神奇的大海中有着如此多的谜案,等待着人类去破解。可是在深海中,有着巨大的海水压力和各种未知的危险,很多情况下人类还无法涉足这些区域。那么,要想探测海洋之谜,就只能依靠一支“特殊材料制成”的队伍了,这就是——
潜龙二号”是我国首台自主研发的4500米级自主水下机器人。在西南印度洋,它按照预先设计的路线,首次下水开展了整整30个小时的全航程探测,实现了中国深海科考的多个突破。
虽然名字叫“潜龙”,然而这个机器人的模样却是全身金黄,有“鳍”有“尾巴”,全长4.5米左右,活像一条放大版的热带鱼。为了减少阻力,这种自主式潜水器大多设计成回转体式,外观像一艘鱼雷艇一样。但这种造型主要适用于平坦的海底。如果遇到像印度洋海底这种凹凸不平的地形,就需要把它们的外壳做得扁扁的,以减少潜航时水的阻力,同时也更容易回收。
这种造型还能让“潜龙二号”具有很高的抗风浪能力,即使在风大浪高的海面上,它也可以像不倒翁一样“站立”起来,不会“翻肚皮”。通过科学家们用遥控器遥控,它还能在海里简单地游上两圈,自动回到母船身边。
作为一条科技含量颇高的“机器鱼”,“潜龙二号”可谓是全副武装,浑身宝贝。
首先,前后各配1对“鱼鳍”,这是它的推进器。这两对水平舵板就像真正的鱼鳍一样,帮助这条“机器鱼”保持平衡,垂直的舵则像鱼的背鳍,便于掌握方向,让它在水中更自由地航行。
其次,在“鱼嘴”处安装了一个前视声纳,让它能看到前方的物体。如果要看左右两边的物体,就要用装在“鱼眼”部位的水平槽道推进器,让它左右水平移动,再用“鱼嘴”处的前视声纳观看。这样,它就能获得海底地形地貌的详细数据。等它把这些数据传回母船后,将由技术人员对这些数据进行深入处理,还原成精细的海底图像。
“潜龙二号”那条1米长的“尾巴”上安装了海底探测磁力仪。用它轻轻一扫,就能知道被扫过的地区有没有不活动的矿物储藏,有多少,三维结构如何等等信息。
“潜龙二号”还配有一台像素分辨率达 3648×2736 的照相机,可以每隔7秒钟拍摄一张照片。每张照片都会与前后照片有20%的重合,以保证拍摄的“无缝”衔接。最终经过处理,可以形成一张完整清晰的海底图片。
“潜龙二号”身上的各种环境传感器就是它的“耳朵”,一系列智能算法则组成了它的“大脑”。此外,它还带了一些小物件,比如布放回收时用的牵引环、起吊钩,与母船联络的声通讯机、确定海底位置的长基线信标和频闪灯、天线等。
一台水下机器人的工作流程分为“布放——探测——回收”三步走。现在,就让我们来看看“潜龙二号”的探险历程吧!
第一步是入水。这需要由操作人员通过吊车,把它放到水中。在解除吊车和潜器之间的联系后,它就开始自己往指定区域下潜。如何下潜呢?一方面,潜器自身有重力;另一方面,它配有一块重约25公斤的下沉压载铁。依靠它,“潜龙二号”下潜的速度可达每分钟40米。
第二步是“遨游”。依靠“鱼鳍”和“鱼眼”处的推进器,“潜龙二号”可以垂直升降,前进、后退,还能旋转。这些推进器的主要动力来源是电池。“潜龙二号”配有可运行30小时左右的一次性电池组和运行10小时的可充电式电池组。这些可是它最重要的能量来源。
在海底遨游的过程中,“潜龙二号”会用它身上带的测深声纳、海底照相机、热液异常探测系统等宝贝,对着事先规划好的区域进行拍摄或扫描。
当然,在旅程中不可能一帆风顺。如果遇到复杂的地形地貌,“潜龙二号”会主动避险。这靠的是它“鱼嘴”处的前视声纳。这是一种成像声纳,就是能把采集到的数据转换为图像,以此来识别障碍和周围环境,采取避让策略。在解除危机后,“潜龙二号”会自动回到原先规划的路线上,继续航行。
如果在旅途中遇到一些磕磕碰碰,或者遇到一条大鱼的“袭击”,把它碰坏了又该怎么办呢?“潜龙二号”还会给自己“看病”——通过传感器和执行机构,对损坏程度进行自我检测,并根据故障的等级采取不同的应对方案。如果损坏的程度已经影响到继续执行任务,它就会自动结束作业,上浮回来;如果故障轻微,不妨碍作业,则可暂时带“病”工作。
第三步是上浮。任务完成后,“潜龙二号”会自动抛掉那块上浮压载铁,让自己的重量小于海水的浮力,以每分钟 40米的速度上浮。
第四步是回收。当“潜龙二号”上浮至海面后,它搭载的定位系统会自动将位置发送给母船。操作人员就可以用遥控器控制推进器,让它慢慢“游”到母船周围,再通过挂钩或抛绳回收到母船上。
至此,“潜龙二号”的一次“海底遨游之旅”就完成了。相信在不久的将来,它将会为我们带来更多来自海洋深处的“绝密情报”!