海上的“东方红”
2024-10-08 00:00宋振杰
百科知识 2024年18期
提起“东方红”这三个字，想必大家一定很熟悉，特别是中华人民共和国成立以来，“东方红”这三个字被赋予了特殊的意义。最初的“东方红”是作为一首陕北民歌出现在大众视野里的。1957年，中央人民广播电台播放了由编钟演奏的《东方红》后，该曲开始在中国大地广为流传。1958年，中国第一台履带式拖拉机也被冠以“东方红”之名，它的诞生拉开了中国拖拉机工业生产的序幕。1970年，中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射，《东方红》乐曲也在太空中奏响。但是你知道吗，除了陆地和天空之外，海上也有“东方红”的身影，那就是中国海洋大学的“东方红”系列科考船。接下来，我们就来聊一聊这抹特殊的海上“东方红”。
代代相传的科考船
早在1952年，我国著名海洋物理学家赫崇本就发出呼吁，希望国家能自主建造一艘综合科考实习船，赫崇本先生曾在当时海洋科学技术最先进的美国斯克里普斯海洋研究所学习，深知“海洋研究的基础是海洋调查，没有海洋调查就没有海洋科学”。该建议在1960年获得国家计划委员会的支持，历经资金不足等困难，通过多方奔走，2500吨级的“东方红”船终于在1965年建成。该船交付山东海洋学院安全运行长达30年，为我国取得了上百万个观测数据和样品，提升了我国海洋综合研究能力，于1996年光荣退役。山东海洋学院改建为青岛海洋大学（今中国海洋大学）后，学校延续老一辈海洋科考人使命，于“东方红”船退役同年建成了3500吨级的“东方红2”船，使其继续发挥海上综合流动实验室的作用。
2013年，中国海洋大学立足国家建设海洋强国的需求，瞄准深远海国际科技发展前沿，拟建造“东方红3”船，教育部于当年9月批复了该船的建设。2019年5月，由江南造船（集团）有限责任公司历时6年建造的新型深远海综合科考实习船“东方红3”船正式交付使用。它是一艘5000吨级、具有全球无限航区、多学科交叉综合作业能力的科考船，是一艘融国家深远海科学研究、高新技术研发应用和人才培养于一体的“旗舰船”，在我国对深海大洋进行综合探测、研究、开发、利用和保护的过程中，这艘船可以陪伴无数海洋科学家、工程师乘风破浪前行。
青出于蓝的性能
“东方红3”船由教育部投资6.898亿元建造，突出了中国特色，彰显了21世纪中国海洋学研究的世界水平。该船长103.8米、宽18米，设计吃水深度5.7米、总吨位5602吨，最大航速15节、经济航速12节，续航力15000海里，自持力60天，可驶往全球无限航区，具备CCS DP1级别的动力定位功能，即可以不依靠船锚，实时确定船头、船尾动态位置并保持相对恒定。船舶的综合性能达到国际同类船舶的领先水平，其先进性还包括以下几方面。
该船是国内唯一获得挪威船级社（DNV. GL，世界最大的船级社之一）全球最高静音等级-静音科考级（SILENT-R）证书的科考船。挪威船级社提供的海洋行业认证受各国广泛认可，该证书可证明中国自主研发的船舶静音能力已达到世界顶级水平。当时，国际上获得该证书的科考船共有四艘，其中“东方红3”船的总吨位最大。海洋科考船的静音等级之所以如此重要，是因为在探测浩瀚海洋的过程中，经常要用到各种声学设备，如单波束、多波束测深仪。船舶的静音特性不仅能够大大提高船载声学设备的信噪比，从而更好地发挥出声学设备的性能，而且也能获得更真实、准确的数据，同时还能为船上辛勤工作的科考人员提供一个良好的工作和休息环境。
“东方红3”船核定载员110人，是同等吨位定员人数最多的科考船。这一特性不仅可以满足相关研究机构在人才培养过程中的需求，在执行大型综合共享航次中更能发挥出不可替代的独特优势。
船舶有效作业面积大，空间利用率高。“东方红3”船共有3个通用实验室和15个专业实验室，总面积达600平方米，能完全满足海洋多学科样品现场测试分析需求；其甲板作业面积600平方米，是同等吨位科考船中有效使用面积最大的。在5000吨级科考船上，“东方红3”船创造性地实现了载员人数和科考使用面积的最大化，远优于德国8000吨级、英国和澳大利亚6000吨级科考船的承载能力。
船舶自动化程度和信息集成度高。除了可节省人力资源，实现“一人桥楼，无人机舱”外，“东方红3”船还可通过强大网络系统，把科考信息屏、实时视频监控数据接入驾驶室，方便科学家、船长和实验室主任在驾驶室的科学角开展现场讨论和交流，更好地服务海上科学考察工作。
满载而归，硕果累累
