雪冰何惧 “鹰”腾极地——中国极地考察40年系列报道

科技   2024-12-16 15:31   北京  

                   

40年前的秋冬交替之际,在中国共产党领导下,伟大的中国人民开启了一项中华民族前所未有的伟大探索——南极科学考察。从此,地球两极持续涌现着中国人民辛勤劳作的身影。他们勇斗极寒、坚韧不拔、拼搏奉献、严谨求实、辛勤工作,推动我国极地事业从无到有、由弱变强。中国自然资源报社开设“中国极地考察40年系列报道”栏目,今天推出第七篇——《雪冰何惧 “鹰”腾极地》。

                   
“任何为人称道的美,都不如在冰雪中第一次与你相见。”这是新华社记者在南极考察报道时发出的感慨。
这第一次相见的主角“你”,不是朝思暮想的人,而是我国首架极地固定翼飞机“雪鹰601”。
面对茫茫冰雪和路途多艰,拥有一架直升飞机已属不易,如果是固定翼,更加弥足珍贵。

空中英姿
               

“雪鹰”首飞

               
飞机运输,对于南极考察极为重要。在我国首个南极考察站长城站建设时,物资运输都依靠小艇和人力的肩扛手搬。幸好首次南极考察队人员591人,人多力量大,才使得长城站顺利建成。
随着我国南极考察不断深入,为了提升工作效率,考察队采用租借直升机的方式,在极地考察中提供有力的保障支撑。
2009年10月,我国自购引进的第一架Ka-32重型直升机“雪鹰”号入列中国第26次南极考察队。“雪鹰”号采用双发共轴式反转旋翼设计,具有较强的抗风能力,吊挂起飞最大重量为12.7吨,一次最多能吊挂5吨重的货物,最大载客量为14人,最高航速为每小时255公里。

中国第26次南极考察队“雪鹰”号入列仪式    赵建东 摄
经过一个多月的航行,“雪龙”号抵达普里兹湾海域,破冰抵近中山站。
12月7日,中山站地区风力为3级~4级,能见度为15公里,适宜飞行。“雪鹰”号从“雪龙”上“隆隆”起飞,开始首次吊运物资。

“雪鹰”号在“雪龙”船上准备起飞    赵建东 摄
早已做好飞行准备的“雪鹰”号首任机长董文治与赵祥林迅速发动了直升机,“雪鹰”号直升机吊挂着16桶航空煤油从“雪龙”船停机坪上缓缓升空,向中山站飞去。约40分钟后,“雪鹰”号圆满完成第一架次的物资吊运任务,重返“雪龙”船。

“雪鹰”亮相南极考察,开始首次吊运物资    赵建东 摄

“雪鹰”号吊运货物飞往中山站附近的内陆出发基地    赵建东 摄
仅12月7日一天,“雪鹰”号累计飞行5个半小时、14个架次,圆满完成吊运雪地车配件和将20名人员、100余桶重量约32吨的航空煤油运送至中山站的任务。
首日飞行卸运物资有力地验证了“雪鹰”可以为极地科学考察、后勤支援和极地救援提供必要的保障能力。
有了“雪鹰”号加入,使我国极地考察全面进入航空时代,形成了船、站、车、飞机的立体考察模式。
               

内陆需要固定翼

               
Ka-32型直升机虽然对极地考察、后勤支援和极地救援提供了必要保障,但是其飞行距离有限,无法承担长途飞行工作,尤其是在我国南极内陆考察中,常常望“冰”兴叹。
南极内陆考察高坡、路远、坑多,依靠雪地车跋涉前行用时很长,遇到突发事件难以快速应对,空中力量制约明显。2005年1月,中国第21次南极考察队内陆队在进到内陆1200公里处时,一名队员忽然身体发生异常状况,难以继续开展工作。为了保证队员的安全,考察队联系位于极点的美国阿蒙森-斯科特站,请求飞机救援。
那次事件后,我国需要固定翼飞机越来越迫切。固定翼飞机速度快、机动性高、可长距离飞行,飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔。
为了尽快打破这种局面,国家海洋局决心加强极地航空项目建设。经过反复研究、调查和论证,美国巴斯勒公司改装的 BT-67型飞机进入我国视野。
BT-67飞机是最适用于极地恶劣环境的多用途运输机。针对极区高原飞行和我国极地考察的特点,我国专家对飞机的改进和更新提出了一系列要求。
在进行了多达16项的改进和更换后,动力系统、控制系统、操作系统及内部结构全部焕然一新,各项技术指标在该类飞机中达到国际先进水平。
2015年11月,改造成功的红白相间的我国首架极地固定翼飞机“雪鹰601”跟随中国第32次南极考察队亮相南极,“中国红”与“南极白”相间的机身,完美的呼应了它作为中国首架极地固定翼飞机的身份。
               

