2019年1月31日，在位于青岛西海岸新区的母港热闹非凡，我国科考船“科学号”在完成2018年第6次西太平洋综合考察航次后，顺利返航。历时74天，航程12000多海里，这是“科学号”首航以来离开国内航程最长、时间最长的一个航次。

　　科学号是我国新一代海洋综合科考船，从2010年开工建造，2015年通过国家验收并正式投入使用，到现在已经成功搭载20多个国家级科研项目。那么，科学号科考船的独特之处究竟在哪里呢？

　　我国现有自主设计的海洋科考船大都是瘦长型的。由于船窄，在海洋科考活动中很容易受风浪等外部作用力的影响，这样一来海上作业受海况的制约就会很大。而“科学号”从外观上来看，应该属于“微胖”型的。

　　设计人员特地把科学号设计成了“短宽型”的船体结构。它虽然只有99.8米长，但宽度却有17.8米，这对于一艘科考船来说，就是一个“小胖子”。这样的结构，相对增加了海上作业的稳定性和船体的结构强度，并最大限度地照顾了船型尺度比例和型线的优化。

　　科学号的驾驶室，给人的第一感觉就是通透明亮，从室内向外360°都可以远近观望，可以说，科学号的设计开启了我国科考船造船业的先河。科学号建设项目总工艺师隋以勇说：“一开始，设计人员并没有想着搞成360°的可环视驾驶室，是在我们的建议下才改的。从驾驶室就能直观地看到后甲板上的工作情况，有利于驾驶台的指挥和操控。另外，科学号也可以把驾控台转移到后甲板作业区，这也完全是为了后甲板开展科考工作的方便。”

　　站在驾驶室环顾全船可以发现，与一般船相比，科学号的前甲板面积出奇的大。其实，这是为了给海上作业留有更大的空间。一般船的前部看到的都是各种停泊时用到的设备，而科学号科考船前部的各种设备都遮蔽到作业甲板以下，既保护了停泊设备，也增大了前甲板面积，便于携带安装更多的科考设备，方便作业。另外，在前甲板上画有一个黄色的大圆圈，这是为直升机预留的悬停位置。如果在后甲板预留这个位置，就会挤占使用面积，减少科考设备的携带。

　　科学号上“寸土寸金”。对于一次可以绕地球大半圈、不需要补给就可以自持60天的科学号来说，增大有效面积、多携带科考设备仪器，就可以更多地规划科学考察项目。一般的船只，前桅杆都用于悬挂前桅灯和锚灯、锚球，而科学号上的设计则赋予桅杆更加合理的内容，设计人员解释说：“我们把桅杆设计得又高又大，在上面装有探测大气的设备，因为船头是最先接触海上气流的，并且是离船上烟囱最远的地方，空气也最纯净。”

　　在科学号上，分别配有干性实验室和湿性实验室，它们互不影响。在干性实验室里，通过仪器设备可以对一些样品做分析和数据处理。湿性实验室则用来处理一些海水中的取样，例如动植物，或者对海底岩石类样品进行分析。因为刚出水时及时做测试，可以更加准确地了解样品的特性。

　　此外，科学号上还设计了一个中心仪器室。它是船上科学实验的指挥中枢。在这里可以通过视频看到各个实验室、甲板等场合的科考工作场景，也可以看到驾驶室里的情况，比如雷达、电子海图、实时监控等等。船上的指挥者往往是首席科学家，他们根据需要会向船长要求科考船是停止不动还是低速前进，并在这里向各个实验作业发布命令：开始作业或停止作业。

　　以往国内船舶大都是上层建筑对称分布的，把烟囱设计在船的中轴线上，而科学号则是非对称布局。因为科学号把烟囱放到了驾驶舱的左后方。这样在驾驶台上能直接观察到后甲板的作业情况，便于操控船舶配合作业。

　　科学号上的这种“玄秘”有很多。它的不对称说起来有些与众不同，但对科考而言是极大的方便。科学号的首要任务是服务于海洋科考，所有的功能到了海上就可以显露出“英雄本色”。

