能做“B超” 能自救

智能绞吸机器人可在水下“盲区”取土

新一代中国登山队队员勇挑重担,肩负国家使命,在2020珠峰测量登山活动中为珠峰新高度的诞生英勇攀登。对于国测一大队来说,选拔测量登山队员更是一项极为重要的任务。

这不仅仅是一次万众瞩目的测量登山活动,更是登山、测绘、气象、新闻等多个领域工作者密切配合、凝聚多方人员心血的高原大会战。在再次登顶珠峰的同时,也完成了众多有价值的科学考察工作,填补了很多领域的空白。

为大桥沉井水下环境做“B超”,工作效率提高4—6倍

最终,他们在顶峰的极限环境下停留了150分钟,创造了中国人在珠峰顶峰停留时间最长纪录,同时有条不紊地完成了顶峰样本采集、国旗展示拍照等一系列工作。

顶峰的队员并没有心思感受报话机里传来的大本营庆贺的热闹氛围。向大本营汇报完登顶时间后,他们迅速投入到紧张的顶峰测量工作中,8名登顶队员加上3名高山摄像同时在顶峰开展各自的工作,顿时让原本面积就不大的世界之巅显得更加拥挤。让人担忧的问题还是出现了,顶峰测量仪器相继出现无法正常工作的情况,次落通过报话机与大本营的测绘专家沟通解决。专家们也通过央视的顶峰直播镜头和次落报告的情况,迅速分析出问题原因,并给出对症的解决方案,加上登顶队员们忘我的积极配合,最终所有问题顺利得到解决。

基于这样的智能控制,吸土过程也将大大节省人力,汤忠国算过一笔账,采用传统吸泥设备,大约需要6人作业,但现在只需1人便可操作该机器人。“根据目前的施工进度,预计明年春节左右,沉井将下沉到设计位置。”

今年适逢人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年、中国人首登珠峰60周年、中国首次精确测定并公布珠峰高程45周年,开展2020珠峰测量登山活动具有重要的历史意义。

1960年5月25日,王富洲、贡布、屈银华三位中国登山队队员登顶世界最高峰珠穆朗玛峰,中国人的足迹第一次留在世界之巅,同时也实现了人类第一次从北坡成功登顶珠峰的夙愿,创造了世界登山史上的壮举。他们留下的精神财富滋养了一代又一代中国登山人。

“兵马未动,粮草先行”。如此重大的一次国家任务,更是需要完备的后勤保障。这项重任是由有着20年高海拔登山服务经验的西藏圣山探险服务有限公司和西藏拉萨喜马拉雅登山向导学校来承担的。在8名登顶队员中,就有5位来自圣山探险,超过半数。共有100多名服务保障人员参与到2020珠峰测量登山活动中,分别承担高山向导、高山协作、高海拔修路、后勤、接应、建营等工作。

经过近1年的攻关,空间工程公司已经成功完成10平方米充气展开太阳翼原理样机的研制,并先后开展地面折叠压紧力学试验、空间环境适应性等多项地面试验,有效验证了充气展开太阳翼的可行性。目前,该新型太阳翼已经开展工程系列产品研制工作,应用于型号任务,未来可期。(完)

上午11点,整整行军9个小时后,他们终于到达顶峰。

珠峰高程测量的核心是精确测定珠峰高度,这同时也是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程。此前我国已经完成了6次珠峰测量,而每次珠峰测量都体现了我国测绘技术的不断进步,彰显了我国测绘技术的最高水平。

“沉井下沉时,隔仓的仓底会遭遇泥土的阻力,下沉越深,阻力越大。而此次沉井的最大入土深度达48米,其中黏土层总厚度达21米,相对坚硬,这意味着阻力更大。以往的吸泥设备,有吸泥不均匀、取土量难以控制的问题,这可能存在沉井局部倾斜或者突然下沉的风险,会对沉井结构、沉井内的设备和施工人员造成威胁。”汤忠国介绍。

