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創新

2024年12月5日

深入探究正在改變海洋探索乃至世界其他地區的科技

無人水下航行器和其他技術的進步正在幫助科學家揭開深海的秘密,這可能對海平面以上的生活帶來好處。

一盞高功率燈照亮了深海探險場景。
橘色圓圈

恩里克·塞古拉

數位行銷高級專員

科技領域

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人們常說,我們對火星表面的了解比對地球海洋深處的了解還要多。然而,這並非因為缺乏興趣,而是因為海洋的極端條件帶來了巨大的挑戰,例如巨大的壓力、極低的溫度以及深海的完全黑暗。

但近年來無人探索技術的進步使科學家能夠探索這些未知的領域,這可能會對水上生命產生積極影響,例如改進當前的氣候模型、增強可持續的捕魚方式以及從深海生物中發現生物醫學資源。

深海探索的突破

自主水下航行器(AUV)的進步從根本上改變了海洋勘探。這些無人潛水艇可以獨立運行,無需船員即可在海洋深處航行。例如,2020 年,俄羅斯自主水下航行器「勇士-D」號花了三個小時探索了地球上最深的海洋海溝——馬裡亞納海溝,其深度達到 10,028 公尺——比珠穆朗瑪峰的高度還要深。

同樣,美國海軍的「蝠鱝號」(Manta Ray )是一款長航時無人機,代表了無人水下技術的一大飛躍。該車輛可以長時間自主運行,甚至可以休眠在海底以降低燃料消耗。

聲波和雷射光束:通訊方式變得更加深入

深海勘探面臨的最大障礙之一是即時傳輸資料的困難。與陸地或太空不同,無線電波無法穿越海洋,因為水會吸收和散射這些訊號,嚴重限制其傳播範圍和有效性。

水下通訊領域的最新突破開始著手解決這些挑戰。例如,藍光和綠光雷射已被用於加速光通信,從而實現短距離高速資料傳輸,與傳統方法相比,資料傳輸速率提高了 1000 倍。與聲學系統配合使用時,這些雷射可以實現水下航行器和水面站之間更有效率的通訊。

此外,人工智慧和機器學習的進步改進了資料壓縮和糾錯技術,使得透過以前難以實現和不切實際的距離傳輸複雜資訊成為可能。這些技術加快了資料共享,提高了水下任務的成功率,確保關鍵資訊能夠及時送達科學家手中,而不會出現重大延誤或遺失。

海洋:高清線上觀看

通訊技術的進步也增強了我們即時體驗深海的能力。例如,美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 的「奧克阿諾斯探險家號」(Okeanos Explorer )是由美國海軍艦艇改裝而成的勘探船,配備了高清攝影機和衛星通訊系統,可以對其任務進行即時直播。

同樣,海洋觀測計劃提供來自軸向海山(一座距離俄勒岡海岸 250 英里的活水下火山)的即時視訊串流。這些高清視訊串流每三小時更新一次,讓世界各地的人們都能觀察火山活動和周圍的海洋生物。你可以從這裡觀看。

今年一月,世界經濟論壇在達沃斯舉行年會,會議期間,一艘潛水器在塞席爾外島附近海域350公尺深處進行了現場直播,讓世界各國領導人得以一窺海底世界。這項壯舉展現了我們在深海探索領域的巨大進步,實現了即時溝通和互動,而這在十年前幾乎是不可想像的。

海洋的狂暴和神秘特性所帶來的挑戰,激發了人們的創新解決方案,這些解決方案正在徹底改變我們對海洋的認識。透過不斷克服這些自然限制,人類正在穩步彌合海洋深處與海面之間的差距,為海洋研究和探索的重大進步開闢水下道路。