馬裡亞納海溝萬米海底電視直播,滄海號和奮鬥者號是怎樣實現的?

2020-12-08 騰訊網

2020年11月13日早上，繼11月10日早上的第一次萬米深潛後，由探索一號支持船搭載的奮鬥者號再次在已知地球的最深處——馬裡亞納海溝進行萬米深潛，但與上次獨自深潛不同，這次它將有一個更加了不起的任務，進行2萬米深潛器艙內和海底作業電視直播！這是人類歷史上從來沒有過的壯舉，它要如何實現呢？

關於萬米深潛器奮鬥者號的科普大家最近應該都看過不少了，它是我國獨立研發並製造的純國產萬米深潛器，關於它本身的技術難點我們就不再贅述，這篇文章將重點介紹海底通信實現高畫質電視直播的難點是如何突破的。在奮鬥者號首次下潛10909米的報導和科普介紹裡大家都應該已經知道，在萬米的深海，已經無法通過無線電波與海面進行通信了，而上一次所採用的是聲學的通信，也就是利用聲波通過海水傳播來實現雙向通信。但這種通信方式比較原始，是無法實現高保真傳送的，如果有看過上次下潛時的語音採訪就知道，那聲音品質就是報話機水平。而我們此次要進行的是電視直播，而且是4K超高清的電視直播，聲學通信系統？別鬧……

新任務當然需要新利器，這次的新利器就是由探索二號保障船搭載的萬米深海著陸器滄海號還有輔助的「小助手」凌雲號。其中滄海號就是實現實時高畫質電視直播的關鍵！那麼它有什麼神奇裝備嗎？它又是如何與海面實現通信的？答案就在滄海號攜帶的一根微細光纜，這根長達10多公裡的微細光纜就是實現海底的滄海號深海著陸器與海面的探索二號保障船之間實現通信的關鍵。

既然帶了微細光纜，海底與海面間的高質量通信就好理解多了，這是直接用雷射在光纖裡傳播，跟我們家裡的電信寬帶網絡是一樣一樣的。而當信號傳送到探索二號保障船上後，就可以通過保障船上的衛星天線實現衛星通信，這樣就能與同樣建立了衛星通信的央視直播間實現雙向通信同步直播。

到此從海底到直播間的通信通道已連通，我們可以通過滄海號上的深海攝像頭看到了奮鬥者號靠近的畫面，但問題來了，滄海號與奮鬥者號之間並沒有光纜連結，高清的畫面又是怎樣從奮鬥者號的艙內傳到滄海號號上的呢？其實看到上面的畫面聰明的你一定已經猜到了——光信號！

在滄海號和奮鬥者號分別坐底後，在通過聲學定位確定彼此的位置後，無法移動的深海著陸器滄海號就是通過相對不易被海水吸收和散射的藍綠色的燈光吸引奮鬥者號向它移動，並彼此準確定位。

在奮鬥者號上，艙內攝像頭拍攝的數值畫面編碼後通過雷射發射器中藍色雷射產生閃爍的信號傳送信息，滄海號上的接收器接收到閃爍的信號後，通過信號調製轉換成數字畫面，再通過光纖微纜傳送給海面的探索2號母船，探索二號再通過船載的衛星天線通過通信衛星傳送到電視臺實現實時直播。完整通信原理見下圖：

整個通信過程原理看起來比較簡單，一目了然，但實現起來一點也不容易，否則也不至於在人類首次載人進入萬米馬裡亞納海溝60年後，才首次實現萬米海底的實時高清畫面直播通信。為我們的科研人員鼓掌！最後，我們來看看這來自萬米海底下實時的高清畫面吧：

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