“科學(xué)”號,十年科考在深海
來源:海洋檔案
發(fā)布時(shí)間:2022-12-28
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習(xí)近平總書記在二十大報(bào)告中闡述過去五年的工作和新時(shí)代十年的偉大變革時(shí)談到,基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新不斷加強(qiáng),一些關(guān)鍵核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,載人航天、探月探火、深海深地探測、超級計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航、量子信息、核電技術(shù)、大飛機(jī)制造、生物醫(yī)藥等取得重大成果,進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列。

在走向深海的過程中,“科學(xué)”號海洋科學(xué)綜合考察船的成功研制和交付使用是一個(gè)里程碑。2012年9月,“科學(xué)”號在青島正式交付中國科學(xué)院海洋研究所運(yùn)行管理,拉開了我國從海洋系統(tǒng)視角開展深海大洋研究的序幕,引領(lǐng)了中國海洋科學(xué)調(diào)查由近岸到大洋、由淺海到深海的歷史性跨越。這十年,“科學(xué)”號見證了我國海洋科技事業(yè)迅猛發(fā)展的光輝歷程,也是我國從海洋大國向海洋強(qiáng)國堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)的縮影。

十年來,“科學(xué)”號有豐富的科學(xué)產(chǎn)出。在西太平洋卡羅琳海山發(fā)現(xiàn)的長莖海綿(新種)

圖片由中國科學(xué)院海洋研究所提供


三代科考船,載著中國科學(xué)家走向深海大洋

進(jìn)入21世紀(jì),海洋再度成為世界關(guān)注的焦點(diǎn),海洋的國家戰(zhàn)略地位空前提高。建設(shè)海洋強(qiáng)國,海洋科學(xué)研究是基礎(chǔ)。而科學(xué)考察船是海洋科學(xué)研究的基礎(chǔ)設(shè)施,沒有性能卓越的科考船,海洋研究就只能“望洋興嘆”無從下手。

回顧新中國海洋科考的發(fā)展,可以從科考船的發(fā)展入手。

新中國成立初期,科考船主要經(jīng)由舊船改造而成。1957年,由遠(yuǎn)洋救生拖輪“生產(chǎn)三號”改裝而成的新中國第一艘專業(yè)海洋科考船“金星”號正式入列。以“金星”號為主力船,1958年至1960年開展了新中國首次大規(guī)模全國海洋綜合調(diào)查,摸清了我國海域家底。

“發(fā)現(xiàn)”號ROV抓取深海毛瓷蟹

圖片由中國科學(xué)院海洋研究所提供

20世紀(jì)60年代,開始出現(xiàn)專門設(shè)計(jì)建造的科考船,第一艘2500噸級海洋實(shí)習(xí)調(diào)查船“東方紅”號、3000噸級綜合調(diào)查船“實(shí)踐”號,以及分散到各海洋調(diào)查研究機(jī)構(gòu)的首艘“向陽紅”“遠(yuǎn)望”“科學(xué)”“實(shí)驗(yàn)”“探索”“曙光”“奮斗”“中國海監(jiān)”系列的科考船。這些科考船開始使用先進(jìn)的海洋調(diào)查設(shè)備,在性能、布置以及實(shí)驗(yàn)室與專用設(shè)備的匹配等方面,與舊船改裝的調(diào)查船相比有“質(zhì)”的提高,可以稱之為我國設(shè)計(jì)建造的“第一代海洋調(diào)查船”。這一代科考船承擔(dān)了中國渤海、黃海、東海和南海等近海海洋調(diào)查與專項(xiàng)研究,奠定了中國海洋科學(xué)技術(shù)事業(yè)的基礎(chǔ),其典型代表是1988年獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)的“向陽紅10”號遠(yuǎn)洋綜合調(diào)查船。

“科學(xué)”號首次在西太平洋發(fā)現(xiàn)的深海海蛞蝓(新種)

