2019年1月31日，在位於(yu) 青島西海岸新區的母港熱鬧非凡，我國科考船“科學號”在完成2018年第6次西太平洋綜合考察航次後，順利返航。曆時74天，航程12000多海裏，這是“科學號”首航以來離開國內(nei) 航程最長、時間最長的一個(ge) 航次。

　　科學號是我國新一代海洋綜合科考船，從(cong) 2010年開工建造，2015年通過國家驗收並正式投入使用，到現在已經成功搭載20多個(ge) 國家級科研項目。那麽(me) ，科學號科考船的獨特之處究竟在哪裏呢？

　　我國現有自主設計的海洋科考船大都是瘦長型的。由於(yu) 船窄，在海洋科考活動中很容易受風浪等外部作用力的影響，這樣一來海上作業(ye) 受海況的製約就會(hui) 很大。而“科學號”從(cong) 外觀上來看，應該屬於(yu) “微胖”型的。

　　設計人員特地把科學號設計成了“短寬型”的船體(ti) 結構。它雖然隻有99.8米長，但寬度卻有17.8米，這對於(yu) 一艘科考船來說，就是一個(ge) “小胖子”。這樣的結構，相對增加了海上作業(ye) 的穩定性和船體(ti) 的結構強度，並最大限度地照顧了船型尺度比例和型線的優(you) 化。

　　科學號的駕駛室，給人的第一感覺就是通透明亮，從(cong) 室內(nei) 向外360°都可以遠近觀望，可以說，科學號的設計開啟了我國科考船造船業(ye) 的先河。科學號建設項目總工藝師隋以勇說：“一開始，設計人員並沒有想著搞成360°的可環視駕駛室，是在我們(men) 的建議下才改的。從(cong) 駕駛室就能直觀地看到後甲板上的工作情況，有利於(yu) 駕駛台的指揮和操控。另外，科學號也可以把駕控台轉移到後甲板作業(ye) 區，這也完全是為(wei) 了後甲板開展科考工作的方便。”

　　站在駕駛室環顧全船可以發現，與(yu) 一般船相比，科學號的前甲板麵積出奇的大。其實，這是為(wei) 了給海上作業(ye) 留有更大的空間。一般船的前部看到的都是各種停泊時用到的設備，而科學號科考船前部的各種設備都遮蔽到作業(ye) 甲板以下，既保護了停泊設備，也增大了前甲板麵積，便於(yu) 攜帶安裝更多的科考設備，方便作業(ye) 。另外，在前甲板上畫有一個(ge) 黃色的大圓圈，這是為(wei) 直升機預留的懸停位置。如果在後甲板預留這個(ge) 位置，就會(hui) 擠占使用麵積，減少科考設備的攜帶。

　　科學號上“寸土寸金”。對於(yu) 一次可以繞地球大半圈、不需要補給就可以自持60天的科學號來說，增大有效麵積、多攜帶科考設備儀(yi) 器，就可以更多地規劃科學考察項目。一般的船隻，前桅杆都用於(yu) 懸掛前桅燈和錨燈、錨球，而科學號上的設計則賦予桅杆更加合理的內(nei) 容，設計人員解釋說：“我們(men) 把桅杆設計得又高又大，在上麵裝有探測大氣的設備，因為(wei) 船頭是最先接觸海上氣流的，並且是離船上煙囪最遠的地方，空氣也最純淨。”

　　在科學號上，分別配有幹性實驗室和濕性實驗室，它們(men) 互不影響。在幹性實驗室裏，通過儀(yi) 器設備可以對一些樣品做分析和數據處理。濕性實驗室則用來處理一些海水中的取樣，例如動植物，或者對海底岩石類樣品進行分析。因為(wei) 剛出水時及時做測試，可以更加準確地了解樣品的特性。

　　此外，科學號上還設計了一個(ge) 中心儀(yi) 器室。它是船上科學實驗的指揮中樞。在這裏可以通過視頻看到各個(ge) 實驗室、甲板等場合的科考工作場景，也可以看到駕駛室裏的情況，比如雷達、電子海圖、實時監控等等。船上的指揮者往往是首席科學家，他們(men) 根據需要會(hui) 向船長要求科考船是停止不動還是低速前進，並在這裏向各個(ge) 實驗作業(ye) 發布命令：開始作業(ye) 或停止作業(ye) 。

　　以往國內(nei) 船舶大都是上層建築對稱分布的，把煙囪設計在船的中軸線上，而科學號則是非對稱布局。因為(wei) 科學號把煙囪放到了駕駛艙的左後方。這樣在駕駛台上能直接觀察到後甲板的作業(ye) 情況，便於(yu) 操控船舶配合作業(ye) 。

　　科學號上的這種“玄秘”有很多。它的不對稱說起來有些與(yu) 眾(zhong) 不同，但對科考而言是極大的方便。科學號的首要任務是服務於(yu) 海洋科考，所有的功能到了海上就可以顯露出“英雄本色”。

