每年的6月8日是世界海洋日。海洋事業(yè)關系民族生存發(fā)展狀態(tài)，關系國家興衰安危。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、保護好海洋資源是推進人與自然和諧共生的現(xiàn)代化的重要任務。今年我國世界海洋日暨全國海洋宣傳日主題為“保護海洋生態(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鍵零部件。

水下機器人

水下機器人，包括遙控水下機器人（ROV）和自主水下機器人（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。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，為機器人的導航與任務執(zhí)行提供關鍵數(shù)據(jù)。

動力系統(tǒng)

通常采用鋰電池或燃料電池，為機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，通過臍帶纜實現(xiàn)與母船的實時通信；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，但足以支持任務指令的下達與關鍵數(shù)據(jù)的回傳。

海洋傳感器

海洋傳感器是獲取海洋環(huán)境信息的關鍵。從基本的溫鹽深傳感器，到用于監(jiān)測海洋生物、化學物質和地質活動的各類專業(yè)傳感器，它們如同海洋觀測的“觸角”，為我們提供了關于海洋的詳細數(shù)據(jù)。

國家海洋技術中心研發(fā)的系列化溫鹽深傳感器，實現(xiàn)了20余型產(chǎn)品的系列化與產(chǎn)品化，國產(chǎn)化率高，主要指標達到國際同類先進水平。這些傳感器廣泛應用于浮標、潛標等觀測設備，累計海上運行時間超20萬小時，為我國海洋觀測網(wǎng)的建設提供了堅實支撐。

此外，還有用于監(jiān)測海洋生物活動的聲學多普勒流速剖面儀（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，能夠在復雜的海洋環(huán)境中進行鉆探作業(yè)。我國的“藍鯨1號”和“藍鯨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)紀錄。

深海鉆井平臺的關鍵設備與元件包括：

鉆機系統(tǒng)

核心設備之一，大功率驅動變頻器則是鉆機的“核心中的核心”，直接關系到鉆采的效率、穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益。如匯川技術自主研制的鉆機變頻器，已在我國海上石油鉆井平臺廣泛應用，每套鉆機電控系統(tǒng)成本降低約30%，維護服務成本降低超過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)通過多個推進器的協(xié)同工作，抵消風、浪、流對平臺的作用力。

防噴器

作為安全保障的關鍵設備，能夠在緊急情況下迅速關閉井口，防止油氣的大量泄漏，保護海洋環(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)展取得了顯著進展。以海上風電為例，我國已建成多個大型海上風電場，如江蘇如東海上風場、福建興化灣風場等。

海上風電裝備的核心部件包括：

風力發(fā)電機

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

基礎結構

根據(jù)水深和地質條件，采用單樁基礎、導管架基礎或漂浮式基礎等形式。漂浮式基礎能夠適應更深水域的風電開發(fā)，為拓展海上風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電場產(chǎn)生的電能傳輸?shù)疥懙仉娋W(wǎng)，海底電纜的技術要求高，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)展離不開這些先進的裝備與關鍵的零部件。它們不僅推動了海洋科學研究的深入，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)展帶來新的機遇。