呼啸冰盖之巅

               
到达南极后,“雪鹰601”开始了各项测试飞行,初步验证了各项技术指标。
激动人心的时刻到来。当地时间2016年1月9日,南极晴空万里,透彻的蓝天映衬着冰原的辽阔。考察队员聚集在中山站附近的内陆机场,欢送“雪鹰601”首次执行重要的长途飞行任务,目的地——昆仑站。

即将飞越中国南极昆仑站的工作人员合影

固定翼飞机飞跃昆仑站
13时31分(北京时间2016年1月9日16时31分),“雪鹰601”点火起飞,轰鸣的起飞声划破南极宁静的苍穹,震撼着人们的心灵,仿佛在回应着另一个世界的召唤,又如战鼓催征激情澎湃地飞入云霄。
经过4小时23分钟飞行,“雪鹰601”抵达昆仑站上空。盘旋之后,立即掉头返回中山站。飞行持续航程2623公里,连续飞行时间9小时4分钟,全面验证了飞机的动力系统、控制系统、续航能力和适应南极高原环境复杂条件的技术性能。其搭载的冰雷达系统、重力仪、磁力计等多套先进科学设备获得具有重大价值的科学数据,机载应急救援装备也全面达到标准并运行良好。

安装冰雷达天线

安装磁力计尾杆

安装航空重力仪
22时36分,当“雪鹰601”安全降落在中国南极中山站附近的冰盖机场,现场人员一阵欢呼:“极地上空有了中国‘鹰’。”

这次飞行开辟了从南极点飞越冰盖高原到达中国南极中山站的2304公里内陆中央航线,超长航程和航时创造了该机型执行南极任务新纪录,为我国南极事业增添了新的发展引擎。自此,我国南极考察活动从主要依托考察站、破冰船和内陆地面车队过渡到航空时代,促进了我国极地航空保障体系的建设与发展,大幅拓展我国极地考察区域,提高科学研究水平,增进国际合作交流,提升国际影响力。
               

首降4000多米冰盖高原

               
一年后,“雪鹰601”迎来了又一个历史时刻。
2017年1月8日一大早,“雪鹰601”固定翼飞机作业队队长郭井学便来到距离中山站10公里外的内陆机场,一遍又一遍地认真检查飞机携带的各种科考设备。这一次,“雪鹰601”计划实现新突破——降落昆仑站。
这不是一次普通的降落。昆仑站机场位于南极冰盖最高区域冰穹A,海拔超过4000米,气候条件异常恶劣,被称为“人类不可接近之极”,终年严寒,年均气温-58.4℃,表层覆盖厚达数米的松软积雪,环境恶劣程度远超南极其他冰盖区域。虽然“雪鹰601”一年前成功飞越昆仑站,但机组人员还是不敢有半点马虎。
中国第33次考察队副领队、测试飞行现场总指挥张体军深知海拔越高,空气越稀薄,飞机动力、升力、推力等性能都会降低。他认真谨慎地部署、检查各项起降工作,以确保万无一失。
在昆仑站,先期抵达的中国第33次南极考察队昆仑站队队员在站长魏福海带领下,用雪地车配合平整推斗等压实积雪,反复平整,修建了一条长约4000米的高海拔冰盖机场跑道。队员们还通过时速100公里以上的雪地摩托反复测试跑道。
2017年1月8日9时50分,伴随着发动机有力的声声轰鸣,“雪鹰601”腾空而起,向着1200公里外的昆仑站进发。
随着“雪鹰601”距离昆仑站越来越近,远在千里之外的中山站的指挥中心充斥着紧张的气氛,考察队领导和队员们眼睛死死地盯着监控屏幕。
“我们只能通过屏幕看到飞机正在下降,但无法确定飞机是否能安全着陆。”回忆当时的心情,张体军用了4个字:度秒如年。
14时35分,“雪鹰601”在昆仑站机场平稳降落。一跳下飞机,郭井学便和队友们紧紧地拥抱在了一起,共同庆祝这历史性的时刻。
在昆仑站短暂停留后,“雪鹰601”于当地时间1月8日22时30分返航,安全降落在中山站机场。经受了接近16小时的考验,考察队员和机组人员每个人脸上洋溢着成功的喜悦。