圖片由中國科學(xué)院海洋研究所提供

20世紀(jì)90年代至2012之前,除自主研制的“東方紅2”號、“遠(yuǎn)望3”號和“遠(yuǎn)望4”號等之外,僅有從國外購買并改裝的“大洋一號”和“雪龍”號。由于這個(gè)時(shí)期的新船數(shù)量有限,距滿足中國海洋科學(xué)快速發(fā)展的實(shí)際需求尚有差距。但無論怎樣,這個(gè)時(shí)期的科考船為“查清中國海、進(jìn)軍三大洋、登上南極洲”奠定了裝備基礎(chǔ),成為我國第二代主力科考船。

“科學(xué)”號在西太平洋海山采集的金柳珊瑚

圖片由中國科學(xué)院海洋研究所提供

2012年開始,中國科考船進(jìn)入“質(zhì)”和“量”的高速發(fā)展期。這時(shí)期以國家發(fā)改委立項(xiàng)支持的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“科學(xué)”號綜合考察船投入運(yùn)行為里程碑,船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)和動力定位系統(tǒng)被逐步推廣,科考作業(yè)和實(shí)驗(yàn)室采用模塊化設(shè)計(jì)、水下輻射噪聲和艙室環(huán)境控制受到進(jìn)一步重視,各種專業(yè)科考設(shè)備如溫鹽深探測系統(tǒng)、全海深多波束探測系統(tǒng)、氣象雷達(dá)等與船舶平臺形成一體化設(shè)計(jì)。

“科學(xué)”號海洋科學(xué)綜合考察船

圖片由中國科學(xué)院海洋研究所提供

據(jù)統(tǒng)計(jì),2010-2021年中國新建海洋科考船的數(shù)量達(dá)30余艘,涌現(xiàn)出一大批世界先進(jìn)水平的科考船。例如,25000噸級的“遠(yuǎn)望7”號圓滿完成“天宮二號”“嫦娥四號”、北斗衛(wèi)星等21次海上測控任務(wù);國內(nèi)首艘、世界第4艘獲得水下輻射噪聲最高等級SILENT-R證書的海洋綜合科考船“東方紅3”號挺進(jìn)國際主流科考船行列;全世界第1艘六纜高精度、短道距地震電纜三維物探船“海洋地質(zhì)八號”使中國站上國際海洋物探領(lǐng)域船型技術(shù)的制高點(diǎn);全球首艘具備艏艉雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船“雪龍2”號成功首航南北兩極,填補(bǔ)了中國極地科考重大裝備領(lǐng)域的空白;國內(nèi)排水量最大、綜合科考性能最強(qiáng)的海洋綜合科考實(shí)習(xí)船“中山大學(xué)”號實(shí)現(xiàn)了直流母排+儲能蓄電池、輪緣永磁側(cè)推、全航速主動式減搖鰭等多項(xiàng)新技術(shù)的集成創(chuàng)新……

70多年來,中國海洋科考船從上百噸拓展到數(shù)千噸、幾萬噸,調(diào)查能力從中國沿岸淺海延伸到深海大洋、南北兩極,調(diào)查內(nèi)容也從單一學(xué)科調(diào)查轉(zhuǎn)化為多學(xué)科多功能多技術(shù)手段的綜合科學(xué)考察。海洋科考船作為最主要的海洋科考裝備,在支撐國家海洋強(qiáng)國建設(shè)中作出了卓越貢獻(xiàn)。


科學(xué)號,最先進(jìn)的海上移動實(shí)驗(yàn)室之一

如前所述,“科學(xué)”號開第三代科考船之先。它是國家發(fā)改委在“十一五”期間布局建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。作為我國新一代先進(jìn)的海洋科學(xué)綜合考察船,“科學(xué)”號擁有自主知識產(chǎn)權(quán),集多學(xué)科、多功能、多技術(shù)手段為一體,是可以滿足海洋科學(xué)多學(xué)科交叉研究需求的現(xiàn)代化海洋科學(xué)綜合研究平臺,具備全球航行能力,技術(shù)水平和考察能力已達(dá)到國際海洋強(qiáng)國新建和在建綜合考察船的同等水平,多項(xiàng)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

