最強海底攝影師「滄海號」 伴「奮鬥者」闖萬米深淵

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  關注中國科技的朋友,對勇闖「第四極」的「奮鬥者號」載人潛水器不會陌生,但大家知道它在萬米深淵工作的畫面是誰拍攝的嗎?它有自拍棍?原來拍下這些珍貴畫面並直播出去的,是一部名為「滄海號」的深海著陸器;它被形容為奮鬥者號之「御用攝影師」。「滄海號」有甚麼「黑科技」?

「滄海號」還有「小助手」凌雲號

當局2016年開始研發「奮鬥者號」載人潛水器,隨後決定「加碼」,為「奮鬥者號」研發「攝影師」,這就是「滄海號」。圖為「奮鬥者號」。(網上圖片)

  「奮鬥者號」載人潛水器於2016年開始研發,至2020年才投入運作。在此期間,當局又決定研發「御用攝影師」作為深海科考的配套,它就是現在的「滄海號」深海著陸器。

  「滄海號」外形大致呈長方體,高約3米。它身體正面的左下方還搭載着不足一米高的「助手」「凌雲號」;「凌雲號」可與「滄海號」分離、自行在海底活動。

  「滄海號」雖然不載人,本身沒有很多科考功能,甚至不能像「奮鬥者號」在海底自由活動,但研發難度絕不低。

  延伸閱讀:潛入萬米深海 「奮鬥者號」征服地球第四極

「滄海號」全高3米,「凌雲號」(箭咀示)高大約一米。「滄海號」到達海底後,「凌雲號」就可離開「滄海號」,開始自己的「助手」工作。(網上圖片)

  「滄海號」裝有全海深超高清攝影機、3D攝影機,還有16個照明燈作「打燈」之用,通信傳輸、電力等設備不可少;它搭載的「凌雲號」亦有小型高清鏡頭和燈等設備,怎樣確保設備能承受海底高壓,便是難題。

  要知道在萬米深海,水壓能達到大氣壓的1,000多倍,相當於指甲大小的地方頂住一輛私家車,非常驚人。

  其中最棘手、又是必須解決的一個問題,是要保證攝影機在巨大壓力中運作正常。為此,研發人員製作了一個圓筒形、前端設有玻璃觀察窗鈦合金密封艙,攝影機放置艙內,即可透過觀察窗拍攝,並免於受壓。

光纖傳數據 滄海號高清直播

「滄海號」和「凌雲號」以「探索二號」為母船,圖為它們從母船吊運下海。(網上圖片)

  為讓觀察窗硬度夠高,又有足夠透光度,研究人員曾費煞思量;經過返複試驗後,他們最終用人工合成藍寶石,作為玻璃窗材料。

  另外,「滄海號」除了是「御用攝影師」外,還要負責「直播」工作,如何把高質素畫面即時傳出,同樣不容易。

  「奮鬥者號」2020年10月由母船搭載到太平洋,開始探索萬米深的馬里亞納海溝。深海無法使用無線電,奮鬥者號要利用聲波與外界通信,當日的直播聲畫質素非常有限。

「奮鬥者號」在海底工作的鏡頭,就是由有「御用攝影師」之稱的「滄海號」拍攝。(網上圖片)

  11月13日,載着3名潛航員的奮鬥者號成功到達10,909米深的溝底,創下紀錄。此際大家還發現電視直播與以往大不同,畫面非常高清,且除了奮鬥者號的第一身視角外,竟然還有拍到奮鬥者號如何工作的鏡頭。

  那是怎樣做到的?原來要歸功於首次出動的「滄海號」。

  「滄海號」設有一條連接母船的光纖,其傳輸速率達每秒15GB,正是高清直播的關鍵。另外,「滄海號」與「奮鬥者號」能以激光發射器的「光信號」溝通,「奮鬥者號」同樣可透過「滄海號」中繼,把畫面和資料傳到母船上。

  據報道,在試驗階段,「滄海號」長逾10公里的光纖曾經斷裂,因此科研團隊還特意加裝一部中繼器,以確保通信順暢。

滄海號實時畫面助科學家決策

「奮鬥者號」的潛航員用手機拍下「滄海號」在海底工作的畫面。(電視畫面)

  在具體運作上,工作開始之初,「滄海號」會先離開母船「探索二號」,先行下潛和著陸海底,作為拍攝主機位。這時「凌雲號」亦會按自動程序與「滄海號」分離,並按設計好的路徑移動,成為水下拍攝的第二機位。

  另一方面,「奮鬥者號」離開母船「探索一號」,開始潛入海底;由於「滄海號」坐底(在海床著陸)後不能自由活動,「奮鬥者號」須用聲學通信定位和探測雷達找到「滄海號」,並緩緩駛到「滄海號」的鏡頭前,主動入鏡。

在「滄海號」的母船探索二號上,科研人員正整理數據。(網上圖片)

  雙方用光信號取得聯絡後,「奮鬥者號」開始科考任務,「滄海號」和「凌雲號」也全力拍攝,並透過光纖把相關畫面和資料傳到母船上。

  實時畫面會由母船傳上衛星,再經衛星轉發國內電視台,觀眾就可以看到「奮鬥者號」在深海的工作情況。

  當然,「滄海號」的高科技拍攝和直播,不只是為了滿足電視觀眾需求,其更重要作用是能讓母船上的科學家實時掌握「奮鬥者號」工作情況,向潛航員提出指導和決策。

  延伸閱讀:全海深視頻直播系統完成萬米海底4K視頻直播

「滄海號」上面的紅色裝置(箭咀示)就是光纖的中繼器;它對「滄海號」的直播至關重要。(網上圖片)

 

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