所有后勤保障人员都是珠峰新身高诞生的幕后英雄。在攀登珠峰这样一项需要各方团结协作的浩大工程里,每一个为成功付出努力的人都值得被铭记,胜利属于整个团队的每一个人。

除了这10名测量登山队员,国测一大队共有100多人参与到此次活动中,其中一线工作人员有60多人,在青藏高原进行外围测量的30多人,早在2019年12月就已经奔赴一线开展工作了。

最让人感动的是,为了便于操作精密的测量设备,很多登顶队员把羽绒手套和氧气面罩都摘掉了,有着多年攀登经验的他们当然知道这意味自己要承担怎样的风险,但在那个时候,没有人顾得上考虑自己,大家一门心思想的都是要顺利完成测量任务。

大型桥梁沉井作业的难点之一是“盲区”取土。由于水下地形复杂,沉井隔仓形成的盲区又难以视探,以往的吸泥设备,存在取土不均匀,沉井安装倾斜、突然下沉的风险。智能履带式绞吸机器人设计方介绍,他们自主研发的这款目前国内首个大型沉井水下取土的机器人,可以在水下行走,并能通过智能感应系统给沉井下沉的河床区域做“B超”,探明工作环境,将施工效率提升4—6倍,同时减少人力。

“每个井孔的水下地形有高低起伏,机器人处理完井孔中的泥土后,利用水下声呐传感和摄像设备,辨别盲区位置,并将感应信号传到地面。工作人员设定吸泥深度等数据,通过调节液压机械臂的角度,清理盲区泥土。这样一来可以确保均匀取土,二来保护沉井的井壁不被破坏。”汤忠国说。

在建的常泰长江大桥是长江上首座集高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的过江通道,于2019年1月9日开建。其中主航道桥为主跨1176米的斜拉桥,超过今年7月1日刚刚开通运营的世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥——沪苏通大桥。

本次珠峰高程测量工作重点在以下5方面实现技术创新和突破:一是依托北斗卫星导航系统,开展测量工作;二是国产测绘仪器装备全面担纲本次测量任务;三是应用航空重力技术,提升测量精度;四是利用实景三维技术,直观展示珠峰自然资源状况;五是测绘队员登顶观测,获取可靠测量数据。

每一天,带领队员们辛苦冲顶的2020珠峰测量登山队队长次落都会给我发回语音、文字及图片信息,我将这些一手信息整理编辑,经领导字斟句酌地审核修改后,再作为通稿发送给负责本次活动媒体宣传的自然资源部相关部门。

由中铁大桥局施工的6号墩沉井,是国内目前平面尺寸最大的水中沉井,相当于13个篮球场的面积、1.2万辆家用小汽车的重量。

为了把握住最后一个窗口期,必须要派精干力量突击了。经历了两次冲顶失利,5月24日,冲顶队员第三次出发。尽管天气还是不够好,但这已经是今年的最后一个窗口期了,这一次把握不住的话,整个活动就没有机会在今年完成了。

珠峰北坡传统路线从海拔约6600米处开始修路,到海拔7028米的C1营地,需要架设路绳约1000米;从C1营地到海拔7790米的C2营地,需要架设路绳约1600米;从C2营地到海拔8300米的C3营地,需要架设路绳约1000米;从C3营地到顶峰,需要架设路绳约2000米。其中,有多处危险路段需要架设双绳,以增加安全系数。因此,每年修路实际用绳约6500米左右,在今年这种复杂天气条件下,实际用绳超过7000米。

此次珠峰高程测量的成果同样具有十分重要的意义,它的成果可用于地球动力学板块运动等领域的研究。精确的峰顶雪深、气象和风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。GNSS(全球导航卫星系统)测量、水准测量、重力测量的成果结合以前的相关资料,不仅可以准确地分析目前地壳运动的变化影响情况,同时也可为后续的似大地水准面模型建立提供准确的重力异常数据。重力测量成果可用于珠峰地区区域地球重力场模型的建立和冰川变化、地震、地壳运动等问题的研究。

在今年的珠峰测量登山活动中,队员们同样经历了一波三折的冲顶过程。5月6日测量登山队第一次从大本营出征,原计划把握住5月12日的窗口期冲顶,但5月8日早上,西藏拉萨喜马拉雅登山向导学校的6名修路队员、27名运输队员从海拔6500米的前进营地出发,计划通过北坳冰壁,但是攀登到海拔6700米时发现攀登路线上雪比较深,有流雪的危险,所有人员需撤回前进营地,测量登山队不得不下撤至大本营休整。

