半島全媒體記者 高芳 劉金震
163天，6萬余海里，每一次赴南極遠(yuǎn)征的科學(xué)意義及神秘性都不亞于太空之旅。
(資料圖片)
2022年10月下旬，中國第39次南極科學(xué)考察隊乘坐“雪龍2”號和“雪龍”號科考船先后從上海起錨；2023年4月6日，科考隊圓滿完成任務(wù)，全部返回上海。這次“雙龍?zhí)綐O”之旅中，一支年輕的力量嶄露頭角——山東科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院教師王磊及其團(tuán)隊研發(fā)的兩艘智能無人艇——“嵙海一號”“嵙海二號”，擔(dān)當(dāng)了出色的“探路者”。
對冰雪秘境的探究，帶給親歷者的是難忘體驗和不一樣的收獲。
王磊在南極
小艇立“大功”
向南極！在世界盡頭面前，其他行程的足跡都成為庸常。從上海到南極，這是王磊離岸時間最長的一次遠(yuǎn)洋活動，他自稱創(chuàng)造了自己的“新紀(jì)錄”。
37歲的王磊出生于煙臺，在青島從事海洋調(diào)查相關(guān)工作多年。常年涉足海上勘測，他將感受總結(jié)為兩個字——枯燥。
王磊
南極漸行漸近，船也漸漸成了一座與外界失聯(lián)的孤島，“一個房間里住兩三名隊員，受限于遠(yuǎn)洋通訊費用預(yù)算，每人每天只有一個小時的上網(wǎng)時間。”這對有社交需求的普通人來說很難適應(yīng)。隊員們既需要確保完成科考任務(wù)，又需要在長達(dá)半年的船上生活中保持良好的心理和身體狀態(tài)，實屬不易。第39次南極科學(xué)考察是我國第三次實施“雙龍?zhí)綐O”，也就是由“雪龍”號科考船和“雪龍2”號科考船共同執(zhí)行考察任務(wù)。
“雪龍2”船于2022年10月26日出發(fā)，5天后，“雪龍”船出發(fā)，行程6萬余海里?？疾熘饕獓@南大洋重點海域?qū)θ驓夂蜃兓憫?yīng)與反饋等重大科學(xué)問題展開工作，“經(jīng)過5個多月的現(xiàn)場作業(yè)，完成南大洋有關(guān)海域和南極大陸有關(guān)區(qū)域的調(diào)查任務(wù)，以及中山站到南極冰穹A斷面所有站點的冰雪環(huán)境監(jiān)測、天文觀測和伊麗莎白公主地等區(qū)域的冰下地形探測”，同時完成南極長城站、中山站的物資補(bǔ)給和人員輪換。
這次乘上“雪龍”船的王磊，隨身攜帶了一個大“行李箱”——20英尺的藍(lán)色集裝箱，里面是“嵙海一號”和“嵙海二號”兩艘智能無人艇，以及備用電池和各種配件。
集裝箱卸運
智能無人艇長約3米，寬約1.6米，在科考之旅中擔(dān)當(dāng)“探路者”的角色，特別是要在南大洋近岸兩塊指定水域做水深測量，以保證科考船的航行安全。
不同于手機(jī)的“充電5分鐘，通話兩小時”，“南極這樣的極寒氣候下，耗電量非常大，就像寒冷的冬天里，手機(jī)會咔咔掉電一樣”，智能無人艇每次充電20小時，只能持續(xù)工作倆小時。
嵙海一號從雪龍?zhí)柎蠝?zhǔn)備下海
“箱子里的‘家伙什兒’第一次接受南極的‘檢驗’，能不能完成工作任務(wù)?。俊贝巳ツ蠘O的路上，王磊沒有心情欣賞無垠的海景，心里始終吊著七上八下的擔(dān)憂。
嵙海一號在南極執(zhí)行任務(wù)
懷有同樣情緒的，還有身處陸地的山東科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院副院長王勝利。在上海送王磊上船時，他沒說一句話，“心理壓力巨大啊……”
