海洋约占地球面积的70%,但仍有80%以上的海洋未被开发。自20世纪60年代全球海洋勘探技术兴起以来,深海勘探一直面临着许多障碍。今天,由于设置的障碍比以往任何时候都要少,国际社会正在努力继续探索深海。
海洋勘探的障碍
探索海洋既昂贵又具有技术挑战——原因并不令人惊讶。为深海海洋探索而创造的机器人必须能够承受深度带来的高压,一次不需要维护就能运行数千小时,并且能够抵抗海水的腐蚀作用。
极端的压力
平均而言,海洋大约有12100英尺深。在这个深度,海水的重量所产生的压力是我们在海洋表面所感受到的压力的300多倍。在海洋的最深处,大约在海平面以下36000英尺处,压力是海洋表面压力的1000多倍。
用于水下勘探的设备必须设计得能够承受深海的巨大压力。设计用于载人的潜水器还必须有能力保持与人体承受能力相适应的内部压力。通常,这些载人潜水器使用耐压船体来控制内部压力。
然而,这些船体可能占到潜水器总重量的近三分之一,限制了机器的能力。直到最近,深海中的巨大压力一直是阻碍人们直接探索深渊的障碍之一。
长时间潜水
潜水器下潜到目标深度可能需要数小时,更不用说探索环境了。beplay体育官网电脑考虑到潜水器必须在水下停留很长一段时间,所有的水下机器人必须在各种情况下都能自给自足。
用于探索深海的机器人主要有三种:人类操作航行器(HOVs)、远程操作航行器(rov)和自主水下航行器(auv)。hov是一种可以载人的潜水器,而rov是由人远程操作的,通常是从水面的船上操作。另一方面,自动水下机器人被设计成完全自主的,通过预先编程的任务来探索海洋。每次任务完成后,AUV就会返回地面进行检索,这时科学家就可以对AUV在旅途中收集的数据进行处理。
![一艘船将机器人放入海洋中。"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/_zXurEFVPZzNMyDJI7KltYvV_D8=/1024x672/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-53327434-0f0f79b91f7246578c65514aaf29868e.jpg)
尽管hov可以让科学家直接探索深海,但在水下时间方面,它们是三种海洋探索机器人中最受限制的。大多数hov只能潜水5小时左右,而rov可以轻松地在水下停留两倍的时间。
为了充分利用人们可以在HOV中深入的有限时间,研究机构有时会在派出HOV之前部署水下机器人来探索一个区域。ROV收集到的初始信息将告知HOV的任务,提高了HOV在狭窄的潜水窗口内发现的可能性。
腐蚀性的海水
海水的化学性质导致了能降解金属的电化学反应。除了考虑极端的压力和长时间的潜水,深海机器人必须能够承受海水的腐蚀性。为了防止腐蚀,目前大多数潜水器都使用聚合物在潜水器的金属结构和海水之间创建保护性屏障。
最近的进展
自世纪之交以来,深海海洋勘探技术的进步加快了,特别是在将人运送到深海方面。
深海高
![一张旧照片,一艘潜水器从海洋中浮出水面,两个穿着潜水服的人站在上面,背景是一艘船。"class=](http://www.cellsaddle.com/thmb/qZWiLIJc5CdjLvmLTZqCEKZGlAY=/1024x689/filters:no_upscale():max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-615289300-d452bc86050a4aab931c60b7e31733df.jpg)
伍兹霍尔海洋研究所的第一艘HOV于20世纪60年代首次亮相阿尔文继续接受升级,以保持著名的机器人作为“前沿”技术的地位。著名的潜水器已经被使用了寻找丢失的氢弹在地中海,允许人类第一次直接观察深海热液喷口,甚至探索泰坦尼克号的残骸。目前正在进行的升级将会扩大阿尔文的深度,从4500米(14700英尺)到6500米(21300英尺)。完成后,“阿尔文”号将能让科学家直接访问约98%的海底。
除了阿尔文此外,美国还通过夏威夷大学(University of Hawaii)运营着另外两架hov直升机双鱼座四世而且双鱼座V.每一个双鱼座潜水器是潜水深度可达2000米(6500英尺)。
世界各地还有更多的深潜hov。法国的Nautile和俄罗斯的米尔1而且米尔2每艘船都能载人下潜6000米(19600英尺)。与此同时,日本在运营“新6500年这是一艘以其6500米(21,000英尺)的深度极限命名的HOV。中国共蛟龙”号它能下潜到7000米(23000英尺)。
深海器
尽管最近HOV技术取得了进步,但与HOV相比,扩大人们对深水远程操作rov的直接访问仍然更简单,使用也更安全。
美国国家海洋和大气管理局负责深的发现者,或D2,去探索深处。,D2它可以下潜到6000米(19600英尺)深,并配备了先进的摄像设备,能够在10英尺外拍摄小动物的高清视频。的D2还有两个机械臂用来从深海收集样本。
美国海军最近也开发了曲线21 -能够下潜到2万英尺的水下机器人海军计划使用曲线21用于深海打捞任务的4000磅起重能力。