黄色的机身、厚厚的履带、尖锐的绞吸头……8月19日上午,常泰长江大桥6号主塔墩施工现场,一台外形貌似微型“坦克”的智能履带式绞吸机器人,被吊装着慢慢进入主塔墩沉井内。

另一项重要且艰险的工作是运输。珠峰攀登季的运输包括几个部分——从拉萨、日喀则、定日县城到大本营的运输是汽车运输,一般过一两天就要下山采购各种物资;从大本营到海拔6500米的前进营地主要是牦牛运输;海拔6500米以上的运输全部靠人力。登山所需要的氧气、帐篷、登山修路装备、食品等就这样一路运输到C3甚至顶峰,运输队员默默无闻地付出了常人难以想象的艰辛。

在顶峰,队员们首次采用国产化GNSS接收机,通过北斗卫星导航系统测定峰顶雪面位置和高度。而最让人担心的是仪器设备在顶峰能否正常运转,毕竟这次使用的国产设备都是第一次上到珠峰之巅。在顶峰的极限环境下,这些娇贵脆弱的设备能否像在海拔六七千米高度测试时那样状态稳定,谁也没有十足的把握。

中国登山队副队长次落作为2020珠峰测量登山队队长,带领中国登山队教练袁复栋去年12月底赶赴西安,对这8名队员进行考核。首先要求队员具备非常专业的测绘能力和水平;其次,要在体能方面对队员进行测试,比如跑步、引体向上、俯卧撑等;最后,需要队员掌握基础的登山相关知识。最终这8名队员全部通过考核,再加上两位从中国地质大学(武汉)特聘的测绘专家,10个人代表国测一大队来到北京怀柔国家登山训练基地接受集训,正式以2020测量登山队队员的身份开启征程。

4月23日来到珠峰大本营后,我马上投入到紧张的工作中,主要工作之一就是负责了解山上的情况,汇总当天的信息。

“怎么可能不担心啊?担心他们在高海拔地区生病,担心他们高反、冻伤,担心他们在高海拔复杂路段因为操作不当导致滑坠。他们毕竟没有上过那么高的海拔,对路况也不熟悉。海拔越高氧气越稀薄,脑子里面就越乱,技术操作上肯定也会越慢。”

“目前,大型桥梁沉井施工最大的挑战就是盲区取土困难。”中铁大桥局常泰长江大桥项目经理汤忠国说,在6号墩沉井内,众多钢梁组合成一张蜘蛛网状的隔仓,将沉井分隔成一个个空洞洞的井孔,这张“蜘蛛网”下的河床区域就是沉井施工的“盲区”。

李富庆表示,为了减少这些安全隐患,他和次落队长都会一遍一遍给队员们介绍珠峰北坡传统攀登路线高海拔路段的路况,为他们巩固印象,做到心中有数。队员们经过几个月的集训和高海拔适应性训练,各方面能力都得到巨大提升,已经具备通过团结协作完成任务的能力。

对次落及其他教练来说,最大的挑战和压力在于入选2020珠峰测量登山队的国测一大队队员几乎都没有高海拔攀登经验。好在这些年轻人常年在野外开展测绘工作,体能状态很好,对野外环境的适应性也不错。

挖土后,机器人还会将泥土和残渣吸到江面上运走。汤忠国说:“传统吸泥设备每小时吸土约40立方米,但智能履带式绞吸机器人可以吸土200立方米左右,工作效率提高4—6倍。”

今年,中国登山队和自然资源部第一大地测量队(国测一大队)联手重测珠峰高度,是中国登山队又一次与科学工作者在雪山之巅的合作。现代科技的进步、先进仪器的研发以及大数据的应用,为我们更加准确地测量珠峰提供了条件,将使我们对珠峰的认知更加深刻和清晰。

