珠海造無人船 為雪龍號探路

廣東造的無人船首次進入南極海域。受訪者供圖

我國第五個南極科考站———羅斯海新站，前不久正式在恩克斯堡島（又稱難言島）奠基。按計劃，新站建成還需要4年時間。而這座考察站的調研選址，早在幾年前就開始了。去年11月，中國第34次南極科學考察正式啟動。此次考察任務中，一艘來自廣東珠海的無人船尤為吸引眼球。作為「雪龍」號未來靠泊碼頭的探路先鋒，這個由珠海雲洲智能科技有限公司參與研發的「極行者」號無人船，在恩克斯堡島惡劣的自然環境下，工作總時長近4 0小時，完成了5平方公裏海域多波束全覆蓋海底地形測量，不僅填補了該區域的數據空白，也為船舶航行和新站建設提供基礎空間地理信息數據支撐。

中國第五個

南極科考站建設啟動

2017年11月8日，中國第34次南極科學考察隊，乘坐「雪龍」號極地考察船奔赴南極羅斯海，開啟中國新一個南極科考站的建設。這是繼長城站、中山站、崑崙站、泰山站之後我國建設的第5個南極科考站，也是我國在南極建設的第3個常年科考站。

考察隊由來自80餘家單位的334名隊員組成，在此次考察中，充分利用船基、冰基、海基等平台，通過陸地-海洋-大氣-冰架-生物多學科聯合觀測，開展羅斯海西岸我國第5個南極考察站建設的前期工作以及國家南極觀（監）測網建設、海洋環境保護調查、站區環境整治等重點工作。

根據之前幾次南極科考的綜合觀測環境評估之後，科考隊會預選大致範圍，做實際地形勘察。羅斯海新站前期準備工程，是此次南極考察的重要任務。2017年12月初「雪龍」船首次抵達恩克斯堡島，用直升機將340噸物資部署上島；2018年1月中旬「雪龍」船從中山站返回恩克斯堡島後，將建站工程機械和重型物資運輸上島，隨即開始了新站臨時建築的建設。

廣東造無人船

首次進入南極海域

雲洲智能工程師梁長信在去年7月，入選了中國第34次南極科學考察隊伍。他帶了兩條無人船，登上極地科考船「雪龍」號。這兩條船在此次科考實際工作中代替人工海洋測繪，為我國在南極新建站貢獻一份科技力量。這也是廣東造的無人船首次進入南極海域。梁長信回憶說，「我們在2017年10月直接從廣州出發到紐西蘭，『雪龍』號到紐西蘭補給，包括我在內的26名考察隊員在這裡登船，隨後我們在12月2日進入南極圈。」

國家海洋局南海調查技術中心（以下簡稱中心）是本次南極科考無人船兩個項目的負責單位，其與雲洲智能前期成立了無人船研發重點實驗室，開展了大量的科研和應用試驗。「（碼頭）水不能太深，海谷要足夠寬闊，保證船能掉頭，不能擱淺；風浪也不能太大，要保證船的穩定。當時『雪龍』號是無法靠岸的，有一艘船和直升機來回卸貨。無人船控制站就在『雪龍』號上面，人在船上操作即可。」

過去沒有無人船的時候，需要人工駕船，存在一定風險，而且探測區域僅限於航道位置，其他區域尚屬空白。無人船的使用能夠節省人工，使用電、柴油成本也低。據悉，此次無人船的具體任務包括測量水深、海底地貌、水流、潮汐，其中，了解水流方向與建設科考站水循環系統有關；觀測潮汐，確定海水水位最高點與科考站設立的海拔有關，避免被海水淹沒，這些都是在為新建站臨建碼頭做準備。

無人船工作要看天

天氣不好一天只工作2小時

「雪龍」號此次承載了200多項任務，想要協調好無人船測繪的時間、內容並不容易。科考隊被分為4個隊，「雪龍」號上有兩個隊，梁長信所在的隊是新建站的保障項目，做無人船海洋測繪。「每一個項目對人員、設備限定比較嚴格，每個項目只有2-3個人參與；其次設備要高度集成，不能到現場現裝，從7月接到任務到11月出發，團隊協調了十幾次，只因測繪任務必須在限定的時間內完成。」

羅斯海新站沒有碼頭，「雪龍」號多數時間停靠在中山站，無人船海洋測繪隊伍只能抓住「雪龍」號在新建站卸貨的時間作業。「『雪龍』號到了恩克斯堡島卸貨用了近5天，然後去中山站，完成對應項目，十天以後又回到新建站，停留了近3天。」梁長信說，第一次他所在的隊伍測了3 .6平方公裏海域，兩次總共測了近5平方公里的海域。

「極地天氣不好，無法預料，船起吊時還風平浪靜的，等船下水後風雪就都來了，氣溫也降下來了。」恩克斯堡島附近風多，無人船工作要看天氣，天氣不好一天只工作2小時，最多的一次連續工作了13小時。在短短的20多天里，科考隊新站建設隊27名隊員克服嚴酷的自然條件和工具有限帶來的種種困難，「人歇機不停」連續施工，完成了考察站臨時建築和臨時碼頭的搭建等工作，為新站建設奠定了基礎。

揭秘

對抗南極嚴酷氣候

無人船有哪些看家本領

風、水流都會帶來大量的浮冰，可能會將無人船撞離原有軌跡或撞壞，給無人船測線帶來一定困難。測線是無人船在水上的看家本領，即船按照預定規劃的路線在水上來回走直線，搭載其內的感測器可對海底地形掃描，由此拼成整塊的海底地形圖。「無人船經常撞（隨機漂來的冰塊），但小的浮冰不會影響它正常工作，而且我們設計的球鼻艏可以緩衝。」梁長信說，除了船身的設計，南極無人船採用的是全自動操作，循線精度依賴於人工智慧和高級演算法，應對現場突發情況依靠無人船的自主避障系統和人工干預。

南極氣候嚴酷，瞬間的陣風風速可達到40米/秒，雖然當時處在極晝，但氣溫可達零下14攝氏度左右，無人船長期在低溫環境下作業，船體的結構強度受到比較大挑戰。據介紹，「極行者」第二代的船在材料方面有了改進，從複合材料換成鋁合金，「鋁合金韌性比較好，發生剮蹭頂多是變形，但是船體不會『失效』（用不了）；如果損傷比較嚴重，可以通過切割和焊接修補。」此外，受到低溫的影響，電動船的作業時間比常態縮短，他們還預備了只有在零下35度才會結冰的柴油。

出品：南都采編指揮中心

統籌：南都科學新聞工作室

主持：陳養凱

采寫：南都記者 張伊欣 張志韜 實習生 吳雨虹

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