“科學號”--海上移動實驗室
文章來源：文獻信息中心 | 發布時間：2016-02-24 | 【打印】 【關閉】
科學號海洋科學考察船由中國船舶及海洋工程設計研究院設計，武昌船舶重工有限責任公司建造，中國科學院海洋研究所作為法人單位；以“專業運行、開放共享”的管理模式運行。“科學”號在技術和建造方面整合了當前海洋科學考察多學科、多領域的先進裝備和信息技術集成，可進行高精度長周期的動力環境、地質環境、生態環境等綜合海洋環境觀測、探測以及保真取樣和現場分析，被稱為“海上移動實驗室”。
該船于2010年10月28日開工建造，2011年11月30日下水，2012年5月28日進行了傾斜試驗，2012年6月14~20日進行了海上航行試驗。截至2015年3月該船已航行逾5萬海里，航次涉及南海成因演化、南海北部冷泉區及沖繩海槽熱液區生態系統調查、西太平洋地質、氣候及海山環境調查。
1、基本信息
總 長：99.8米
型 寬：17.8米
吃 水：5.6米
排 水 量：5027.9噸
航 速：12節
續 航 力：15000海里
科考定員：49人
母 港：青島
2、探秘“海上寶馬”的秘密武器
“科學號”船長隋以勇曾說，“科學號”性能強大，感覺像是在開“寶馬”，這引起了大部人的興趣，下面就讓我們深入“寶馬”內部，一探究竟。
（1）動力定位系統
動力定位，可以理解為“動中取靜”，通過不斷地修正自己的位置來保持“定位”。“科學”號上的動力定位系統，依托于差分衛星定位導航系統（DGPS）以及水下定位裝置，給船舶動力定位系統提供信息和指令，通過主推進系統和艏側推裝置，使其自動調整和隨時保持船舶艏向和位置。
（2）吊艙式電力推進系統
吊艙式電力推進系統，全稱是“永磁電機吊艙式全回轉無舵漿電力推進系統”。它的推進電機不在船體中而是在水下，與螺旋槳做成一體，也沒有船舵。整個吊艙式推進器可以水平方向旋轉360°，就像現代軍用飛機發動機使用矢量噴口一樣，可以通過旋轉吊艙的方向來調整航行方向。
吊艙式電力推力系統與傳統的柴油驅動不同，吊艙式電力推進系統是將船舶上所有設備、設施使用的能源都用“電”來控制，形成一個統一的用電系統；同時將這個用電系統與船舶的發電機進行全智能化聯結，就像變頻空調，根據需要用電，這樣極大地減少了柴油的消耗，又降低了船舶的噪聲和震動。
（3）推進器
大家肯定會好奇“科學號”這個重達5000噸的“鋼鐵巨人”為何能夠在不借助外力的條件下，僅依靠自身能力輕盈地在原地旋轉，抑或是橫向移出碼頭？這完全得益于船尾的兩個巨大的推進器。打破以往船舶舵是舵，槳是槳的常規設計，“科學”號開創性地將兩者相結合，形成舵槳合一的強大推進器，360度自由旋轉的槳與前方兩個艏側推合力，就可以實現“科學”號不受船頭方向的限制，橫向、斜向、進退自如地向任何方向推進，操縱起來如同玩“碰碰船”一樣輕便。
（4）海洋大氣和海氣通量觀測平臺
一眼望去，“科學”號船艏部向斜上方伸出的一個部件非常引人注目，它叫船艏桅，也被科學家們稱為“科學桅”。在艏桅上面，是海洋大氣和海氣通量的觀測平臺。海氣通量是指在單位時間內、單位面積上，海洋和大氣之間發生的物質（水汽、二氧化碳等）及能量交換的量。海氣通量平臺是測量垂直方向上數據的觀測設備，它的換能器和水面的距離不能低于15米。這個平臺之所以設計在船的艏部并做成向斜上方傾斜的形式，主要是因為這個位置對海洋大氣和海氣通量觀測的干擾和影響最小。通過這個平臺，科學家們可以向船艏下方放置換能器，實時測量海洋和大氣之間物質、能量交換的參數。
（5）升降鰭板—獲取更精確的水下測量數據