对这次珠峰测量登山任务来说,登顶只是成功了一半,接下的顶峰测量工作才是最重要的。如果拿不到顶峰测量数据,一切努力就失去了意义。

一甲子的轮回之后,年轻一代的中国登山队队员再一次用实际行动向登山前辈致敬,让“不畏艰险、顽强拼搏、团结协作、勇攀高峰”的登山精神在新时期焕发新的光彩。

珠峰修路并不是传统意义上的修路,而是指在登山路线上架设路绳,为登山者提供安全保障。

队员们在海拔7790米的C2营地遭遇到之前从来没有遇到过的大风天气。8名冲顶队员在下午3点多就抵达了C2营地,但第一顶帐篷搭起来时已经快6点了。那一晚他们只能用背包抵着帐篷,身体靠在背包上,半躺在睡袋里轮流休息几个小时。在他们的经验中,以前如果遇到这种大风天气,一定会下撤了,但这次情况不一样,时间紧迫,为了完成国家任务,他们一定要抓住最后一个窗口期。

此次珠峰测量登山活动正值中国和尼泊尔建交65周年之际,自1955年建交以来,无论国际形势如何变化,中尼关系始终持续、稳定、健康发展。此次珠峰测量登山活动是发展两国友谊的新举措。

身为一名记者,到现场去详尽采访、忠实记录、客观报道,本来就是天职。我更庆幸的是,身在现场,可以看到很多不为人关注的细节。和队员们朝夕相处的时间里,我深感他们的不容易,一次国家任务的完成,光鲜背后有着太多让人揪心的付出。

水下地质环境复杂,取土中,万一用力过猛,可能遭遇“没顶之灾”。对此,汤忠国团队还给机器人设计了“自救”功能,“取土中,系统一旦监测到沉井下沉速度超过一定范围,会自动预警,迅速将机器人拉上来”。

空间工程公司自主创新研制的新型充气展开式太阳翼为有效解决这一难题开辟了新的途径。据悉,由于采取了充气展开技术,这一新型太阳翼在展开面积、功率与传统太阳翼相同的情况下,重量下降了50%,既满足了卫星所需的能源供给,又有效减轻了整星重量,也更加有助于“一箭多星”发射。

从初选到最终的面试考核,国测一大队队长李国鹏全程参与,亲力亲为制定选拔标准。先是设定从毕业一年以上到37岁以下的范围,由员工自愿报名,李国鹏坚信,个人意愿强烈是做好一件事的必要前提。随后,他根据报名者填写的调查表,了解包括工作经历、家庭情况、兴趣爱好等在内的个人情况。调查表的最后是李国鹏设计的三个问题:你对这次珠峰高程测量的认识是什么?你有什么好的建议?如果登顶你会怎么去做?至此,从几十位报名者中筛选出21人,进入面试环节。结合他们平时的工作表现,挑选出8名队员。

随着卫星互联网星座蓬勃发展,“一箭多星”的运载需求也被更多人所关注。2019年初,空间工程公司跳出传统太阳翼研制的固定思维,尝试采用空间柔性充气驱动技术,打造一款新型太阳翼。项目团队从零开始,海量调研资料,经过几十次的方案论证和讨论,提出了充气展开太阳翼的技术方案,并在刚柔连接密封、柔性动态仿真技术等多项关键技术方面取得了突破性进展。

5月16日,队伍第二次向顶峰进发,12名攻顶队员计划在5月22日登顶,然而,被称作“风王”的超强热带气旋风暴“安攀”从孟加拉国沿海地区登陆,吹到喜马拉雅山区时依然有足够的破坏力兴风作浪。由它带来的暴雪,让珠峰海拔7790米以上区域积雪达到罕见的一米多深。往年的海拔7790米营地是存不住雪的,都是风大雪小,还从来没有遇到像今年这样风小雪大的情况。

从这些队员身上,我仿佛可以看到原本抽象的登山精神和测绘精神在慢慢变得具象,它们被实实在在地传承和发扬着。这种精神真的是我们这个时代的财富,让人无比振奋,给人带来无限希望。它会让人坚信,有了这种精神,就没有什么困难是战胜不了的。

