联系方式


中国科学院大学
本科部
联系人: 张老师;余老师
电话:88256280;88256931
电子邮箱: bkb@ucas.ac.cn
邮寄地址:北京市石景山区玉泉路19号(甲)
邮编:100049

 

【科学讲座】朱敏:蛟龙号及其声学系统

2017年11月30日晚7点,科学前沿进展名家系列讲座第105讲在中国科学院大学玉泉路校区阶一五教室如期举行。本次讲座由中国科学院声学研究所研究员,“蛟龙”号载人潜水器副总设计师朱敏老师主讲,朱敏老师从深海资源调查和科学研究的需求出发,深入浅出,向同学们介绍了“蛟龙”号载人潜水器及其声学系统的设计,以及“蛟龙”号所取得的成果。

“之前,人类历史上的征服海洋仅仅是指实现表面安全的航行,”讲座刚刚拉开帷幕,朱敏老师指着屏幕上的地球图片说,“地球是‘蓝色的星球’,百分之七十都由海洋组成,因此对海洋的勘探对于人类具有重大的意义。”

接着,朱敏老师援引“锰结核”、“富钴结壳”、“热液矿”等例子,向同学们介绍了开发深海技术的目的。以“锰结核”为例,其中富有的镍、钴、铜、锰等资源储量高出陆地几十到几百倍,具有巨大的商业开发潜力;而研究“热液矿”周围的热液生态系统及其中依靠矿物质生活生物,如管状蠕虫、虾蟹等,修正了对生命起源的认识。开发深海技术,有助于人类探索深海科学奥秘,勘探深海资源,同时也推动了地球物理、化学、生物等多个学科的研究。

在对研制“蛟龙”号潜水器进行深海勘探的内在动力进行细致讲解之后,朱敏老师向同学们依次介绍了“蛟龙”号潜水器载人的意义、下潜上浮机制、安全措施等重要问题。“载人技术的实现意味着更多更大的技术难关”,朱敏老师这样说道。尽管如此,通过摄像机观察的效果与人眼观察的效果不可同日而语;况且在现场,人们可以进行更准确更即时的观察和判断,完成更精细的作业。同时,为了避免载人而产生的安全事故的发生,“蛟龙”号也成功研制了可保证3人84小时维持生命的生命支持系统。之后,朱敏老师也对“蛟龙”号采用的无动力下潜和上浮方式进行了简单介绍,这种方式既可以实现资源有效的利用,也可以避免对周围海水环境产生毁灭性破坏。

讲座后半场,朱敏老师细致讲解了“蛟龙”号声学系统及其功能。由于海水对电磁波的吸收导致的信号衰减以及海洋水体的散射效应,科学家们选择用声波替代光波,在海中进行探测和通信。“蛟龙”号声学系统主要包括水声通信系统、高分辨率测深侧扫声纳、成像声纳、避碰声纳、声学多普勒测速仪等等。水声通信系统把深海作业现场照片即时发送到水面,使水面与水下的合作成为可能;成像声纳为科学家“绘制”精细的三维海底地形;声学多普勒测速仪测量潜水器的运动速率与方向,计算潜水器运行轨迹以及海水下方不同深度上若干层的流速流向,保障了航行安全并提供了深海研究的有效信息。这些声学系统在“蛟龙”号的工作过程中扮演着不可替代的角色。

无论是从“蛟龙”号在马里亚纳海沟7000米海试对于深渊科学的研究贡献来看,还是考虑到它在西南印度洋硫化物勘探区、东太平洋多金属结核调查区等地作出的成果,“蛟龙”号研制的重大意义与它所达到的成就都是毋庸置疑的。 在讲座最后的提问讨论环节中,朱敏老师耐心回答了在座同学的疑问,并基于问题进行了深一步的阐发。至此,讲座在同学们的热烈掌声中圆满结束。讲座之后,仍有许多同学留在教室与朱敏老师对于“蛟龙”号的系统设计问题等进行讨论。(文/雷明宇 图/包浩然 来源:国科大记者团)

朱敏老师为同学们做讲座

主讲人简介

朱敏,中国科学院声学研究所研究员,博士研究生导师,万人计划科技领军人才,全国五一劳动奖章获得者,“蛟龙”号载人潜水器副总设计师,声学系统负责人。研究方向为海洋声学技术。主要科学贡献包括:“蛟龙”号载人潜水器是世界上下潜深度最深的作业型载人潜水器,最大下潜深度达到7062米,已成为我国开展深海资源调查、科学研究的利器。先进的水声通信和海底微地形地貌探测能力是“蛟龙”号载人潜水器的标志性成果之一,高速数字化水声通信系统是“蛟龙”号三个国际领先技术之一。

延伸阅读:

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机、天文、电子信息工程等专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。