海洋勘探技术的迅猛发展让我们得以窥探海底的广袤世界。虽然海洋覆盖了地球表面的70%,但超过80%的海洋尚未被开发。自20世纪60年代起,全球掀起海洋勘探的热潮,但深海探索一直面临诸多挑战。现今,随着障碍减少,国际社会的探索力度不断加大。
海洋勘探面临的难题主要来自于高昂的成本和技术难度。深海探索用的机器人必须能够抵抗极深水域产生的高压,具备无需频繁维护的能力,并抵御海水的腐蚀性。
深海的极端压力是一个主要挑战。平均而言,海洋深度约为3700米,这里产生的压力是海面压力的300倍以上。在最深的海沟,深度达到10900米时,压力更是超过海平面压力的1000倍。用于探索的设备需能承受如此巨大的压力,载人潜水器尤其需要保持稳定的内部压力。虽然耐压船体能够有效抵御外部压力,但通常会占潜水器总重量的三分之一,限制其性能。直到不久前,深海的巨大压力还阻碍着深渊的探索。
长距离的深海探险需要潜水器具备长时间的自给自足能力。主要用于深海勘探的机器人分为三类:人类操作航行器、远程操作航行器及自主水下航行器。HOV是可载人操控的,而ROV则通过船上远程控制,AUV则是全自主运作,任务结束后返回地面方便数据分析。
尽管HOV让科学家能直接探访深海世界,但其水下工作时间相对较短,通常只有5小时左右。而ROV可以持续工作更长时间。有时,HOV的部署前会先利用ROV进行区域勘查,以获取重要的初步信息,从而提高HOV任务的成功率。
海水本身的腐蚀性也是深海探索中的一大挑战。电化学反应导致金属腐蚀,因此,现代潜水器普遍采用聚合物材料在设备和海水之间形成保护层,以防止腐蚀发生。
虽然HOV技术在进步,但ROV在深海中的应用更为广泛,因为它们操作简单且安全。美国国家海洋和大气管理局利用“深度发现者”D2进行深海探测,D2能下潜到6000米深并配备先进摄像设备和机械臂,能从海底收集样本并提供高清晰度的影像资料。
责任编辑:吴玉蓉 K1365