天津
图 1 共享航次全体成员合影
近日，在国家重点研发计划项目支持下，“海铃计划”深海中微子探测团队依托广州海洋地质调查局“海洋地质二号”船共享航次，在海铃望远镜预选台址“海铃盆地”附近，圆满完成了深海中微子探测精密仪器及工程装备的实海测试任务，为海铃一期工程建设提供了关键支撑。上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院田新亮、郭孝先、魏汉迪老师团队，面向深海中微子探测前沿需求，聚焦大型深海长柔性密集潜阵的布放、组网与运维难题开展系统研究，在本航次中成功实施了“蜘蛛系统”潜标布放装置、水声定位系统、深水湿插拔连接器等多项关键技术的系列海试。
“海铃计划”是由上海交通大学牵头发起的深海中微子探测计划，旨在我国南海建设国际领先的大型中微子望远镜，通过捕捉高能中微子信号来探索宇宙射线起源、极端天体物理现象等前沿科学问题，推动粒子、天文、海洋工程、海洋科学、机械、电子和材料等多学科交叉研究。根据海铃一期规划，将在海铃盆地3500m深海布放10根高度约为700m的中微子探测串列，密集排布构成小型阵列。
“蜘蛛系统”是由船建学院团队原创提出的深海精密仪器特种运载装备，灵感来源于蜘蛛吐丝的连续性与可控性，采用“集成布放-柔性释放-垂直展开”的设计思路，实现了长柔精密潜标在深海环境中精确就位和受控展开。本次海试中，“蜘蛛系统”在3500米深海环境下完成了着底试验，重点验证了装置的抗冲击性能，还开展了“蜘蛛系统”和动力定位船舶联动移位试验，检验了深海精密定位施工能力。
视频 1 “蜘蛛系统”潜标布放
图 2 “蜘蛛系统”水下活动轨迹记录
深海中微子望远镜在洋流作用下会发生偏移，多节点空间定位技术是涉及中微子能量和轨迹重构的关键核心技术。我院团队创新提出了多信息融合的深海多节点定位技术，预期在深海条件下实现多节点 10cm 级的定位精度，解决洋流中柔性中微子探测阵列中微子信号重构的难题。为检验定位系统在实海条件下的定位精度，本次海试成功开展了依托 ROV的纵向扫描试验，全面检验了系统在不同水深条件下的定位精度和校准方法。
图 3 搭载于“海马号”ROV 的水声定位系统移动接收站
图 4 水声定位系统水下发声站
图 5 声学定位系统海试成员在分析数据
深海湿插拔连接器是海铃一期潜标与海底接驳盒实现组网连接的关键设备。为全面验证湿插拔连接器在真实深海环境下的性能，我院团队自主研制适插拔测试平台，依托“海马号” ROV，针对 5 套国内不同厂家的深水湿插拔产品完成了 3500米水下多次水下动态插拔操作，系统测试了电气导通、海水绝缘及光通信功能。此次海试为海铃一期深海组网工程国产高端湿插拔连接器的优化定型提供宝贵数据。
视频 2 湿插拔连接器在 3500m 海底在线插拔测试
此次海试不仅验证了多项深海仪器装备的关键性能，也为我国深海中微子探测、海底观测网络建设及深海装备标准化提供了重要技术积累。项目团队表示，后续将根据本次海试结果开展针对性优化，持续提升深海关键仪器设备和工程技术能力的可靠性与智能化水平，为未来中微子探测潜标阵列的规模化布设与长期稳定运行奠定坚实技术基础。
信息来源:上海交大船舶海洋与建筑工程学院。
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