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创科博览2022

2024-10-31 13:15

关注中国科技的朋友，对勇闯「第四极」的「奋斗者号」载人潜水器不会陌生，但大家知道它在万米深渊工作的画面是谁拍摄的吗？它有自拍棍？原来拍下这些珍贵画面并直播出去的，是一部名为「沧海号」的深海着陆器；它被形容为奋斗者号之「御用摄影师」。「沧海号」有什么「黑科技」？

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「沧海号」还有「小助手」凌云号

「奋斗者号」载人潜水器于2016年开始研发，至2020年才投入运作。在此期间，当局又决定研发「御用摄影师」作为深海科考的配套，它就是现在的「沧海号」深海着陆器。

「沧海号」外形大致呈长方体，高约3米。它身上还搭载着一个圆柱体设备，那是作为其「助手」的「凌云号」；「凌云号」可与「沧海号」分离、自行在海底活动。

「沧海号」虽然不载人，本身没有很多科考功能，甚至不能像「奋斗者号」在海底自由活动，但研发难度绝不低。

「沧海号」装有全海深超高清摄像机、3D摄像机，还有16个照明灯作「打灯」之用，通信传输、电力等设备不可少；它搭载的「凌云号」亦有小型高清镜头和灯等设备，怎样确保设备能承受海底高压，便是难题。

要知道在万米深海，水压能达到大气压的1,000多倍，相当于指甲大小的地方顶住一辆私家车，非常惊人。

其中最棘手、又是必须解决的一个问题，是要保证摄像机在巨大压力中运作正常。为此，研发人员制作了一个圆筒形、前端设有玻璃观察窗钛合金密封舱，摄像机放置舱内，即可透过观察窗拍摄，并免于受压。

光纤传数据沧海号高清直播

为让观察窗硬度够高，又有足够透光度，研究人员曾费煞思量；经过返复试验后，他们最终用人工合成蓝宝石，作为玻璃窗材料。

另外，「沧海号」除了是「御用摄影师」外，还要负责「直播」工作，如何把高素质画面即时传出，同样不容易。

「奋斗者号」2020年10月由母船搭载到太平洋，开始探索万米深的马里亚纳海沟。深海无法使用无线电，奋斗者号要利用声波与外界通信，当日的直播声画素质非常有限。

11月13日，载着3名潜航员的奋斗者号成功到达10,909米深的沟底，创下纪录。此际大家还发现电视直播与以往大不同，画面非常高清，且除了奋斗者号的第一身视角外，竟然还有拍到奋斗者号如何工作的镜头。

那是怎样做到的？原来要归功于首次出动的「沧海号」。

「沧海号」设有一条连接母船的光纤，其传输速率达每秒15GB，正是高清直播的关键。另外，「沧海号」与「奋斗者号」能以激光发射器的「光信号」沟通，「奋斗者号」同样可透过「沧海号」中继，把画面和数据传到母船上。

据报道，在试验阶段，「沧海号」长逾10公里的光纤曾经断裂，因此科研团队还特意加装中继器，以确保通信顺畅。

沧海号实时画面助科学家决策

在具体运作上，工作开始之初，「沧海号」会先离开母船「探索二号」，先行下潜和着陆海底，作为拍摄主机位。这时「凌云号」亦会按自动程序与「沧海号」分离，并按设计好的路径移动，成为水下拍摄的第二机位。

另一方面，「奋斗者号」离开母船「探索一号」，开始潜入海底；由于「沧海号」坐底（在海床着陆）后不能自由活动，「奋斗者号」须用声学通信定位和探测雷达找到「沧海号」，并缓缓驶到「沧海号」的镜头前，主动入镜。

双方用光信号取得联络后，「奋斗者号」开始科考任务，「沧海号」和「凌云号」也全力拍摄，并透过光纤把相关画面和数据传到母船上。

实时画面会由母船传上卫星，再经卫星转发国内电视台，观众就可以看到「奋斗者号」在深海的工作情况。

当然，「沧海号」的高科技拍摄和直播，不只是为了满足电视观众需求，其更重要作用是能让母船上的科学家实时掌握「奋斗者号」工作情况，向潜航员提出指导和决策。

创科博览2022｜沧海号、凌云号模型来港展出！详情如下：