王勝利
航行在茫茫大海上，“雪龍”船上的王磊與團(tuán)隊聯(lián)系機(jī)會極少，而作為“造船人”的王勝利，“一閉上眼睛就是各種場景：無人艇下海了，氣溫過低，電池啟動不起來；溫度太低，無人艇的材料變脆，撞上冰山破損……這些都是之前別的單位出現(xiàn)過的真實狀況?！?/p>
終于，當(dāng)“雪龍”船在新西蘭附近海域靠泊時，微信群里跳出了王磊的反饋：“智能無人艇順利下水，精確測量水深，自主返航，完成了第一階段的任務(wù)?！?/p>
“太好了！”聽到這個消息，王勝利“啪”地一聲拍響桌子，懸著的心終于落地了。
還有更讓人振奮的消息：第一次應(yīng)用到南極場景下的智能無人艇，可以說是為本次科考立了“首功”。按往年“雪龍”船赴南極執(zhí)行任務(wù)，會尋找一處海域先行勘測，帶回各項數(shù)據(jù)分析后，考量是否可作為錨地，第二年才會選擇駐泊。這回在山科大智能無人艇幫助下，“雪龍”船在南大洋某重點海域一路探尋，順利找到了一處最佳錨地，實現(xiàn)了即時駐泊。
“圍觀群眾”是企鵝
遠(yuǎn)赴南極，是一次科考之旅，一次與極地萬物的時空接觸，也為人生增添了不一樣的難得經(jīng)歷。出征之前，王磊看過數(shù)不清的南極資料，但真正見到它的那一刻，還是被驚艷到了。
“到南極之前，我從不知道大海能幻化出這么多顏色。夕陽從天邊灑下余暉，海就被染成金橙色；有時冰雪包圍的海面看上去就像落在白色荒漠里的一塊翡翠；每當(dāng)遙遠(yuǎn)的海岸線隆起雪白的曲線，看上去高低不一，那就是要靠近島嶼了……”
對于南半球來說，每年4月至10月為冬半年，11月至次年3月為夏半年。在南極，一年內(nèi)大致6個月是極晝、6個月是極夜。王磊隨船抵達(dá)南極時正趕上南半球的夏天，此時已進(jìn)入極晝季節(jié)。
一天24小時，太陽始終掛在頭頂?！八X時老覺得睡不踏實，總會被門外的腳步聲吵醒?！蓖趵诨貞?，那時的感覺就像晝夜和虛實都失去了界限?！奥牶芏嗫瓶缄爢T描述，極夜更難熬。”極夜來臨時，只留下星星一直在黑暗的夜空閃爍著，“就像被無邊的黑暗淹沒。”
“我們穿的防寒服叫企鵝服，衣服外面很多口袋，方便作業(yè)時裝各種工具?！贝┲簌Z服的王磊，零距離接觸到了這片土地真正的“主人”——企鵝，“我們在冰面上作業(yè)的時候，它們會走過來，瞪大眼睛圍觀，并不怕人，好奇心非常強(qiáng)?！?/p>
“在企鵝的眼里，我們是一種平等的生物。”“圍觀群眾”“好奇寶寶”——這是王磊對企鵝的印象?！?0月份，到處白雪皚皚，企鵝剛開始活動，幾十萬只企鵝往同一個方向走，非常壯觀。到了11月底，企鵝走過的那片陸地開始裸露出來，11月到1月，大量的企鵝聚集在那里換毛、交配、孵蛋。”
王磊了解到，企鵝蛋是不能生在雪上面的，也不能生在冰川上面，它必須生在陸地上面。等到1月份，部分地方?jīng)]雪了，就成了一片粉紅色的地面，因為企鵝的排泄物是粉紅色的?！按?月份，小企鵝就出來了。3月份企鵝又開始換毛了，把夏天的毛換成冬天的毛，南極馬上就要進(jìn)入嚴(yán)冬了?！?/p>
可敬的“南極人”
南極之行讓王磊印象最深的，是2022年11月10日抵達(dá)赤道時，全體考察隊隊員在飛行甲板上參與的一場隆重活動——穿越赤道儀式。
這是從大航海時代延續(xù)至今的一項古老航海傳統(tǒng)，最早是在船只穿越大陸邊緣時舉行，后來逐漸演變，成為過赤道時首次登船船員必須經(jīng)歷的“成人禮”，如今則成為一項為較為娛樂化的慶?；顒印?/p>
