測系統等寶貝,對著事先規劃好的區域進行拍攝或掃描。
當然,在旅程中不可能一帆風順。如果遇到復雜的地形地貌,“潛龍二號”會主動避險。這靠的是它“魚嘴”處的前視聲納。這是一種成像聲納,就是能把采集到的數據轉換為圖像,以此來識別障礙和周圍環境,采取避讓策略。在解除危機后,“潛龍二號”會自動回到原先規劃的路線上,繼續航行。
如果在旅途中遇到一些磕磕碰碰,或者遇到一條大魚的“襲擊”,把它碰壞了又該怎么辦呢?“潛龍二號”還會給自己“看病”——通過傳感器和執行機構,對損壞程度進行自我檢測,并根據故障的等級采取不同的應對方案。如果損壞的程度已經影響到繼續執行任務,它就會自動結束作業,上浮回來;如果故障輕微,不妨礙作業,則可暫時帶“病”工作。
第三步是上浮。任務完成后,“潛龍二號”會自動拋掉那塊上浮壓載鐵,讓自己的重量小于海水的浮力,以每分鐘 40米的速度上浮。
第四步是回收。當“潛龍二號”上浮至海面后,它搭載的定位系統會自動將位置發送給母船。操作人員就可以用遙控器控制推進器,讓它慢慢“游”到母船周圍,再通過掛鉤或拋繩回收到母船上。
至此,“潛龍二號”的一次“海底遨游之旅”就完成了。相信在不久的將來,它將會為我們帶來更多來自海洋深處的“絕密情報”!