　　海洋科考船實際上就是一個(ge) 海上流動實驗室，可以對水體(ti) 、大氣、海底等做科學探尋。自然，某一海域的定位探尋就要求船體(ti) 能精確控位。隋以勇介紹說：“依靠GPS定位係統和兩(liang) 套動力係統，科學號在5—6級風的海況下，能夠實現定位精度0—3米、船艏方向正負10°的可靠控位。在深海極端環境航次中，纜控水下機器人在水下長時間作業(ye) 時，科學號動力定位係統可以始終把船位控製在0.3—0.4米的範圍之內(nei) 。”

　　高精度的定位和控製力，讓這位有著30多年出海經驗的老船長無比自豪。新一代科考船除了精確控位，還會(hui) 安裝用於(yu) 探測的精密儀(yi) 器設備。許多儀(yi) 器設備往往對振動、噪聲都有特殊要求。科學號設計人員為(wei) 適應精密儀(yi) 器設備的需求，在國內(nei) 設計了首套升降鰭板裝置。中科院海洋所船舶中心朱萱介紹說：

　　“由於(yu) 船行過程中，船體(ti) 表麵水流湍急，難以滿足科學探測的環境要求。以往的科考船都有置放探測儀(yi) 器的儀(yi) 器艙，固定在船體(ti) 底下。但有很大缺陷，因為(wei) 這不僅(jin) 增加了船舶的實際吃水，而且維護、更換時必須回港在船塢內(nei) 進行。科學號專(zhuan) 門設計了一個(ge) 升降鰭板，樣子像魚鰭。它在深井中可以上下移動，不探測時可把儀(yi) 器艙收回船體(ti) 內(nei) ，探測作業(ye) 時又可以沉到船下水中2.75米處，這樣就提高了探測設備的使用效率。”

　　升降鰭板裝置的設計，使科學號在很大程度上方便了探測儀(yi) 器的保養(yang) 維修，日常的維護可以在船內(nei) 進行，沒有必要非得回到船塢。用船長的話說，不但維護方便，而且還省錢，省時間，提高了效率。中科院海洋所研究員、科學號第一航次首席科學家李超倫(lun) 說起科學號上的設備，頗感自豪，他說道：“科學號深海高技術優(you) 勢，主要體(ti) 現在‘發現號’無人纜控潛水器（ROV）、電視抓鬥等係統的深海高清影像資料采集，與(yu) 深海樣品綜合采集的能力上。”

　　科學號出海科考時，要帶上發現號“無人纜控潛水器”。這是目前我國下潛深度最深、作業(ye) 能力最強的水下纜控機器人。這個(ge) 機器人配置了水下定位係統，配有兩(liang) 種機械手，用於(yu) 水下的精細作業(ye) ，比如抓取貝殼、螃蟹等。機器人上還配備了7個(ge) 深水攝像機，包括兩(liang) 個(ge) 超高清攝像係統。取樣裝置可以在水下長時間、近距離對深海海底物理化學環境參數實時探測，並進行可視化現場取樣。

　　利用水下機器人等先進儀(yi) 器設備，科學號在試航期間就已采集到了大型海洋生物樣本200多種，也采集了大量生物、水體(ti) 、沉積物和岩石樣品。2015年，科學號成功通過驗收並投入使用，這也標誌著我國海洋科考能力邁上了新的台階。

　　在科學號考察期間，曾在西太平洋一處海槽采集到幾塊鵝卵石。看似普通的鵝卵石其實蘊含著高深的科學信息，因為(wei) 一般鵝卵石都在淺海環境中，由較大的水流衝(chong) 刷而成。如今在深海裏發現它，很有可能是板塊運動把它從(cong) 淺海區域帶到了深海區。科學家可以根據采集上來的鵝卵石和珊瑚礁裏的化石，來判斷地球板塊運動的速度。

　　2018年第6次航行的首席科學家汪嘉寧分享了這樣一組數據：本航次實現的6000米水深的數據實時傳(chuan) 輸，是我們(men) 這幾年一直在做的事情，從(cong) 2016年實現1000米，到2017年3000米，到如今實現6000米，我們(men) 能夠實時觀測深海的深度和密度都在逐步提高，增強了我國對於(yu) 深海探測的能力以及對海洋氣候環境預報的保障。

　　這次航行任務中，還有一個(ge) 重要的突破。在馬裏亞(ya) 納海溝，我國海洋科考人員進行了萬(wan) 米通訊試驗，在那裏布放了一套萬(wan) 米深海潛標，這個(ge) 試驗已經取得了成功。相信在不遠的將來，隨著我國海洋科考技術的不斷提升，可以實現整個(ge) 海洋裏麵萬(wan) 米級大深度數據實時傳(chuan) 輸。

　　在下一期節目中，我們(men) 將繼續走進“科學號”科考船，去認識一位參與(yu) 海洋考察的“女首席”科學家。好了，今天的節目先進行到這裏，獲取更多精彩內(nei) 容可以關(guan) 注《非常科學》官方微信，打開手機微信客戶端搜索“feichangkexue”的拚音就可以找到我們(men) 。我是亞(ya) 楠，下期節目再見。



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