每年的6月8日是世界海洋日。海洋事業(yè)關(guān)系民族生存發(fā)展?fàn)顟B(tài)，關(guān)系國家興衰安危。海洋是支撐未來發(fā)展的資源寶庫和戰(zhàn)略空間，我國是海洋大國，利用好、保護(hù)好海洋資源是推進(jìn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化的重要任務(wù)。今年我國世界海洋日暨全國海洋宣傳日主題為“保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng) 人與自然和諧共生”。

隨著科技的發(fā)展，人類探索海洋的能力邊界隨之得到拓寬，對于海洋的了解越來越多。本期歐時樂活，我們一起來探索那些推動海洋研究與開發(fā)的前沿科技，以及背后支撐它們的關(guān)鍵零部件。

水下機(jī)器人

水下機(jī)器人，包括遙控水下機(jī)器人（ROV）和自主水下機(jī)器人（AUV）等，已成為深海探索的重要工具。它們能夠在極端環(huán)境下作業(yè)，執(zhí)行諸如海底地形測繪、礦產(chǎn)勘探、生物研究等任務(wù)。例如，我國的“潛龍”系列AUV，能夠在數(shù)千米深的海底自主航行，收集數(shù)據(jù)并拍攝高清影像。

水下機(jī)器人的核心元件包括：

傳感器

用于感知周圍環(huán)境，如聲納傳感器用于探測距離和物體，溫鹽深傳感器測量海水的溫度、鹽度和深度，為機(jī)器人的導(dǎo)航與任務(wù)執(zhí)行提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

動力系統(tǒng)

通常采用鋰電池或燃料電池，為機(jī)器人提供持久的動力，確保其能夠在水下長時間作業(yè)。

通信系統(tǒng)

對于ROV，通過臍帶纜實(shí)現(xiàn)與母船的實(shí)時通信；AUV則依靠衛(wèi)星通信或水聲通信，盡管數(shù)據(jù)傳輸速率有限，但足以支持任務(wù)指令的下達(dá)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)的回傳。

海洋傳感器

海洋傳感器是獲取海洋環(huán)境信息的關(guān)鍵。從基本的溫鹽深傳感器，到用于監(jiān)測海洋生物、化學(xué)物質(zhì)和地質(zhì)活動的各類專業(yè)傳感器，它們?nèi)缤Ｑ笥^測的“觸角”，為我們提供了關(guān)于海洋的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

國家海洋技術(shù)中心研發(fā)的系列化溫鹽深傳感器，實(shí)現(xiàn)了20余型產(chǎn)品的系列化與產(chǎn)品化，國產(chǎn)化率高，主要指標(biāo)達(dá)到國際同類先進(jìn)水平。這些傳感器廣泛應(yīng)用于浮標(biāo)、潛標(biāo)等觀測設(shè)備，累計(jì)海上運(yùn)行時間超20萬小時，為我國海洋觀測網(wǎng)的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)支撐。

此外，還有用于監(jiān)測海洋生物活動的聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP），通過發(fā)射和接收聲波來測量水流速度和方向，從而推斷生物的移動情況；以及監(jiān)測海洋污染的化學(xué)傳感器，能夠檢測海水中的重金屬、石油烴等污染物。

深海鉆井平臺

隨著陸地能源資源的逐漸減少，海洋能源開發(fā)變得愈發(fā)重要。深海鉆井平臺作為海上油氣開采的核心裝備，能夠在復(fù)雜的海洋環(huán)境中進(jìn)行鉆探作業(yè)。我國的“藍(lán)鯨1號”和“藍(lán)鯨2號”超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺，作業(yè)水深超3000米，多次刷新行業(yè)紀(jì)錄。

深海鉆井平臺的關(guān)鍵設(shè)備與元件包括：

鉆機(jī)系統(tǒng)

核心設(shè)備之一，大功率驅(qū)動變頻器則是鉆機(jī)的“核心中的核心”，直接關(guān)系到鉆采的效率、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。如匯川技術(shù)自主研制的鉆機(jī)變頻器，已在我國海上石油鉆井平臺廣泛應(yīng)用，每套鉆機(jī)電控系統(tǒng)成本降低約30%，維護(hù)服務(wù)成本降低超過50%。

定位系統(tǒng)

采用衛(wèi)星定位與動力定位相結(jié)合的方式，確保平臺在惡劣海況下仍能保持穩(wěn)定的鉆探位置。動力定位系統(tǒng)通過多個推進(jìn)器的協(xié)同工作，抵消風(fēng)、浪、流對平臺的作用力。

防噴器

作為安全保障的關(guān)鍵設(shè)備，能夠在緊急情況下迅速關(guān)閉井口，防止油氣的大量泄漏，保護(hù)海洋環(huán)境與作業(yè)人員的安全。

海洋可再生能源裝備

海洋擁有豐富的可再生能源，如風(fēng)能、波浪能和潮汐能等。近年來，海洋可再生能源裝備的發(fā)展取得了顯著進(jìn)展。以海上風(fēng)電為例，我國已建成多個大型海上風(fēng)電場，如江蘇如東海上風(fēng)場、福建興化灣風(fēng)場等。

海上風(fēng)電裝備的核心部件包括：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)

將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，其葉片、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)不斷朝著大型化、高效化和智能化方向發(fā)展。變槳驅(qū)動器、變槳電機(jī)和偏航系統(tǒng)等關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，為我國風(fēng)電行業(yè)升級提供了技術(shù)支撐。

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

根據(jù)水深和地質(zhì)條件，采用單樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)或漂浮式基礎(chǔ)等形式。漂浮式基礎(chǔ)能夠適應(yīng)更深水域的風(fēng)電開發(fā)，為拓展海上風(fēng)電資源開辟了新的空間。

電力傳輸系統(tǒng)

通過海底電纜將海上風(fēng)電場產(chǎn)生的電能傳輸?shù)疥懙仉娋W(wǎng)，海底電纜的技術(shù)要求高，需具備良好的絕緣性能和抗海水腐蝕能力。

海洋科技的發(fā)展離不開這些先進(jìn)的裝備與關(guān)鍵的零部件。它們不僅推動了海洋科學(xué)研究的深入，也為海洋資源的可持續(xù)開發(fā)利用提供了可能。在未來，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我們有理由期待更多的海洋科技突破，為人類的發(fā)展帶來新的機(jī)遇。