　　海洋科考船实际上就是一个海上流动实验室，可以对水体、大气、海底等做科学探寻。自然，某一海域的定位探寻就要求船体能精确控位。隋以勇介绍说：“依靠GPS定位系统和两套动力系统，科学号在5—6级风的海况下，能够实现定位精度0—3米、船艏方向正负10°的可靠控位。在深海极端环境航次中，缆控水下机器人在水下长时间作业时，科学号动力定位系统可以始终把船位控制在0.3—0.4米的范围之内。”

　　高精度的定位和控制力，让这位有着30多年出海经验的老船长无比自豪。新一代科考船除了精确控位，还会安装用于探测的精密仪器设备。许多仪器设备往往对振动、噪声都有特殊要求。科学号设计人员为适应精密仪器设备的需求，在国内设计了首套升降鳍板装置。中科院海洋所船舶中心朱萱介绍说：

　　“由于船行过程中，船体表面水流湍急，难以满足科学探测的环境要求。以往的科考船都有置放探测仪器的仪器舱，固定在船体底下。但有很大缺陷，因为这不仅增加了船舶的实际吃水，而且维护、更换时必须回港在船坞内进行。科学号专门设计了一个升降鳍板，样子像鱼鳍。它在深井中可以上下移动，不探测时可把仪器舱收回船体内，探测作业时又可以沉到船下水中2.75米处，这样就提高了探测设备的使用效率。”

　　升降鳍板装置的设计，使科学号在很大程度上方便了探测仪器的保养维修，日常的维护可以在船内进行，没有必要非得回到船坞。用船长的话说，不但维护方便，而且还省钱，省时间，提高了效率。中科院海洋所研究员、科学号第一航次首席科学家李超伦说起科学号上的设备，颇感自豪，他说道：“科学号深海高技术优势，主要体现在‘发现号’无人缆控潜水器（ROV）、电视抓斗等系统的深海高清影像资料采集，与深海样品综合采集的能力上。”

　　科学号出海科考时，要带上发现号“无人缆控潜水器”。这是目前我国下潜深度最深、作业能力最强的水下缆控机器人。这个机器人配置了水下定位系统，配有两种机械手，用于水下的精细作业，比如抓取贝壳、螃蟹等。机器人上还配备了7个深水摄像机，包括两个超高清摄像系统。取样装置可以在水下长时间、近距离对深海海底物理化学环境参数实时探测，并进行可视化现场取样。

　　利用水下机器人等先进仪器设备，科学号在试航期间就已采集到了大型海洋生物样本200多种，也采集了大量生物、水体、沉积物和岩石样品。2015年，科学号成功通过验收并投入使用，这也标志着我国海洋科考能力迈上了新的台阶。

　　在科学号考察期间，曾在西太平洋一处海槽采集到几块鹅卵石。看似普通的鹅卵石其实蕴含着高深的科学信息，因为一般鹅卵石都在浅海环境中，由较大的水流冲刷而成。如今在深海里发现它，很有可能是板块运动把它从浅海区域带到了深海区。科学家可以根据采集上来的鹅卵石和珊瑚礁里的化石，来判断地球板块运动的速度。

　　2018年第6次航行的首席科学家汪嘉宁分享了这样一组数据：本航次实现的6000米水深的数据实时传输，是我们这几年一直在做的事情，从2016年实现1000米，到2017年3000米，到如今实现6000米，我们能够实时观测深海的深度和密度都在逐步提高，增强了我国对于深海探测的能力以及对海洋气候环境预报的保障。

　　这次航行任务中，还有一个重要的突破。在马里亚纳海沟，我国海洋科考人员进行了万米通讯试验，在那里布放了一套万米深海潜标，这个试验已经取得了成功。相信在不远的将来，随着我国海洋科考技术的不断提升，可以实现整个海洋里面万米级大深度数据实时传输。

　　在下一期节目中，我们将继续走进“科学号”科考船，去认识一位参与海洋考察的“女首席”科学家。好了，今天的节目先进行到这里，获取更多精彩内容可以关注《非常科学》官方微信，打开手机微信客户端搜索“feichangkexue”的拼音就可以找到我们。我是亚楠，下期节目再见。



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