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俄冰山计划曝光 争夺北极资源派机器人潜艇打头阵

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现在,经过多年的钻探,俄罗斯计划使用前所未见的技术将其使命提升到下个水平。在2013年,石油和天然气占俄罗斯出口的68%。俄罗斯每年从北极唯一的油田开采出大约550万吨石油,但大部分海域全年都被厚厚的冰层覆盖,因此不可能利用水面舰艇进行开采。

出品|网易科学人栏目组 小小

北冰洋是地球五大洋中最小的海洋,那里的海水冰冷刺骨,寒风肆虐,是地球上自然条件最恶劣的地方之一。然而,在厚厚海冰的下面,这个不适宜居住的水体却隐藏着自然资源的宝库,甚至是人类尚未开发的最大资源宝库。据估计,北冰洋蕴藏着数十亿桶石油和数万亿立方米的天然气,占地球未探明资源储量的16%-26%。超级大国俄罗斯正试图击败所有其他国家,以期抢先获取这些极地资源。

俄冰山计划曝光 争夺北极资源派机器人潜艇打头阵

在苏联解体后几十年后,俄罗斯开始了钻探北极海床的行动,派遣由水下机器人和无人潜艇组成的“特殊先遣队”进入了地球上最严酷的水域。现在,经过多年的钻探,俄罗斯计划使用前所未见的技术将其使命提升到下个水平。在2013年,石油和天然气占俄罗斯出口的68%。俄罗斯每年从北极唯一的油田开采出大约550万吨石油,但大部分海域全年都被厚厚的冰层覆盖,因此不可能利用水面舰艇进行开采。

下面就让我们了解下俄罗斯的“冰山计划”(Project Iceberg),这是一项雄心勃勃的计划,将极端技术应用于同样极端的条件下。

俄冰山计划曝光 争夺北极资源派机器人潜艇打头阵

图2:2017年3月29日,俄罗斯总统弗拉基米尔·普京(Vladimir Putin)与总理德米特里·梅德韦杰夫(Dmitry Medvedev)视察偏远的北极岛屿弗朗茨·约瑟夫·兰岛(Franz Josef Land)

争夺北极宝贵资源的竞赛并不新鲜。在俄罗斯、丹麦、挪威、美国以及加拿大等强大国家的包围下,北极的天然气和石油储藏成为人人都想分一杯羹的“香饽饽”。几十年来,俄罗斯始终坚持在北极圈内钻探。2007年8月,俄罗斯派出两艘俄罗斯小型潜艇,在北极下方4200米处的海床上安装防锈钛旗,以宣布这块领土属于俄罗斯所有,此举引发了一场危险且具有全球挑衅性的举动。

现在,到了2017年,全球都在密切关注俄罗斯的行动,因为它寻求扩大对北极水域的控制和影响,并希望获得北极的宝贵资源。对俄罗斯来说,石油和天然气是能源和收入的关键来源。“冰山计划”可能是该国玩的“权力游戏”,以确保它在这两种资源上保持区域垄断地位。

俄冰山计划曝光 争夺北极资源派机器人潜艇打头阵

图3:今年4月份,Arktichesky Trilistnik军事基地开始向媒体开放,它包括生活区、军用和特殊车辆车库等

俄罗斯已经扩大了其在北极的军事力量,今年早些时候几个军事基地开放后,俄罗斯正在该地区建立更多的基地。今年4月份,英国广播公司(BBC)的记者成为第一批获准拍摄俄罗斯驻扎在北极军队的外国记者,他们靠近芬兰边境。在该地区日益增加的军事力量是俄罗斯北极野心的明显迹象。在本世纪,正在消退的海冰使得获取北极能源资源比以往任何时候都更容易。

在20世纪70年代,从北海开采石油被认为是巨大的工程挑战,因为在如此恶劣的天气条件下,没有人能安装和操作钻井平台,北极今天也面临着类似的障碍。北极地区水深达5千米,大部分都被厚厚的冰层覆盖,可以说那里是世界上钻探石油最困难的地方。但在此之前,没有人尝试过执行“冰山计划”这样的项目。

