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深海传声

发布时间:2021-02-22 14:59:02人气:

  本报记者 傅洋

  “亲爱的观众们,万米的海底妙不行言,但愿我们可以或许通过‘格斗者’的画面向各人展示万米的海底。”

  马里亚纳海沟,位于北太平洋西部,形成于6000万年之前。海沟深达万米,海底似乎毫无朝气,唯有暗中、荒芜与沉寂……然而,这片深海的沉寂不久前被一个来自中国的“小家伙”冲破了。  

  2020年11月10日8时12分,我国自主研发的载人潜水器“格斗者”号以10909米,坐底世界最深处马里亚纳海沟,三位潜航员第一时间通过水声通信系统分享了他们的脸色。此时而今,全世界的观众第一次通过电视直播听到了来自地球上这片最神秘的深海的声音。

  从万米深海之中将声音即时分享给海面上的人们靠的是水声通信。这也是“格斗者”号与母船“摸索一号”之间相同的独一桥梁。令人自满的是,“格斗者”号水声通信系统实现了完全国产化,这意味着中国水声通信技能已经位于世界最先历程度之列。“格斗者”号利用的水下声学通信技能,是由朱敏研究员教育的海洋声学技能中心团队研发的。从2012年的“蛟龙”号7000米海试乐成,到2017年的“深海勇士”号完成4500米深潜,再到2020年的“格斗者”号打破万米的创举,“中国之声”实现了从最深的海底传来……

  万米深海传来“中国之声”

  “9998米、9999米、10000米、10909米!” 2020年11月10日,“格斗者”号缔造了我国载人深潜的新记载。此时,在海面的母船“摸索一号”上,参加海试的科研人员望着屏幕上转动的数字,情绪一点点地沸腾……当10000米的数字跳跃在屏幕之上,周围的掌声已经响成一片。

  “亲爱的观众们,万米的海底妙不行言,但愿我们可以或许通过‘格斗者’的画面向各人展示万米的海底。”2020年11月10日8时12分,三位潜航员第一时间通过水声通信系统从马里亚纳海沟的万米深海传回了“中国之声”。此时而今,远在万里之外的北京中国科学院声学研究所的办公室内,有一小我私家正通过电视屏幕,冷静地存眷着这一切,暴露掩饰不住的微笑,心头既感想欣喜,又有一丝孤高,同时尚有一份乐成之后的释然……他,就是中科院声学所研究员朱敏。正是他教育团队认真完成了“格斗者”号声学系统中全海深水声通信机、地形地貌探测声呐、多波束前视声呐、多普勒测速仪、避碰声呐的自主研发以及定位声呐和惯性导航设备的系统集成,实现了从万米海底传声传影。相较于前两代的“蛟龙”号与“深海勇士”号载人潜水器,“格斗者”号的声学系统实现了完全国产化,打破了全海深难关,技能指标也更高。

  在茫茫深海,“格斗者”号深潜,如同一粒芝麻撒进了大海,如何确定它的位置?此时,“声音”成了最有效的信息通报方法。可以说,水声通信技能是载人深潜器与母船之间相同的独一纽带。朱敏汇报记者,水声通信可用的事情频率导致其数据率较量低,可以或许传输的信息量较量少。如何能在低频率下,尽大概多和尽大概快地流传信息?朱敏团队运用了一个要害的焦点技能——相干通信技能,包罗一整套从信号编码调制到信道自适应平衡和纠错编解码等技能组成的整体办理方案,来降服远间隔传输带来的信号损耗,在信号微弱的环境下提取出有效信息。

  “思量到载人潜水器的应用,我们在通信系统中设计了六大成果。”朱敏汇报记者,在设计之初,这套系统就充实思量到载人潜水器的各方面需求,好比潜水器与水面通话的语音成果、数据和文字传输成果。思量到“一张图能顶千言万语”,为了让人们具体相识水下情况,朱敏和团队还在系统里设计了照片传输成果。同时,为了应对水底大概呈现的巨大环境,这套系统还包罗了一套摩尔斯码和扩频码,可在极其恶劣的噪声滋扰下担保指令的转达。

  从7000米到10000米的奔腾

  百丈高楼,非一日垒成。“格斗者”号水声通信技能骄人的后果,是颠末20年的科研积聚,最终实现的一次奔腾。

  在朱敏的办公桌上,摆放着一组模子,从上往下依次是“深海勇士”号、“蛟龙”号和“格斗者”号,这代表着中国载人深潜成长的三个阶段。

  中国深海水声通信的成长,也同样经验了“三步走”:2012年,“蛟龙”号深潜至海底7000米,其时水声通信以海内的“硬核”技能作为支撑,辅之以很少一部门的海外设备和零件;2017年的“深海勇士”号除了一个声呐外,从零件到技能已根基实现了国产化;及至2020年的“格斗者”号,所有技能和零部件彻底实现了国产化。

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