珠峰修路队是每年登山季的“先锋”,是最重要也是最危险的工作,修路队员需要用下方保护的方式在冰雪面和岩壁上攀登,并探明冰裂缝、雪崩、落石等隐患,为之后的高山向导、高山协作和登山者开辟出一条安全的路线。今年的珠峰北坡修路过程可谓一波三折。队员们5次从珠峰大本营出发往上修路,其中4次到达海拔8000米以上区域,冒着风雪、历尽艰辛,最终才将路修到顶峰。

6号墩沉井的盲区占沉井平面总面积的45%,如何在这么大的水域看清沉井的取土情况,让沉井安全着床?一年半前,汤忠国团队开始设计智能履带式绞吸机器人。

4月初,后勤保障团队就率先抵达珠峰大本营,在一片乱石滩上从无到有搭建营地,从队员的活动帐篷、餐厅、厨房、会议室、健身房、住宿帐篷到厕所,一应俱全。他们不仅为参加2020珠峰测量登山活动的所有人员准备好了吃的、喝的、住的、娱乐、医疗等等基本条件,还为队员登顶提供修路、向导、协作等高端支持。

作为世界第一高峰,珠峰的极高海拔、漫长的攀登周期加上大风、极寒以及充满挑战的攀登地形,都增加了攀登的艰险。登山从来都是靠天吃饭的事情,因为天公不作美而反反复复地上上下下更是常态,甚至由于天气原因放弃攀登、出现伤亡也是登山者必须要做好思想准备接受的残酷事实。

3月12日,我接到了作为后勤人员及随行记者去珠峰的通知,心情兴奋至极。兴奋之余,也感受到了巨大的压力。可以说全世界的目光都在关注着这次活动,我深知自己肩负的责任。

在施工现场,汤忠国介绍,他们为机器人设计了水下走行系统、水下智能感应系统、水下液压电气系统、自动绞吸排渣系统和岸上的操作控制系统,相当于一边给沉井的水下作业环境做“B超”,一边施工。

2020珠峰测量登山队攀登教练李富庆主要负责队员们的体能和技术训练,既包括心肺功能训练、力量训练,也包括绳索技能、攀岩攀冰等技术训练。但从队伍来到西藏进行高海拔适应性训练开始,他的一颗心就为这些年轻人揪了起来。

破解水下盲区取土难题

5月27日凌晨2点出发,开始最后的冲顶时,他们又遇上了恼人的吹雪。风把路线上的浮雪吹起来,队员睁不开眼,睫毛也会结冰,只能闭一会儿眼再走,走几步停几步,效率极低。伴着西风不断从侧面吹过来的雪,在几名队员的脸上留下了冻伤痕迹。这样恶劣的天气让队伍中几名曾多次登顶珠峰的藏族队员也感慨,这是他们经历过的最难的一次登顶。

作为一名登山领域的新闻记者,能在职业生涯中赶上珠峰测量登山这样重大的国家任务是相当难得的。

在中国登山运动发展的历程中,始终与科学考察密切相连。早在上世纪50年代,原国家体委主任贺龙便提出:登山运动必须和科学考察相结合。对于地质学、气象学、材料学、生物学等很多学科来说,每一次登山运动所抵达的高海拔地区都是科学试验场。

2019年10月,中尼两国发布了《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》,其中提出:考虑到珠穆朗玛峰是中尼两国友谊的永恒象征,双方愿推进气候变化、生态环境保护等方面合作。双方将共同宣布珠峰高程并开展科研合作。为落实《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》,自然资源部会同外交部、国家体育总局和西藏自治区政府组织了2020珠峰测量登山活动。

为了队员的安全,中国登山队队长、2020珠峰测量登山活动前线总指挥王勇峰果断给出下撤指令,并在之后经过审慎的考量,遗憾地将没有海拔8000米以上攀登经验的两名测绘工作者和一名藏族队员从冲顶名单里剔除。

但珠峰毕竟是世界最高峰,艰险的攀登过程让已经两次登顶过珠峰的李富庆都不敢掉以轻心,更何况这些从来没有感受过海拔8000米以上境况的年轻队员。直到活动顺利完成,队员们安全返回大本营,李富庆始终揪着的心才舒展开来。

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