過赤道活動
當(dāng)時，隊員們在停機(jī)坪上組成“39”字樣的隊形合影留念，放飛祈福探空氣球。當(dāng)GPS緯度顯示數(shù)據(jù)全部歸零，緯度顯示單位由“N”(北緯)轉(zhuǎn)換為“S”（南緯），標(biāo)志著中國第39次南極科學(xué)考察隊順利越過赤道，進(jìn)入南半球海域。駛過赤道瞬間，“雪龍”船拉響汽笛，以這種傳統(tǒng)的方式告別北半球，繼續(xù)向南極挺進(jìn)。
2022年11月24日，終于踏足南極大陸。這里年平均氣溫-28℃左右，與赤道的酷熱相比，可謂“冰火兩重天”。
在南極登陸后，必須按照規(guī)定路線走，“因為很多地方是不能通行的，旁邊可能就是懸崖，只是雪覆蓋了看不見，所以一定要找好路線，提前拿著桿子戳，如果戳到底下空了就不能走，可能是懸崖或者很深的雪坑，蓬松的雪也會造成危險?！?/p>
南極科考隊中還流傳著這樣一句話：“南極的冷不一定凍死人，但南極的風(fēng)能‘殺人’?！蹦蠘O是世界上風(fēng)力最大的地區(qū)，有些地區(qū)每年8級以上大風(fēng)有300多天，年平均風(fēng)速每秒19.4米，也被稱為地球的“風(fēng)極”。
在中山站卸貨期間，王磊每次值班需要在冰面上工作四五個小時，完成十幾次掛鉤，每次掛鉤都是對個人爆發(fā)力的考驗，隊員們經(jīng)常在沖刺或返回時由于大風(fēng)和濕滑的冰面摔倒。這個工作的場景被同行隊員抓拍了下來。
中山站參觀
“在直升機(jī)下作業(yè)，上面是鋪天蓋地的旋風(fēng)，仿佛能把人掀翻，需要付出很大的努力去完成手里的工作。這張照片好像一個隱喻：在科學(xué)探索的道路上，不管經(jīng)歷多大的困難，都要不言放棄，勇往直前！”
中山站直升機(jī)卸貨
王磊介紹，這次科考中，完成南極長城站、中山站的物資補(bǔ)給和人員輪換也是任務(wù)之一。和科考隊員近距離交流，了解、熟悉這一群體后，更是讓他心生敬佩。
中山站的工作人員中有20多歲的年輕人，也有年過五旬的中年人，科研人員、醫(yī)生、廚師、機(jī)械師……20多人的小團(tuán)隊各有分工，駐扎在冰雪覆蓋的南極，場景有點像電影《獨行月球》里，月球表面孤寂的工作站。
中山站卸貨期間拍照留念
“中山站的工作人員從2021年11月份到2023年3月份，已經(jīng)在南極工作500多天了。很難想象在這樣荒無人煙的地方，他們是怎么度過的?！?/p>
在長城站，工作人員向王磊介紹，長城站有一口大鐘，每逢新年鐘聲才會響起。因為工作人員大多在南極的夏季到此科考，此時正逢北半球的冬天，敲響這口大鐘就成了中國南極科考隊員慶祝新年的一種方式。
在這里，大家還會把種菜當(dāng)成“副業(yè)”，借助LED植物生長燈、溫室控制系統(tǒng)等栽種培育蔬菜?！霸谀蠘O吃到新鮮蔬菜，那是相當(dāng)‘奢侈’的。”
昨昔今夕，4月13日，已經(jīng)凱旋多日的王磊細(xì)述我國南極科考旅程，依舊很是感慨。
1984年12月30日，中國南極考察隊首次登上喬治王島，建立了我國第一個科考站長城站，中國人對南極這塊神秘土地的探索由此而始。39年后的今天，中國已在南極建立5起個科考站，分別為：中國南極長城站、中國南極中山站、中國南極昆侖站和中國南極泰山站，以及恩克斯堡島上在建的中國南極羅斯海新站?！啊旄Ｈ祟惖某绺呤聵I(yè)’的背后是無數(shù)南極科考隊員和工作人員，在這片冰雪世界里的默默奉獻(xiàn)！”
■特寫
自研“嵙海號”