“科學”號的最大亮點，就是安裝了國內首次研制的升降鰭板裝置。
在船的中心位置，有兩個可以升降的鰭板，可以通過“通海井”直接到達船底下方的海水中。鰭板里面裝了魚探儀、海流探測器、淺海多波束聲學探測器等設備。船在正常航行時，鰭板收回到與船底平齊的位置，以減少航行阻力。同時，有了這個升降鰭板，在出海后也可以很方便地進行換能器的維修和更換，而不必回船塢修理，由此節省了大量的維護成本。
（6）水下纜控潛器
為了滿足海上綜合科考的需求，“科學”號在設計建造時就為不同領域的學科提供了必要裝備。總面積達 670 平方米的實驗室，為科學家們提供例如地質、化學、生物等樣品的現場處理場所及設備。在科考船船底安裝有可置放探測儀器的升降鰭板，以及準確測量海底地形地貌的多波束深海探測系統；船左側搭載可深入 4500 米深的 ROV 水下機器人；船右側可吊潛水樣采集器，船尾可以布放各種海底探測設備，它們之間互不干擾，可以同時操作，可謂十八般兵器樣樣俱全。其中ROV 是“科學”號設計之初最重要的“武器”裝備之一，是專為科考船量身定制的無人纜控水下機器人，名為“發現號”。母船“科學”號會用一根類似臍帶一樣的電纜將“發現號”安全護送到海底4500米以內的任何地方。通過機器人身上裝載的六臺高清分辨率的“大眼睛”，我們可以從不同角度近距離觀察海底的模樣；利用它那對靈活的“手臂”，可以幫助科學家們采集所需的各種深海樣品。
面對瞬息萬變的海洋氣候，一艘先進安全的船舶必不可少。 “科學”號因超前的設計理念，卓越的船舶性能，盡顯了綜合考察船的獨特魅力，為海洋科技工作者提供了大展拳腳的舞臺。
3、光輝事跡
（1）首航大捷
2014年5月12日，“科學”號海洋科學綜合考察船完成首航，順利返回青島奧帆基地 碼頭。“科學”號此行對熱液區及鄰近區域地形地貌信息、水體、沉積物、生物等樣品以及水文和流場數據進行了系統采集。共完成25個站位的地質采水和生物采水作業，獲得了水體不同層位的深度、溫度、鹽度、溶解氧、甲烷、濁度等理化環境參數；獲取熱液噴口及鄰近區域大型海洋生物樣品1400余頭，種類超過50種，并從熱液區底層水、沉積物、巖石及大型生物樣品中現場分離培養超過300株微生物；采集硫化物、巖石和沉積物等地質樣品30多個。科考隊員對西太平洋熱液區海域物理化學環境進行了全面調查，成功在沖繩海槽區域找到活躍的熱液噴口（海底“黑煙囪”），并利用深海ROV對熱液噴口近海底進行了現場原位觀測和取樣分析，對深海極端環境生態和生命過程進行了探索。
（2）給海底量體溫
科學"號科考船2015年2月9日在西太平洋雅浦海溝附近海域投放熱流探針，以獲取海底熱流信息。科研人員將其比喻為給海底"量體溫"。
“量體溫”所使用的"體溫計"是一根7.5米長、自重965千克的熱流探針。從"科學"號后甲板處由鋼纜放入海底后，憑借額外增加的500千克配重，這支"體溫計"可以豎直插入洋殼表層，也就是億萬年來形成的海底沉積層中。
當熱流探針的姿態滿足條件時，探針上的22個溫度傳感器會被自帶電源瞬間加熱，并記錄降溫過程中每秒溫度值。回收后，根據傳感器獲得的海底沉積物原位溫度梯度和熱導系數，可以推算出海底熱梯度的分布情況。
（3）開創世界紀錄
2015年11月15日，“科學”號完成了熱帶西太平洋主流系和暖池綜合考察航次，該航次開創了單一科考航次布放、回收深海潛標套數和觀測設備數量最多的世界紀錄，并在熱帶西太平洋“科學”號初步建成熱帶西太平洋潛標觀測網 。
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