相当于美国国防部高级研究计划局(Darpa)的俄罗斯高级研究基金会(The Foundation for Advanced Studies)表示,它正计划“在北极海域拥有完全自主的水下、冰下开采碳氢化合物,即使面临着严峻的自然挑战”。换句话说,俄罗斯将使用寻找石油的机器人潜艇。但也有些人认为,“冰山计划”的既定目标是不现实的,而且它们可能是俄罗斯在冰层下部署军事系统的的“烟雾弹”。

几乎可以肯定的是,该项目将帮助增强俄罗斯在北极地区的领土主张要求,目前这项要求正在联合国讨论。“冰山计划”的核心是182米长的Belgorod,这是有史以来建造的最大核潜艇。Belgorod将进行水下调查,并在冰层下铺设通讯电缆,但它的主要作用将是充当一支小型潜艇舰队的母舰。

专注于安全问题的智库PIR Centre国防分析师瓦蒂姆·科祖林(Vadim Kozyulin)说:“Belgorod潜艇是部署各种系统的平台,包括那些还不存在的系统。”这是该潜艇之所以被建得如此巨大的主要原因:在载人和无人潜艇的对接设施中增加了30米的新区域。也许“冰山计划”最雄心勃勃的部分是这句话:世界首个水下核电站,可充当其他小型潜艇的母舰。

这些水下发电站将坐落在海床上,充当路过的无人潜艇的充电点。目前的设计是24兆瓦的反应堆,寿命为25年。每个几乎都可实现完全自主操作,技术人员每年只需要访问一次,进行例行维护。

俄冰山计划曝光 争夺北极资源派机器人潜艇打头阵

图4::艺术家畅想的Belgorod核潜艇图,它是专为俄罗斯北极任务建造的世界最大核潜艇

但俄罗斯在海上核安全方面的记录很差。自1961年以来,该国已经失去了7艘核潜艇,其中一些是由于反应堆出现问题造成的。在前苏联舰船上发生的事故中,有14起最致命的核事故发生在海上。有时候,整个潜艇暴露于高辐射水平下,其他时候遭受了冷却剂和部分反应堆熔毁的损失。有一次事故甚至在被改编的好莱坞电影《K-19:The Widowmaker》中出现。

俄罗斯电力公司Nikiet表示,没有人类操作人员实际上将可提高安全性。没有人会减少人类犯错的风险,就像导致切尔诺贝利核灾难的原因一样。在切尔诺贝利灾难中,操作人员会过度使用会关闭反应堆的安全系统。英国开放大学(Open University)能源教授威廉·纳托尔(William Nuttall)表示:“我的感觉是,这里提出的许多核技术都是成熟的,而且很容易理解。”

剑桥大学核能中心的尤金·肖格劳斯(Eugene Shwageraus)说,虽然这种反应堆可能是无人操作的,但它仍有可能受到监督。从这个意义上说,它与许多现代反应堆类似,这些反应堆每天只需要很少的操作员参与。肖格劳斯还说:“今天的反应堆‘自主程度’已经相当高,每天24小时不停地发电,反应堆操作员只是观察这些设备的诊断仪器读数。”

据说,水下反应堆正处于发展的高级阶段,目标是到2020年开始第一个水下反应堆。虽然将有些人需要参与到“冰山计划”的核能方面,但许多其他的日常操作将由机器人独自完成。负责这些工作的将是深水无人潜艇或自动水下车辆(AUV)。目前,许多国家都在使用少量的AUV,而且一般都是在操作人员的控制下,而不是自由行动。俄罗斯此前在这方面处于落后状态,但似乎正在迎头赶上。

