想去南极看日出?坐飞机去吧

2019-04-08 02:26钱小龙
科学大众(中学) 2019年2期
关键词:冰盖极地科考

钱小龙

同学们看到这个标题时,请不要惊讶,如果泛出了些许浪漫之心也请收好,让我们先从下面这条消息看起。

2018年11月2日10时10分,“雪龙号”极地科学考察破冰船一声长鸣,中国第35次南极考察队乘坐该船离开位于上海的中国极地考察基地,正式开启为期162天的南极科考征程,也是我国历史上规模最大的一次南极科考。这次考察的一项重要任务,是在距离南极中山站28千米的冰盖上,建设我国首个南极永久机场。

大家现在可能特别想知道,为啥我国要在这个漫天冰雪之地建设机场?这背后又有哪些不为人知的故事呢?让我们通过下面的精彩内容来慢慢了解吧!

世界的尽头:富含宝藏的神秘王国

对于很多人来说,南极一直是一个神秘的存在。它是地球上最晚被发现的大陆,常年最低气温达到-90℃,并且是唯一没有人类永久定居和不属于任何一国的地方。

1840年,法国人首次发现南极洲大陆,自此开启了人类探索南极的征程。人类对南极的探索分为4个时代:1772年到19世纪末期的“帆船时代”;20世纪初到第一次世界大战前,人类先后征服了南磁极和南极点,涌现出了大批可歌可泣的探险英雄,被称为“英雄时代”;一战后到20世纪50年代中期,人們开始用机械设备取代狗拉雪橇的方式探索南极,被称为“机械时代”;1957年至今,建立科考站,大量科学家前往南极进行科学考察,被称为“科考时代”。

经过几代科研人员的不懈努力,对南极这个神秘的地方,大体情况已经被初步掌握:南极的总面积为1390万平方千米,平均海拔为2350米,储藏着超过220种矿物,开采价值巨大,其陆地上覆盖的冰层,淡水储量占全球的70%。

中国探索南极:辉煌与无奈并存

多年来,极地科考一直是我国科技战略中的重要环节,也是我国科研人员不断探究和努力的重要方向。至今,我国在南极已经建成4个科考站——除了长城站,还建有中山站、昆仑站、泰山站,在难言岛的中国“罗斯海”新站目前也正在建设中。

但从我国到南极,其间路途遥远艰险,而人员、装备、物资大多时候只能通过缓慢的海运才能抵达。由于我国在南极没有永久性的机场,2015年,当我国“雪鹰601”极地固定翼飞机投入运行后,在南极一直是借用俄罗斯等其他国家的机场,每年为此都要与外方做大量沟通协调工作,常常延误了我国的科考任务,失去了很多绝佳的机会。因此,在南极建设一座永久机场就变得迫在眉睫。

有自己的“地盘”,到底有多重要?

建自己的永久性机场,可不是“别人有,我们也要有”的攀比心理在作祟,这背后有很多重要的原因。

为科考工作和物资运输节省时间

有了机场,大部分科研人员就可以搭乘飞机出入万里外的南极,实现高效南极科考。同时,允许中大型运输机起降,可以把以考察船为核心的南极考察保障慢速系统,升级为未来以运输机为核心的快速系统。此外,相关物资运输也会变得快捷,比如科研人员可以随时吃到更多的保存期短的新鲜蔬果,快速提高极地科考人员生活质量。

提高科学观测的精度和范围

有了飞机场,就可以利用飞机进行科学观测。首先,飞机观测可以扩大科学研究内容,例如,对于测绘学家,如果能够进行航拍,必将扩大观测范围,提高测绘精度;对于地理学家,航拍能提供更完整的地貌,是非常有助于研究的;对于气象学家,它更有助于云雾物理学的观测实验与研究。

提供快速救援和撤离的通道

在南极,一旦遇到必须及时抢救的人员,飞机是最有效的运载工具。例如,我国在建设南极昆仑站时,一位队员在海拔4000米以上工作时,出现了严重的高原反应,生命危在旦夕,幸好得到美国“阿蒙森一斯科特”考察站派飞机营救,该队员才化险为夷。此外还可以用飞机进行快速撤离,缩短了科研人员在南极极端气候下暴露的时间。

建设南极机场:一切良难伟大的工程

南极气候环境极其恶劣,要在这里修建一座机场的难度超乎想象,而且,南极的冰雪很容易就会将机场跑道覆盖。虽然此前,我国已有在南极建立简易机场的经验,但建立南极永久性机场的难度并不亚于建南极科考站。

选址要求苛刻

南极位置特殊,选址极其困难。比如,俄罗斯南极机场选址是在一个冰川的侧面,那里冰的流速、流向比较规则,不易产生裂隙。其次,降雪的积累率不能太大,如果积累率太大,跑道则需要经常进行压实处理。

国外通常选择在“蓝冰”上建机场,也就是在露出地表的纯冰上建造机场跑道,这样,机场跑道强度和使用寿命能够得到保证。这次我国南极机场选址备选位置位于冰盖。冰盖好比盖在南极大陆上的一床“被子”,但它是运动的。要建永久机场,首先要找到冰盖运动幅度比较均衡、比较小的地方。为解决这个问题,我国极地考察团队已在备选地址进行了为期1年的冰流场观测,并利用无人机进行了大面积的测绘。

改造工程繁复

其次,飞机要从地面起飞或着陆,都必须要有适当的摩擦力。如果地面没有摩擦力,飞机就不能够正常起飞或着陆。国内机场的混凝土跑道坚实并且摩擦力大,便于飞机起降,而冰盖上覆盖的几十米厚的松软积雪无法满足起降要求,队员们需要将积雪进行“改造”,使之坚硬充实。

改造流程大概是这样的:先用雪铲、吹雪机对积雪进行初步处理,然后用压雪机压实,再辅以雪犁,将积雪变成摩擦力大的粒雪表面,如此反复。过程有点像平时我们见到的修路,但要对松软的数十米厚的积雪进行处理,工作难度可想而知。

保障系统要求高

与国内机场相比,计划建造的这个机场规模不算大,但它对极端环境下导航系统、通讯系统、气象保障系统的要求提出了很大挑战,必须要有能自主开展南极活动的后勤保障能力。

展望未来:合作才能共赢

从在冰盖上建立飞机场的技术要求来看,我国还没有足够的经验,必须借鉴其他国家的技术和经验。不过,如何能够合理利用好南极的环境,并与之“和谐相处”是问题的关键。

这座历史性的机场,除了跑道,还包括其他基础工程设施,如停机坪、候机楼等,未来还会建成完整的航空港。预计到2022年,我国首个南极永久性机场将投入使用,届时将极大地加快我国南极科学考察的进度。

南极是世界科学考察的重要地域,即使我国有了自己的南极机场,也会与其他国家互相支持,协同发展,实现共赢。

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