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观海局
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中国科学家和工程师已经到达西太平洋海面以下2000米(6561英尺)的一座海山,测试了一款旨在开采富含钴矿藏的智能采矿车,并收集了关键的性能数据。
这款机器人矿工展示了其穿越布满钴壳的崎岖海底的能力,能够自主调整姿态以避免翻覆或被困。
富含钴的结壳是由铁和锰氧化物组成的缓慢生长层,覆盖在海山的斜坡上。它们历经数百万年,由海水中的矿物质沉淀而成,含有钴、镍和铂等贵金属,其中太平洋的矿藏最为丰富。
这项具有里程碑意义的试验表明,中国的深海采矿雄心正在迅速从概念变为现实——这一转变势必重塑全球关键矿产供应链。
鉴于钴资源的战略重要性,美国国防部今年早些时候启动了一项钴储备计划。然而,由于无法预见的技术瓶颈和运输困难,该计划于10月份被取消。
这一挫折发生之际,中国已在全球钴供应中占据主导地位,控制着世界大部分钴矿开采和提炼能力。然而,陆地钴储量极其有限,许多矿山位于非洲偏远、高风险、政治动荡的地区,开采成本高昂。
与此形成鲜明对比的是,据行业估计,海底蕴藏着超过73亿吨的钴——是所有已知陆地储量总和的600多倍。
2013年,中国获得联合国国际海底管理局的授权,勘探西太平洋海山上3000平方公里(1158 平方英里)的富钴地壳矿区,从而使中国获取这些丰富的海底资源的行为合法化。
一些未参与这项研究的中国海洋科学家认为,中国能够在太平洋如此深处进行先进的采矿试验,标志着技术和战略上的飞跃。
该试验性采矿车由国家金属采矿工程技术研究中心(长沙矿山研究院)、中南大学和天津大学的科研团队联合研制。
该采矿车专为应对极端条件而设计,由四个独立驱动的履带提供动力,每个履带都能自主调节高度。
它前进的速度可达每秒20厘米(7.8英寸)。
虽然中国之前也开发过深海采矿原型,但早期的努力主要局限于理论研究和实验室规模的测试。
“以往的研究大多停留在理论和实验室原型阶段,没有在实际操作环境中进行现场试验,因此结论的可靠性难以验证。”由高级工程师姜敏(音译Jiang Min)领导的研究团队在10月份发表于同行评审期刊《矿业研究与开发》上的一篇论文中写道。
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智能采矿机正在进行地面测试。图片:国家金属矿山工程技术研究中心
新设计引入了多项突破。“它采用高离地间隙履带式车轮,有效提高了离地间隙;整车采用四轮独立驱动系统,确保在复杂地形上拥有卓越的机动性。”姜的团队表示。
四个独立可调的支腿可以主动控制履带的高度,从而使车辆能够在起伏的海底地形上稳定行驶。研究人员表示,这些特性共同提高了车辆的适应性和韧性。
实际测试揭示的挑战远比模拟预测的要大得多。试验数据显示,该车辆在每秒仅5厘米的爬行速度下即可达到最佳稳定性。
当速度提高到接近最大值时,即使是先进的智能控制系统也难以抑制危险的振荡。
尽管如此,总体性能表明,与之前的设计相比,新的工程解决方案将行驶稳定性提高了两到三倍,从而最终证明了自主海底采矿作业的可行性。
关键操作细节——包括车辆的有效载荷能力、电源持续时间和实际采矿方法——仍未公开,测试的确切坐标和时间也未公开,这凸显了该任务的战略敏感性。
中国并非孤军奋战。全球海底资源争夺战日趋激烈,包括美国在内的各国都在竞相分一杯羹。
今年4月,美国总统唐纳德·特朗普签署了一项行政命令,允许美国私营公司在未经联合国当局事先批准的情况下进行深海采矿。
一些科学家发出严厉警告,告诫说不受监管和过早的深海采矿,可能会破坏脆弱的海洋生态系统,并可能引发不可逆转的生态灾难。
来源:南华早报
作者:Stephen Chen
编译:观海局
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