Harpsichord-2R-PM AUV是为“冰山计划”而开发的,它的目的是作为整个AUV家族不同型号的先驱。这个重达2吨、长6米的鱼雷式水下飞机目前正在黑海进行测试,但也被用来帮助寻找失事飞机。2009年,一架俄罗斯海军飞机在一次飞行训练中坠毁,机上11人全部遇难,一架AUV帮助确定了其位置。这架飞机是在日本附近的俄罗斯岛屿库页岛(Sakhalin)海域坠毁的,但海面上的搜寻工作受到冰雪和恶劣天气的阻碍。AUV在水下自行运转的能力使它能够成功地找到黑匣子,以帮助确定飞机失事的原因。

虽然AUV经常被用于水下测量,但没有使用它们在海床上钻孔的先例。俄罗斯最大潜艇设计公司Rubin Central Design Bureau for Marine Engineering的伊戈尔·维尔尼特(Igor Vilnit)声称,他们将在短短5年的时间里进行AUV钻探。尽管如此,在所有的钻探和水下勘探中,这些活动仍面临着诸多挑战。气候变化加速了北极冰盖融化速度,这给当地土著居民以及北极熊等野生动物带来了一系列的挑战。但随着气温升高融化北极冰盖,使该地区变得更加适宜居住,气候变化也可能加剧该地区的政治动荡。

在3月份的一次会议上,俄罗斯副总理德米特里·梅德韦杰夫(Dmitry Medvedev)表示,北极地区的发展将有助于与周边国家建立睦邻关系,并应成为“和平与合作的领域”。然而,大约50个前苏联的北极军事基地最近被重新激活。俄罗斯军队建立了新的北极旅(Arctic Brigades),并在今年的五一阅兵中展示了极地作战的特殊军用车辆。俄罗斯的北方舰队也有自己的核动力破冰船,以及“坚冰”巡逻船,本质上就是配备了反舰导弹的小型破冰船。

在俄罗斯吞并克里米亚之后,西方国家对俄罗斯实施了制裁,但“冰山计划”依然在继续。制裁限制了俄罗斯石油和天然气公司在困难的北极地区开发油井所需的外国资金和技术,为此俄罗斯选择独自行动。今年早些时候,该国开始了一项复杂的水平钻探活动,从拉普特夫海边缘的一个偏远半岛开始,在冰冻海洋下15千米处探查石油储量。

但是PIR Centre国防分析师科祖林对在“冰山计划”中使用水下核充电站表示怀疑,称它们“太怪异了”。他质问道:如果这被认为是商业钻井作业,为何俄罗斯天然气工业股份公司Gazprom或俄罗斯其他石油公司没有参与其中?科祖林认为,“冰山计划”的真正目的更有可能是出于军事用途。举例来说,水下反应堆可能被用来为俄罗斯计划中的“声纳围栏”Harmony提供动力,它被用来探测和追踪北约潜艇。

俄冰山计划曝光 争夺北极资源派机器人潜艇打头阵

图5:极俄罗斯北方舰队的北极步兵旅今年1月份在该国的摩尔曼斯克地区进行军事演习

俄罗斯正寻求在北极地区扩大水下领土,希望获得联合国下属大陆架界限委员会的支持。美国外交政策委员会的俄罗斯问题专家斯蒂芬·布兰克(Stephen Blank)表示,这些主张与包括加拿大在内的其他国家存在冲突。俄罗斯过去已经取得了一些成功。布兰克说:“2013年,大陆架界限委员会给予俄罗斯在鄂霍次克海(西太平洋)的广泛持有权,俄罗斯迅速将其转变为专属的海军基地,并为其能源公司提供保护。这可能会成为北极的先例。”

布兰克认为,俄罗斯的军事建设可能是由于担心其他国家可能首先试图夺取北极的能源资源。他说:“如果俄罗斯存在秘密深水部署行动,我不会感到惊讶。”很难判断,“冰山计划”中开采北极的天然气和石油是否现实,或者俄罗斯是否只是想要保护这片土地,以便在未来的某个时候利用它。毫无疑问的是,俄罗斯已经下定决心,如果有人要从北极获利,那只能是他们自己。(小小)

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