例如,“科學(xué)”號采用國際先進(jìn)的吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng),首部配備了2個(gè)首側(cè)推、動力定位滿足CCS DP-1要求并配備綜合導(dǎo)航定位系統(tǒng),一人駕駛橋樓,可實(shí)現(xiàn)在0~15kn無級變速,在低速狀況原地360°回轉(zhuǎn)。該船操縱靈活、甲板作業(yè)空間大,并設(shè)置被動可控式減搖水艙,采用先進(jìn)的減振降噪措施,整體上具備較高的適航性和耐波性。

同時(shí),“科學(xué)”號深遠(yuǎn)海綜合探測與研究平臺突破了我國深海探測與研究領(lǐng)域技術(shù)與裝備瓶頸,開創(chuàng)了科學(xué)目標(biāo)驅(qū)動下的海洋綜合科學(xué)考察船船舶與探測體系高度契合的一體化設(shè)計(jì)理念,引領(lǐng)了我國新一代科學(xué)考察船的建設(shè)。

例如,在國內(nèi)首次建立了宏觀與微觀、走航與定點(diǎn)、梯度與原位相結(jié)合的深遠(yuǎn)海環(huán)境探測技術(shù)體系,突破了10000米深海定點(diǎn)探測、6000米深海探測與采樣、4500米深海精準(zhǔn)探測與取樣、1000米水體剖面走航探測、深海30米長沉積物取芯和20米長巖石取芯等關(guān)鍵技術(shù)。

再比如,具備立體同步精準(zhǔn)開展深海地形地貌、海底環(huán)境、水體環(huán)境的綜合探測和樣品采集的能力,深海近海底地形探測分辨率達(dá)到國際領(lǐng)先的厘米級,實(shí)現(xiàn)了“室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)→海洋移動實(shí)驗(yàn)室→深海原位實(shí)驗(yàn)室”的跨越,實(shí)現(xiàn)了深海探測“下得去,看得清,采得上,測得準(zhǔn),功能全,用得起”的目標(biāo),顯著提高了我國深遠(yuǎn)海探測與研究能力,引領(lǐng)了西太平洋深遠(yuǎn)??茖W(xué)研究的跨越發(fā)展。

十年來,“科學(xué)”號已安全執(zhí)行50多個(gè)海上調(diào)查航次,安全航行2100余天,累計(jì)航程30余萬海里,裝備的“發(fā)現(xiàn)”號水下纜控潛器(ROV)完成了超過300個(gè)海洋科學(xué)考察潛次任務(wù),支撐了包括國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)等課題420余項(xiàng),航跡遍布中國近海、西太平洋、北太平洋、中太平洋等廣袤的海域,實(shí)現(xiàn)了諸多從0到1的突破。

“科學(xué)”號使我國海洋科學(xué)研究從近海邁向遠(yuǎn)海,從淺海邁向深海,為我國開展遠(yuǎn)洋綜合科學(xué)考察研究乃至我國海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施,提供了不可替代的、強(qiáng)有力的能力支撐,是國際上公認(rèn)的最先進(jìn)的綜合科學(xué)考察船之一。


強(qiáng)大“軟實(shí)力”,才能讓每一次科考盡善盡美

提升海洋科考能力,不僅要有好硬件設(shè)施,更要有強(qiáng)大的“軟實(shí)力”作為支撐。

說到“軟實(shí)力”,首先就是要在思想上有引領(lǐng)?!翱茖W(xué)”號強(qiáng)化黨建引領(lǐng),充分發(fā)揮黨員在科考作業(yè)中的先鋒模范作用。每次出海執(zhí)行科考任務(wù)期間,“科學(xué)”號上都要成立航次臨時(shí)黨支部。自2017年以來,中國科學(xué)院海洋研究所相繼在“科學(xué)”號等三艘科考船、總計(jì)38個(gè)航次中成立了臨時(shí)黨支部,涉及76家科研院所或部門、45個(gè)黨支部和黨員643人次。共有3位所黨委委員、6位航次首席科學(xué)家、7位船長擔(dān)任過不同海上科考航次的臨時(shí)黨支部書記,把黨旗插到深海大洋、把黨的戰(zhàn)斗堡壘建設(shè)在科研一線,確保黨建方向無“偏差”,黨建行動無“時(shí)差”,黨建成效無“落差”,為海洋科考保駕護(hù)航。

