指向了大海的方向

海的方向

  “其实人一生,潜心做一两件事就够了。哪怕研究个马桶,将马桶研究好,研究到极致,也是对人类的贡献。”说这话之前的孙秀军没有想到,出生于山东半岛内陆、世界足球起源地淄博的他,事业之路竟指向了大海的方向。

  翻阅孙秀军的博客,从2010年6月9日的第一篇文章,到最近2022年2月12日的更新,一共26页内容,几乎成了他的一本在线工作日记,丝粉栉比间是《我国波浪滑翔器技术发展历程》、《波浪滑翔器工程化技术研究开发填补国内行业空白》、《专业波浪滑翔器项目简介》。而他最钟爱的,无疑是那颗“黑珍珠”。

与海结缘

  “去美国之前,我在天津大学从事海洋无人装备研究。”2010年,作为“黑珍珠”波浪滑翔器研发团队总负责人,孙秀军在国家留学基金委的资助下前往美国佐治亚理工学院,在电气与计算机工程专业接受联合培养。

  一年的美国之行让孙秀军学到了很多知识,也极大地开阔了视野。在实验室里,他不放过每一次研究机会,当来自他国的联合培养者徜徉着异国他乡的美景时,他却埋头苦读,仔细钻研。回国之后,他获得了天津大学机械电子工程专业工学博士学位。

  “既然学了工科,就要将学术进行传承。”孙秀军说,不管后来走到哪里,都不曾忘记导师对他的叮嘱。后来他执着地从事海洋无人装备的研发,与导师的教导有很大关系。

  “其实人一生,潜心做一两件事就够了。哪怕研究个马桶,将马桶研究好,研究到极致,也是对人类的贡献。”

  获得博士学位后,进入国家海洋技术中心深远海及海底探测技术研究室的孙秀军,先是成为一名工程师,后成为副研究员,继而成为港口、海岸及近海工程专业硕士生导师。

  “海洋装备不能只停留在样机状态,要成为国家需要即可使用的货架产品。”在孙秀军看来,海洋装备是海洋强国建设的基石,停留在专利和论文上的海洋技术,要对我国的海洋强国建设发挥效能,就必须落到海洋装备和海洋工程上。

  为此,孙秀军带着研发团队在实验室里进行各种数据的实验。

  饱尝酷暑严寒,对于科学家和工程技术专家而言,最欣喜的莫过于一个个难关被攻克,一个个山头被拿下。孙秀军也不例外。

海上遇险

  机会总是青睐有所准备的头脑。当国家号召科研战线持续向科学技术高峰发起冲锋时,孙秀军经过多年研发的波浪滑翔器已现雏形,此时的他开始向相关部门申报,并争取进入国家立项。

  “当时国内并没有波浪滑翔器研发的相关报道,尽管如此,争取到这一项目也确实不容易。”基于自己研发的样机在功能上已经取得了较大进步,以及自己的竞争答辩第一名的实力,孙秀军的项目得到了专家组的认可,一次就争取到了580万元的项目研发经费。

  “当时也有其他人申请这一项目,但其他的申请者既没有原理样机,也没有翔实的数据支撑,位列其后。”孙秀军说这话,是有硬实力撑腰的。

  这一年是2014年,为了这个项目,他此前已经进行了整整3年的研发。

  拿到项目,有了经费,孙秀军带着5名研究生再次扎进实验室,让原理样机一步步变身为工程样机。工程样机的出现,也就意味着可以下海进行试验了。

  工程样机的首秀,定在了青岛。

  “我们将样机布放到大海里,看它的自主导航能力、观测海洋气象数据的能力、抵御风浪和其他各类风险的能力。”孙秀军说,一次试验不是一天两天,至少需要半个月以上的时间方可完成。

  首次海试结束,工程样机运回天津,他们将得到的数据一一进行分析,通过一次次技术更迭,帮助波浪滑翔器样机完成了一次次“进化”。

  2017年下半年,孙秀军团队的工程样机再次从天津启程,奔赴青岛,以千里岩为中心点,计划进行为期半年的海试。不料,当样机布放入海第99天时,观测平台上传回了样机机能异常的信号。

  “有渔民往渔船上拖拽样机!”发现这一情况后,孙秀军等人一边让守在青岛市区的同事向千里岩附近赶,一边向距千里岩较近的烟台海阳警方求助,同时将这一情况上报渔业监管部门。

