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觀海局
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中國科學家和工程師已經到達西太平洋海面以下2000米(6561英尺)的一座海山,測試了一款旨在開采富含鈷礦藏的智能采礦車,并收集了關鍵的性能數據。
這款機器人礦工展示了其穿越布滿鈷殼的崎嶇海底的能力,能夠自主調整姿態以避免翻覆或被困。
富含鈷的結殼是由鐵和錳氧化物組成的緩慢生長層,覆蓋在海山的斜坡上。它們歷經數百萬年,由海水中的礦物質沉淀而成,含有鈷、鎳和鉑等貴金屬,其中太平洋的礦藏最為豐富。
這項具有里程碑意義的試驗表明,中國的深海采礦雄心正在迅速從概念變為現實——這一轉變勢必重塑全球關鍵礦產供應鏈。
鑒于鈷資源的戰略重要性,美國國防部今年早些時候啟動了一項鈷儲備計劃。然而,由于無法預見的技術瓶頸和運輸困難,該計劃于10月份被取消。
這一挫折發生之際,中國已在全球鈷供應中占據主導地位,控制著世界大部分鈷礦開采和提煉能力。然而,陸地鈷儲量極其有限,許多礦山位于非洲偏遠、高風險、政治動蕩的地區,開采成本高昂。
與此形成鮮明對比的是,據行業估計,海底蘊藏著超過73億噸的鈷——是所有已知陸地儲量總和的600多倍。
2013年,中國獲得聯合國國際海底管理局的授權,勘探西太平洋海山上3000平方公里(1158 平方英里)的富鈷地殼礦區,從而使中國獲取這些豐富的海底資源的行為合法化。
一些未參與這項研究的中國海洋科學家認為,中國能夠在太平洋如此深處進行先進的采礦試驗,標志著技術和戰略上的飛躍。
該試驗性采礦車由國家金屬采礦工程技術研究中心(長沙礦山研究院)、中南大學和天津大學的科研團隊聯合研制。
該采礦車專為應對極端條件而設計,由四個獨立驅動的履帶提供動力,每個履帶都能自主調節高度。
它前進的速度可達每秒20厘米(7.8英寸)。
雖然中國之前也開發過深海采礦原型,但早期的努力主要局限于理論研究和實驗室規模的測試。
“以往的研究大多停留在理論和實驗室原型階段,沒有在實際操作環境中進行現場試驗,因此結論的可靠性難以驗證。”由高級工程師姜敏(音譯Jiang Min)領導的研究團隊在10月份發表于同行評審期刊《礦業研究與開發》上的一篇論文中寫道。
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智能采礦機正在進行地面測試。圖片:國家金屬礦山工程技術研究中心
新設計引入了多項突破。“它采用高離地間隙履帶式車輪,有效提高了離地間隙;整車采用四輪獨立驅動系統,確保在復雜地形上擁有卓越的機動性。”姜的團隊表示。
四個獨立可調的支腿可以主動控制履帶的高度,從而使車輛能夠在起伏的海底地形上穩定行駛。研究人員表示,這些特性共同提高了車輛的適應性和韌性。
實際測試揭示的挑戰遠比模擬預測的要大得多。試驗數據顯示,該車輛在每秒僅5厘米的爬行速度下即可達到最佳穩定性。
當速度提高到接近最大值時,即使是先進的智能控制系統也難以抑制危險的振蕩。
盡管如此,總體性能表明,與之前的設計相比,新的工程解決方案將行駛穩定性提高了兩到三倍,從而最終證明了自主海底采礦作業的可行性。
關鍵操作細節——包括車輛的有效載荷能力、電源持續時間和實際采礦方法——仍未公開,測試的確切坐標和時間也未公開,這凸顯了該任務的戰略敏感性。
中國并非孤軍奮戰。全球海底資源爭奪戰日趨激烈,包括美國在內的各國都在競相分一杯羹。
今年4月,美國總統唐納德·特朗普簽署了一項行政命令,允許美國私營公司在未經聯合國當局事先批準的情況下進行深海采礦。
一些科學家發出嚴厲警告,告誡說不受監管和過早的深海采礦,可能會破壞脆弱的海洋生態系統,并可能引發不可逆轉的生態災難。
來源:南華早報
作者:Stephen Chen
編譯:觀海局
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