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深海科学与工程研究所
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深潜器

HROV Nereus(“海神”号)

文章来源:  |  发布时间:2017-01-17  |  【打印】 【关闭

  

一、简介 

  为了增加对深海的了解,伍兹霍尔海洋研究所的科学家和工程师们与2008年设计了一款更高效、多功能的混合动力潜水器海神号,这款潜水器可以在深海极端环境下进行作业。这台远程遥控潜水机器人以希腊神话中的海神“Nereus”命名,全名Hybrid Remotely Operated Vehicle Nereus海神号(Nereus)是一台混合型遥控潜水器(HROV),能够在世界各地从6000-11000米的超深渊(hadal depths)作业,曾在2009年下潜到挑战者深渊Challenger Deep)。“海神”号是世界上第三个到达马里亚纳海沟底部的潜水器。“海神”号之所以称作混合动力潜水器,是因为它可以以两种方式进行操作。它以远程控制、系缆模式操作、以自由游动的自治模式操作时,可把它变成一台有缆遥控潜水器或无缆自治潜水器。此时,它可以调查海底深度、描绘海底地图,以及拓宽科学家的观察范围。当海神号发现了科学家们感兴趣的东西,它可以返回母船,变成远程操纵潜水器(ROV),即用一根光纤电缆将海神和母船连在一起。海神可以通过这根电缆传递高清晰度的实时视频和接受来自母船上潜航员的命令,采集样品或用机器手臂进行实验。因为能够在这两种操作模式之间切换,海神号能够在洋底执行大量的任务,包括测绘、搜集岩石和沉积物样本、捕捉海底生物、对海底化学物质和还是取样、拍摄照片等。 

二、构造 

  高科技的组件使海神号形体更小,也更轻便,这使海神号可以更长时间地穿梭在更深的海底: 

  1.海神号以ROV的形式作业时,它被一根细如发丝的光纤和母船连在一起。这根光纤可以让潜航员对“海神”号进行更精准的操作,和“海神”号之间形成更好的互动; 

  2.“海神”号使用更轻质的陶瓷来提供浮力和保护电子设备不受海水压力的损害,取代了传统的金属和玻璃材质; 

  3.为了提供能源,“海神”号采用可反复充电的锂电池包,类似于笔记本电脑的电池,每包含有超过2000块电池。  

三、技术参数 

  重       量2800kg 

  有效载荷:45kg 

  最大速度:5.56km/h 

  电     池:可充电锂电池,15kW·h 

  推 进 器:前后各一个,垂直方向2个,水平方向1个(ROV模式) 

                 前后各一个,垂直方向1个(AUV模式) 

  灯     光:可调节亮度的LED阵列,频闪灯 

  机器手臂:卡夫遥操作机器人 系统7号功能液压机械手 Kraft TeleRobotics 7-function hydraulic manipulator 

  声     纳:扫描声呐,前方和侧向的,675KHz 

  传 感 器:磁力仪,CTD(测量电导率、深度、温度)  

四、科学任务 

  1.采集岩芯样品:采集海底沉积序列保存相对完好的沉积物,对此,“海神”号可以提供标准的岩芯取样器; 

  2.测量热流:热流的测量记录了地球深部逸出的热量多少。机器手臂负责将热流探针插进海底沉积物中; 

  3.岩土工程和地球化学的相关信息提取:传感器可以测量沉积物中的孔隙压力、不同温度下液体的特性和海洋中基础的化学特征; 

  4.岩石采样和钻探:从海底采集的岩石样品可以帮助科学家理解地球是怎样形成的。海神采集不同矿物学成分和粒度的岩石样品;新型的体型小的钻探工具或许会在“海神”号上用到; 

  5.生物样品的采集:海神支持小型的具有吸力的采样器和网,以及传统的盛放生物样品的框; 

  6.水样采集:“海神”号可以提供冷水和热水的实时温度测量; 

  7.高分辨率的声学海深测量:海神可以被用来描绘海底地形图和定位采样及实验目标的位置; 

  8.拍摄照片和录像:“海神”号可以对海底拍摄高分辨率的照片,还可以录像,记录海底特征。     

五、优势技能 

  1. “海神”号是唯一一个可以到达地球海洋中任意位置的潜水器; 

  2.相比其他潜水器,“海神”号需要相对较少的工作人员,这有助于减少开销,它可以使用较小、较便宜的母船来工作; 

  3. “海神”号特有的光纤缆绳可以在一些其他潜水器不能去的地方工作,例如冰川覆盖的海洋中。    

六、事件 

  2015510日,“海神”号在执行对世界第五深海沟克马德克海沟的探索任务时,在新西兰东北海域下潜至1万米深度时因压力过大爆裂。伍兹霍尔海洋研究所在一份声明中对“海神”号的意外爆裂表示遗憾,但称新版的“海神”号潜水器正在制造中,研究所不会停止对克马德克海沟的探索。 

 

     供稿人:孔秀

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