  “其实渔民在海上发现了这个东西,也不知道到底是个什么,只是对滑翔器上的太阳能电池板等设备感兴趣。”这位渔民更不知道,波浪滑翔器会自主发出信号,正是凭着这个信号,孙秀军等人找到了那名海阳渔民的家中,及时完好地收回了滑翔器。

  因为这个意外,正在进行中的试验不得不中途结束。彼时,滑翔器已经在海上累计航行了3595公里。

从“0”开始

  如同在进行一场电子竞技,孙秀军征服大海的装备在手中不停地升级,工程样机被先后布放到渤海海域、黄海海域、东海海域以及南海海域开展试验。

  “在不同海域开展试验,目的是测试不同海洋环境下工程样机的性能、功能和采集海洋环境数据的能力。”孙秀军说,因为青岛海域的区域面积、海气环境、海浪状况以及水深等因素,让他们将试验的重点海域选择在了青岛。为此,青岛海域也成为布放次数最多的海域。

  工程样机的可靠性几何?这些除了数据说话外,还需第三方机构鉴定。当样机最后一次布放大洋3个月,并实时将数据传输给团队和第三方机构时,孙秀军的项目宣告成功。

  “应该说,我国第一台波浪滑翔器的成功下水是一个壮举,有人认为值得庆贺。”可孙秀军认为,“当时我们的设备与美国设备相比,仍有很大差距。”

  为了缩短这段“距离”,已掌握核心技术的孙秀军竟决绝地在原有基础上从“0”起步,开始对我国的第一代波浪滑翔器进行技术更新。

  “刚掌握核心技术,再从‘0’起步,实则比起初起步更为艰难。”孙秀军说,“打破之前的规则,每走一步都是突破。”

  不久之后,他苦心研究的波浪滑翔器有了“黑珍珠”这个名字。

  装备“撒手锏”

  2018年1月,孙秀军正式“落户”青岛,成为中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室“青年英才工程第一层次”教授、“透明海洋”工程团队技术骨干,同时还是波浪滑翔器研发团队总负责人。

  这些头衔的背后,是来自扎实的学术素养与研发高精尖科技能力的支撑。

  2019年6月起,孙秀军又接过中国海洋大学信息科学与工程学部海洋装备技术方向博士生导师、计算机应用技术方向硕士生导师的重任。

  身为多学科导师的孙秀军边教学,边向我国第二代波浪滑翔器的研发进军。

  “我们所说的二代滑翔器,与美国的二代技术处在同一水平。”孙秀军说,若实现这个目标,我们必将要投入更多的精力、人力、物力和财力。

  苦心研究的动力,源自于助力海洋强国建设的梦想。在孙秀军看来,建设海洋强国,首先要装备强,装备是工具、是手段、是“撒手锏”。预报海洋气象、预警海洋灾害、预测海洋生态、为21世纪海上丝绸之路提供各类保障,没有高科技装备、没有这个“撒手锏”不行。

  多年来,科学家一直在研究黑潮及其延伸体区域的海气相互作用规律,以更好服务海洋机理认知,更好地对未来进行模拟和预测。然而,黑潮及其延伸体区域无论是海洋动力过程还是气象条件均十分复杂。受限于恶劣海况,人们无法很好地在该区域开展系统性的现场观测,导致海洋观测数据匮乏。波浪滑翔器正可弥补这一观测空缺,实现在海区大范围、长期无人值守观测,实现海洋数据的累积。

  “总不能让科研人员穿着泳装下海去测量数据,也不能总是依赖科考船让科研人员冒着风险去科学考察。”孙秀军说,“有了波浪滑翔器这个无人化装备,我们便可以到达全球绝大部分海域,海上科研实力就会大大增强。”

  福岛探“核”

  孙秀军提到的“全球绝大部分海域”里,就包括2011年日本强震后的福岛核电站附近海域。

  2011年,日本福岛强震导致核电站泄漏。多年来,核泄漏对福岛周边海洋生物及我国等国海域生态危害几何,一直让人心生困扰。为了揭秘答案、拿到精准数据与证据,“黑珍珠”波浪滑翔器曾前往周边大洋。

  “寻找这样的数据和证据,对波浪滑翔器而言并不难。”说起那次取证,孙秀军的语气有些轻描淡写。当时,他们仅依靠波浪滑翔器和搭载的设备,加上办公室的一个电脑,就实现了对福岛核泄漏放射性物质的取证。