自2019年5月30日投入使用以来，“东方红3”船已正式服役5年。在这5年时间里，其航迹遍布渤海、黄海、东海、南海和西太平洋海域，安全航行22余万海里（约等于41万千米，相当于绕地球10圈），圆满完成深远海科考航次21次、近百项国家重大科考任务。除此之外，“东方红3”船还承担了中国海洋大学等涉海院校的本科生实践教学和研究生认知实践工作，累计培养学生4000余人，为我国海洋科学研究和海洋专门人才培养做出了重要贡献。
“东方红3”船交付即运行、交付即作业，实现了建造、交付、作业的无缝衔接，迄今为止，国内科考船领域未曾达到这样的工作成效。运行5年来，“东方红3”船取得了各种开创性成果。
海底钻“芯”
2019年6月，“东方红3”船科考海试期间，于东沙群岛以东水深2500米海域，使用30米大型重力活塞取样器成功获取了长度为23.6米的柱状沉积物样品，创造了该类型设备的取样长度纪录。重力活塞取样器主要依赖重锤的自由下落来冲入沉积物中，通过活塞的抽吸作用，抵消沉积物与取样衬管之间的侧壁摩擦力，进而将沉积物抽入管内。其特点是样品质量高，品质接近于原位取样，可以获得维持原始结构的沉积物样品。“东方红3”船的重力活塞取样器采用高强度不锈钢材质，外部喷涂特氟龙减小摩擦力，取样衬管为加厚PVC管，长度与取样管匹配，两端通过螺纹连接，并配有专用PVC密封胶。为了方便取出样品，船上还为其配备了一套专用液压样品推出器。
“东方红3”船长柱状沉积物取样成功，为我国海洋沉积动力学和古环境演化等领域的研究提供了更深、更可靠的实验样品，有效改善了我国高质量长柱状沉积物研究样品匮乏的情况。
深渊取“样”
2020年6—7月，“东方红3”船首次执行了马里亚纳海沟航次，成功对具有万米水深性能的船载科考设备进行了测试，测试区最大深度超过10900米。为了实现全海洋水深探测和取样，船上配备了最大探测距离可达12000米的单波束和多波束测深系统、两台缆绳长度同为12000米的取样绞车。这次测试达到了预期效果，检验了“东方红3”船在万米水深海域开展长时间、连续集中极限深度海试作业的能力；获取了大量深度为10500米的海水样品和连续温盐剖面资料，取得了目前已知地球最深处—挑战者深渊底部长达7.6米的柱状沉积物样品。
一国重“器”
作为新一代的深远海综合海洋科考实习船，“东方红3”船肩负的一个重要使命就是试验应用于深海大洋的仪器设备。船上配备的大负荷海工级吊机和A型架安装在后甲板，配合甲板铺设的地脚螺栓矩阵和通用集装箱脚等辅助装置，便于进行大重量深海仪器设备的布放和回收；船上实验室技术团队涵盖学科门类齐全、经验丰富，可以现场解决仪器设备在海试各环节中遇到的技术难题。作为重要的载体和支撑平台，“东方红3”船的这些硬件设施和人员队伍保证了我国首台万米级滑翔机（Glider）和首台万米级大重量无人自主潜航器（AUV）的海试成功。
无人自主潜航器是一种具有人工智能、可按预定程序适应环境变化运行的潜航器。相较于有缆无人潜航器，无人自主潜航器具有活动范围更大、可潜入更深海域、对复杂的海底环境有更强适应性等优点，可用于水下考古、情报搜集、油气勘探、海洋工程、铺设海缆，等等。要搭载这种大型潜航器，它的母船必须具有足够大的吨位，“东方红3”船完全能达到这一标准。
青岛海洋科学与技术试点国家实验室（现崂山实验室）与天津大学共同研发的万米级“海燕—X”水下滑翔机共获得万米水深剖面3个，最大下潜深度10619米，刷新了水下滑翔机下潜深度的最新世界纪录。由中船七一〇所万米AUV技术团队研制的国内首个全海深无人自主潜航器的最大下潜深度已达到10218米，表明我国全海深无人自主潜航器研制水平已跨入世界先进行列。
大洋布“网”
“东方红3”船配备了不同规格的科考操控支撑系统和600平方米的有效甲板作业面积，为多套潜浮标的布放和回收提供了坚实的保障。目前，南海和西太平洋共享航次已经成为“东方红3”船每年都会执行的规范化和业务化航次。依托“东方红3”船，我国已建成了南海潜标观测网和西北太平洋黑潮延伸体观测系统。
日出东方海映红
三代“东方红”科考实习船的吨位从2000～3000吨级跃升到5000吨级，其综合科学考察能力也从近岸、近海提升到深海大洋。三代“东方红”科考实习船在不同的历史时期诞生，从规模到功能，一代比一代先进，是中国海洋科考船发展史的缩影和见证。它们的设计和建造水平，也引领着每一个时期中国科考船的综合水平，是我国海洋事业发展的标志，也是其建设者中国海洋大学的骄傲。从1965年至今，作为特殊的“海上流动大学”，“东方红”系列科考船已成为我国海洋人才培养的重要实践基地，在海洋教学、科研及人才培养方面发挥了极大作用，为国家海洋科教事业和海洋强国建设做出了重要贡献，孕育了独具特色的“东方红”文化和“不畏艰险、探索不已、勇于超越、敢为人先”的“东方红”精神。
【责任编辑】龚 婷