向著風(fēng)浪出發(fā)
說起這次智能無人艇“向南極”進(jìn)發(fā)的“原點”，還要將時間的指針撥回2022年3月份。
王勝利
有一天，王勝利帶著幾名學(xué)生在學(xué)校的人工湖里驗證剛剛完成的智能無人艇，小艇不大，也就1米多長，正巧讓路過的海洋科學(xué)與工程學(xué)院院長周興華看到了這一幕。
沒過幾天，周興華給無人艇小組開會，問：“你們愿意參加南極科考嗎？”
每一個從事海洋研究的學(xué)者，誰不向往南極呢？大伙當(dāng)即興奮地回答：好啊！
因為時間緊張，必須抓緊進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)。
趴在碼頭上調(diào)試設(shè)備
為確保萬無一失，參與自主研發(fā)的學(xué)院師生絲毫沒有松懈。光是艇身材料就數(shù)次更改，嘗試了鋁合金、鐵、不銹鋼等多個版本，最終從南極極端海況條件出發(fā)，選擇了穩(wěn)妥的不銹鋼材質(zhì)，以保證強(qiáng)度。
“本來艇身還有一塊鐵質(zhì)擋板，印有學(xué)校名稱和?；?，測試階段發(fā)現(xiàn)加了這塊擋板就不穩(wěn)，便拆掉了?！蓖鮿倮锌鼗貞?，無人艇去繁從簡的每一個步驟，都伴隨著日夜連軸轉(zhuǎn)的探索，“在實驗室里組裝設(shè)備時，經(jīng)常要忙到后半夜，很多人站著都能睡著了?！?/p>
海試階段，跟在無人船附近觀察
最艱苦的是無人艇海上測試階段。去年9月在青島附近海域測試抗風(fēng)浪能力時，需要開著快艇在一旁跟隨，“基本上只要是壞天氣，立馬就沖出去了?！蓖鮿倮麑状挝ｋU的經(jīng)歷記憶猶新，“9月底有幾次下雨天都是在晚上，海上已經(jīng)非常冷了，我們都是冒著風(fēng)浪出海?！?/p>
“有一次在海邊測試設(shè)備，一位學(xué)生隊長探出半個身子趴到艇上，一直工作了兩個多小時，等忙完，他已經(jīng)無法起身。這學(xué)生體重超過200斤，幾個人費了好大勁才把他扶起來?！蓖鮿倮χf，“這樣的故事說起來能有一籮筐。”
夜晚在青島海域調(diào)試設(shè)備
憑著這股“向南極”的拼勁兒，學(xué)院僅用3個月時間就趕制出一條智能無人艇，自主研發(fā)設(shè)備倉控制模塊、導(dǎo)航模塊等四個模塊，研發(fā)北斗多天線定位定姿與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人艇自主航行控制、實時數(shù)據(jù)傳輸，穩(wěn)定性強(qiáng)，技術(shù)自主率達(dá)到65%。
王勝利驕傲地介紹，這次出征南極的智能無人艇被命名為“嵙海一號”和“嵙海二號”。
實驗室挑燈夜戰(zhàn)，安裝調(diào)試無人船
“遇上南極惡劣的海況，20米長的黃河艇只能收回船上，而我們研發(fā)的智能無人艇不僅完成自主作業(yè)，還能自主巡航回來。連接衛(wèi)星狀態(tài)下，可確保艇姿誤差不超0.05度，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性、可靠性?！痹谀蠘O一線作業(yè)的王磊把這個好消息傳回來，讓大家更有信心了。
“‘嵙海三號’已經(jīng)研發(fā)成功，它的供電采用油電混合，可以續(xù)航10個小時，有更長待機(jī)時間完成海上任務(wù)?！蓖鮿倮裤街?，如果能參加第40次南極科考的話，他們的無人艇將發(fā)揮更大作用。