  同时,“黑珍珠”波浪滑翔器还是国内首次、也是唯一开展过台风常态化观测的波浪滑翔器平台。近距离观测台风主要是进行大气、水体物理参数的全程记录,以此了解台风生成、发展和消亡中的关键海洋大气要素的变化。据此掌握台风的大小、路径和强度等的变化规律,以更好地预测和预报台风及海气环境的变化,服务我们的生产生活。2017年至2020年期间,“黑珍珠”先后结识了台风“天鸽”、“帕卡”“玛娃”“丹娜丝”“韦帕”“白鹿”“玲玲”和“米娜”等,顺利完成了观测任务。

  赴远海、挺进深蓝、探秘大洋,不是波浪滑翔器服务人类的唯一目标。

  2020年9月15日,我国黄海海域,长征十一号海射运载火箭将“吉林一号”高分03-1组卫星送入预定轨道——“一箭九星”,其发射海域的水文、气象等实况精准数据,就是提前布放在发射海域的“黑珍珠”所提供。

  海警、海监、海巡,在茫茫大海上单靠人力和执法船打击非法活动,不是一件容易的事。有了波浪滑翔器出手,它就是永不休眠的执法者,会全时、全天候在海上盯着,非法偷渡、非法走私、休渔期私自出海的渔船,都会纳入它的监控视线。

近海“捕”鲸

  如果说,实现放射性物质取证、近距离观测台风,还让人感觉跟自己的生活有点遥远,那么2018年波浪滑翔器在青岛近海的一个发现,却引起了市民和业界的极大关注。

  2018年8月下旬,孙秀军与国家深海基地管理中心副研究员杨志国等人,测量青岛近海海洋环境噪音时,捕获到了一种奇特的声音。

  “当时我们高度怀疑这种离奇的声音来自某种海洋哺乳动物。”孙秀军说,“但这种声音依靠我们自己的知识和经验,无法甄别和确认。”

  身为英国南安普顿大学与英国国家海洋中心访问学者的杨志国博士,将捕获到的声音带到英国进行鉴别,最终确认,声音是虎鲸或伪虎鲸发出的。

  在此之前,青岛海域已经多年未进行大型海洋哺乳动物生活习性、种类、存量和迁徙习惯的调查。波浪滑翔器挂载水听器捕获的声源信息,证明了青岛近海存有大型海洋哺乳动物。

  这一声源信息的发现,随后得到印证。2020年8月,青岛第三海水浴场附近有人拍到鲸鱼出没的照片,引发震动与讨论。

  “人类发展与生物发展长期共存。”目前,孙秀军和他的团队已经联合我国多家海洋科研机构,开展了外海大洋区域性阵列观测的常态化部署,将波浪滑翔器的海洋观测由南海、东海推进到西太平洋、西北太平洋等区域,30多个节点有效支撑海气界面的观测。这些从青岛蓝谷驶向世界大洋、对陌生领域充满“好奇”的波浪滑翔器,未来定会揭开海气界面或界面以下更多未知或难知的秘密。

一米圆桌上弄海潮

  有着广阔视野的孙秀军,将波浪滑翔器研发基地落户青岛蓝谷,成立了青岛海舟科技有限公司。此时,二代波浪滑翔器技术成为国家重点研发计划项目。

  经过团队持之以恒的技术革新与拓展,二代技术毫无悬念地被攻克。这不光让我国实现了海上环境监测数据由点到面的跨越,作为“撒手锏”的二代波浪滑翔器还挺进西太平洋、东印度洋、白令海,进行气象水文调查、水质生态监测、海洋声学观测、卫星遥感验证。

  除了授课和赶往一些学术机构做研讨,几乎每天早上8时30分,孙秀军都会准时出现在研发基地,对跟随自己的各专业研究生开展学术指导,听取机械、电控、智能、监控以及商务部门的技术汇报。而他的办公平台就是墙角一张直径仅有1米的圆桌,圆桌不但是他的待客交流点,还是他打开笔记本电脑查看和指挥波浪滑翔器远洋运行的平台。

  “海洋科技创新和创业,离不开各级政府的全力支持,更需要有一个稳定的、专注的团队。”刚入不惑之年的孙秀军接到一个新任务——建立深海大洋无人移动观测阵列,实现长期实时稳定的数据回传,为海洋强国大科学计划出拳。

编辑: 仲维莉 审核: 刘宜庆