中國網訊（記者 葛蕾 舒珺）2015年11月，「向陽紅10號」船將搭載我國最新自主研製的4500米級深海資源勘查系統（AUV）「潛龍二號」前往西南印度洋中國勘探合同區進行試驗性應用與海底熱液硫化的勘查工作。來自國家海洋第二研究所的張金輝作為「潛龍二號」的設備應用人員和海底探測磁力儀課題組組長對「潛龍二號」傾注了大量的心血。近日，記者前往位於杭州的國家海洋第二研究所，對張金輝進行了獨家專訪。
自主研發海底探測磁力儀 打破國外技術壁壘
2011年，我國成立了研製海底探測磁力儀的課題，張金輝任課題組負責人。磁力儀是「潛龍二號」的探測系統中的一個傳感器，用來探測地磁異常，為科學家提供近底的高精度的地質探測數據。張金輝說，國際上的海洋磁力儀比較多，大部分我國都可以購置到，但應用於深海的三分量磁力儀卻購買不到。因為三分量磁力儀用途比較廣泛，不僅用在海洋勘探中，還可以用在軍事上，所以這種設備國外對我國是有技術封鎖的。
成立課題組以來，他們對磁力儀的研製花了很大的精力。首先要研究磁力儀，要保證探測數據可靠；另外，因為海底磁力儀首先要應用於「潛龍二號」，而「潛龍二號」上面有很多的設備，比如下浮亞鐵、上浮亞鐵等，這些設備中產生很多磁幹擾的物質，對磁力儀探測數據造成很大的幹擾，影響磁力儀的數據質量。所以這需要一個關鍵的技術，那就是裝在AUV上以後對磁力儀對磁幹擾的校正技術。張金輝團隊閱讀了大量的國外研究文件，結合自己測試推導出的公式，研發出了磁力儀對磁幹擾的校正技術，而這個方法後來申請了發明專利。
通過三年多的努力，磁力儀被研製了出來。張金輝帶領的研發團隊沒有先放在AUV上進行試驗，而是先經過了地質臺測試。張金輝說，測試以後發現跟地質臺比對非常吻合，誤差小於兩個納特。裝載在AUV上，有了幹擾以後，他們通過對理論的研究，通過陸地的測量，還有千島湖的湖試，對磁力儀的幹擾做了很好的校正。湖試以後效果比較好，通過7月份到8月份的沿海海試，海試結果也令人滿意。首先探測的數據跟當地通過國際地質查詢數據是很吻合的，還有，通過校正方法以後使得特殊數據的質量得到了大大的提高。張金輝對記者說，目前，我國自主研發的海底磁力儀表現穩定，不僅可以搭載在AUV上，還可以搭載在蛟龍號等深海設備中。並且海底磁力儀還可以應用到軍事當中，可以說用途廣泛。「現在不論從技術上還是材料上，海底磁力儀要實現量產完全沒有問題」，張金輝自豪地說。
AUV多個傳感器探測數據同步記錄 最快3小時解析出結果
除了磁力儀，張金輝帶領的AUV探測課題組也負責AUV上搭載的其他探測器的配備、維護和數據分析。此次大洋40航次，AUV探測課題組負責保證AUV從入水、海底探測到出水整個過程的正常，確保探測數據質量可靠。為了確保探測時間的同步性，除了光學相機的數據，每一個傳感探測器的數據都通過數據線傳到AUV整個數據控制中心進行保存，可以保存長達30多個小時的數據。AUV出水以後，把數據下載下來，拷貝到計算機中，通過後處理軟體對多個傳感器的數據進行融合處理，最快3個小時就可以看到結果。
張金輝說，此次大洋科考是去往西南印度洋，此地海況比較惡劣，海裡的地形比較複雜，這對AUV和AUV上搭載的探測器來說都是一個不小的考驗。張金輝解釋道，熱液硫化物礦區分為活動和非活動的，對於活動的熱液硫化物，他們通過海洋物理、海洋化學、CDD、價位等傳感器來推測發現它的異常；對於非活動停止的礦區，這些傳感器就無能為力了，這個時候就主要靠磁力儀來探測。通過AUV搭載的傳感器，可以來探知礦區有多深多大，有多少儲量，為進一步的研究提供可靠數據。
此次大洋40航次，上船名額很緊張，探測課題組只有兩個名額，所以課題組推薦量兩個更適合的年輕人上船。對於自己可能上不了船，張金輝表示挺遺憾的，但他覺得另外兩個人比自己更適合。他說，其中一位對磁力儀研製保障方面的技術比較強，我們推薦他去，讓他負責保證磁力儀的正常工作。另一位是磁測數據的研究專家，他在數據處理方面比較強。所以派他們兩位上船是最合適的。
為了「潛龍二號」總設計師哭了 AUV在海洋調查中大有可為
講到「潛龍二號」，張金輝非常自豪，他對沒有見過潛龍二號真面目的記者描述道：「它外觀很漂亮，流體利扁型，機動性非常好，適用像印度洋海底那樣的複雜地形。」
他向我們透露了一個秘密：此次南海海試三亞總結會上，「潛龍二號」總設計師劉健哭了。「之前進行過幾次潛試，都不怎麼成功，不是出現這個問題就是那個問題，劉健作為總師，就像率領部隊打了敗仗一樣，壓力很大。國家花了那麼多錢投資下去研發一個東西，研究出來發現這個東西沒用，失敗了，這個壓力肯定特別大」，張金輝說。
「這次南海海試，我們都有種預感這個海試要失敗了。但潛器下潛以後出乎意料的順利，通過固件更換以後，潛龍二號在南海第一個長航程工作了31個小時。到了31個小時以後，潛器一直不上來，直到電池最後用光了才上來。我們對潛龍二號的設計就是，各項設備工作都很正常，電池用光的時候，才會上來。如果是提前上來，就說明是它出問題了。這次非常的順利，大家都舒了一口氣，而劉健也流下了他的男兒淚。」張金輝說，科學的道路上不可能一帆風順，「潛龍二號」能夠在南海有這麼優秀的表現，源自沈自所和海洋二所的通力合作和密切配合。
「AUV實現了我們以前常規調查實現不了的事。第一它可以實現近底高精度全覆蓋的作用，以前船底設備安裝以及拖曳作業都達不到這個調查精度的要求，通過AUV就可以很容易實現。而且通過我們研發技術的提高以及設備價格降下來，以後AUV大洋海洋調查有可能為多AUV作業，一次下去多個AUV一起下去作業，這樣對我們調查的效率以及調查的成本就會大大下降。所以，由於它的優勢，以後AUV為大洋調查使用會越來越多，我想，AUV在以後海洋調查中大有可為」，張金輝信心滿滿。