“雪鹰601”飞越昆仑站
这不是一次普通的降落,标志着我国极地考察保障能力提升的更强,延伸得更远,可以抵达更多难以到达的地方。
面积约1400万平方公里的南极大陆,绝大部分被冰雪覆盖。恶劣的自然环境意味着当地无法提供生存资源,几乎全部物资要依赖外部输送。我国自首次开展南极考察以来,船舶一直是最主要的运输工具,但每年也只有南极夏季才有几个月的使用期。在4月到10月南极冬季,海冰的边缘距离陆地达上百公里,这期间任何船只无法靠近南极大陆,各国考察站真正处于与世隔绝的状态。中国第33次南极考察队领队孙波说,“雪鹰601”此次降落冰穹A,标志着中国极地固定翼飞机将可能实现在南极大陆全域的“存在与抵达”。
从极地大国向极地强国迈进,航空力量不可或缺,“雪鹰601”的加入,意味着中国南极科考真正步入“海陆空”协同时代。
               

航空助力成果丰

               
有了飞机的助力,我国极地考察更加从容和便利,依托航空力量取得了一系列重要成果。
“雪鹰601”搭载有能够穿透接近5千米厚冰层的冰雷达、航空磁力计、重力仪等设备,具备强大的南极冰下探测能力,可以为南极冰盖的不稳定性和演化、南极大陆地质学等研究提供关键数据支撑。2015年以来,“雪鹰601”对南极伊丽莎白公主地区域先后完成7个年度、超过20万公里航空测量。

飞跃埃默里冰架

机上数据采集

南极冰脊B航空测量期间机上数据采集   崔祥斌 摄

“通过航空冰雷达探测,一块面积约90万平方公里、埋藏在数千米厚的冰盖下的大陆地形第一次呈现在世人面前,包括冰下盆地、冰下湖、冰下山脉等一系列新的重要地貌特征。”中国极地研究中心极地冰雪与气候变化研究所副所长崔祥斌介绍,“我国向国际上公开发布了伊丽莎白公主地的冰厚和冰下地形数据成果,为国际社会加强南极冰雪研究提供了基础服务,得到了相关各方的积极评价。”

中国和澳大利亚航空科考团队开展交流与合作

冰下湖距离泰山站约120公里,名曰“麒麟”冰下湖,总面积约370平方公里,上覆冰盖厚度达到3600米,湖水深度超过200米,湖底沉积物厚度接近300米。此区域具备典型的高压、低温、黑暗、寡营养等极端环境特征,是南极冰下极端环境生命探测和冰盖演化研究的理想之地。“十四五”期间,科技部也设立了相关研究项目。未来,我国有望完成“麒麟”冰下湖的科学钻探,获取国际上第一份真正的南极无污染冰下湖水样品。

中国第36次南极考察期间,“雪鹰601”飞机搭载我国自主研制的航空重力仪完成约1.5公里的航空重力测量,首次实现国产大型航空载荷在南极的应用示范。
中国第40次南极考察期间,我国牵头承担了“南极研究科学委员会环南极冰盖边缘探测计划”首个现场观测任务,“雪鹰601”圆满完成约7200公里的航空测量,填补了毛德皇后地和恩德比地冰盖边缘的巨大数据空白。

“南极研究科学委员会环南极冰盖边缘探测计划”首席科学家、挪威极地研究所松冈健一给我国南极考察队专门发来邮件:“衷心感谢中国的大力支持,‘雪鹰601’执行了历史性的飞行任务,是一项真正的开创性的工作。”

我国南极航空力量的加强,极大提升了我国南极国际科学合作的水平和国际影响力:为南极冰盖冰底环境、冰盖不稳定性、南极冰盖物质总量变化、超百万年最古老冰寻找等国际前沿科学研究做出了重要贡献;我国成为“南极研究科学委员会”的“第三代南极冰下地形制图计划”和“环南极冰盖边缘探测计划”主要创始国和关键成员;孙波和崔祥斌担任了上述两个重要国际计划的核心组成员、执委会委员……这些都是进入中国特色社会主义新时代极地考察的重要成果。

南极的天地之间,考察队员已不再孤立无援:一架红白相间、尾翼闪耀着五星红旗的固定翼飞机随时枕戈待旦,听令出征。


来源:i自然APP

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