其次,建立了更加科學(xué),更加規(guī)范、更加現(xiàn)代的船舶管理制度,“科學(xué)”號成為我國建立《國際船舶安全管理體系》為數(shù)不多的科考船之一。

針對科考船自身的特點(diǎn),中國科學(xué)院海洋研究所作為“科學(xué)”號的管理單位,從組織模式、資源配置方式、人事制度和評價(jià)制度等多個(gè)維度入手,形成了一整套規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、符合海洋科學(xué)考察需求和船舶運(yùn)行特點(diǎn)的管理制度,實(shí)現(xiàn)了“船舶更安全、海洋更清潔、船員更專業(yè)”的管理目標(biāo)?!翱茖W(xué)”號是全新一代科學(xué)考察船,具有船舶設(shè)備種類多、電氣自動化水平高、維修難度大的特點(diǎn),這就需要一支高素質(zhì)的船舶管理人員。中國科學(xué)院海洋研究所科考船隊(duì)率先提出了“海上調(diào)查活動中專業(yè)人做專業(yè)事”的口號,培養(yǎng)了一支甲板部、輪機(jī)部及船載實(shí)驗(yàn)室密切配合,技術(shù)過關(guān)、作風(fēng)硬朗的科學(xué)調(diào)查隊(duì)伍,形成了由工程技術(shù)人員完成科學(xué)調(diào)查過程中調(diào)查設(shè)備的操作和基礎(chǔ)樣品采集工作,出??茖W(xué)家更多精力投入樣品處理的高效工作模式,為海洋科學(xué)考察及探測研究提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

再次,要為科研人員提供更好的生活環(huán)境。上一代科考船基礎(chǔ)設(shè)施落后,條件非常艱苦,科學(xué)考察常常需要在海上連續(xù)工作幾十天甚至上百天不能回到陸地,由于沒有充足的淡水供應(yīng),為了保證飲用水安全,科學(xué)家和工作人員常常出海后就不能洗澡;出海后遠(yuǎn)離陸地,沒有手機(jī)信號,與家人幾個(gè)月都聯(lián)系不上;沒有先進(jìn)的冷藏設(shè)施,無法供應(yīng)新鮮的水果和蔬菜;船舶空間狹小,常常幾個(gè)人住在同一房間,共用同一衛(wèi)生間,沒有專用的健身活動室。

“科學(xué)”號不僅擁有先進(jìn)的精密探測設(shè)備為科學(xué)家獲得更多種類的樣品,更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),還能從生活、娛樂、學(xué)術(shù)科研各個(gè)方面為科學(xué)家提供便利服務(wù)。例如,“科學(xué)”號安裝了先進(jìn)的反滲透造水機(jī)和真空造水機(jī),可以滿足80人的用水量,提供24小時(shí)熱水服務(wù),在船上安裝了凈水器,保證大家的飲水安全健康;安裝了全球衛(wèi)星上網(wǎng)系統(tǒng),更加方便與單位和家人聯(lián)系。

應(yīng)該說,這十年,是我國海洋科考最好的十年。如今,我國逐漸發(fā)展形成了以中國科學(xué)院系統(tǒng)“科學(xué)”“實(shí)驗(yàn)”“探索”“創(chuàng)新”系列、國家海洋局系統(tǒng)“向陽紅”“大洋”“雪龍”系列、教育部高?!皷|方紅”系列、中國地質(zhì)調(diào)查局“海洋地質(zhì)”系列和衛(wèi)星測控中心的“遠(yuǎn)望”系列為主要代表的海洋綜合、專業(yè)和特種三大類的中國海洋科考船。

但困難仍在——戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、顛覆性的裝備創(chuàng)新能力仍顯不足、部分關(guān)鍵技術(shù)仍存在“卡脖子”問題。唯有通過科學(xué)規(guī)劃與持續(xù)發(fā)展,通過不懈努力與奮斗,才能建設(shè)出中國日益強(qiáng)大的海洋科考裝備體系,才能滿足中國日益增長的海洋強(qiáng)國建設(shè)需求,為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。



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