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美國在極點建站,俄羅斯在冰點建站,法國與意大利聯(lián)合在磁點建站,中國則在冰蓋最高點建立昆侖站
10月20日,中國第25次南極考察隊搭乘“雪龍”號極地科考船駛離上海,前往南極,開始了中國極地考察史上歷時最長、科考隊員人數(shù)最多的一次遠征。
此次科考最核心、也最引人矚目的任務(wù),是在南極內(nèi)陸冰蓋的冰穹A地區(qū)建立一座考察站昆侖站。這也是繼長城站、中山站之后,中國建立的第三座南極考察站。
冰穹A位于南極內(nèi)陸冰蓋的最高點,海拔4093米,空氣稀薄,年平均溫度接近-60℃,被稱為“不可接近之極”。
盡管是“南極之巔”,但冰穹A不是一個頂峰,而是一片相對平坦的冰原。國家海洋局極地考察辦公室黨委書記、副主任魏文良對《中國新聞周刊》說,它具有極高的科研價值,是“天然的實驗室”。
“昆侖”是從向公眾征集的3000多個名字中選取的。評選者認(rèn)為,它既能形象地顯示出南極內(nèi)陸冰蓋最高點這一特征;又與此前考察站的命名風(fēng)格一致,有很強的象征意義。按計劃,科考隊將于2009年1月下旬完成昆侖站的建站任務(wù)。
從外圍到邊緣,再到內(nèi)陸
昆侖站的精確位置在南緯80度25分01秒,東經(jīng)77度06分58秒,位于冰穹A最高點西南方向約7.3公里處。
建成后的昆侖站,將成為世界第六座南極內(nèi)陸站。國家海洋局局長孫志輝說,這將實現(xiàn)中國南極考察從南極大陸邊緣向南極內(nèi)陸擴展的歷史性跨越。
中國第一座南極科考站長城站建于1985年2月20日。長城站雖然建在南極洲,但并不在南極圈內(nèi),而是位于交通、供給相對便利的西南極洲喬治王島南端。
1989年2月26日,位于南極圈內(nèi)的中山站正式落成,中國擁有了真正意義上的南極科考站。但位于東南極維斯托登半島的中山站仍只處在南極大陸的邊緣。
南極洲98%的陸地長年被冰雪覆蓋。迄今為止,各國建成的150多個科考站,大多位于南極大陸沿岸的露巖區(qū)。擁有內(nèi)陸考察站的,只有美國、俄羅斯、德國、日本、法國和意大利等少數(shù)幾個發(fā)達國家。
昆侖站的建成意味著,中國將成為第一個在南極內(nèi)陸建站的發(fā)展中國家。魏文良告訴《中國新聞周刊》,中國雖然是南極的遲來者,起步較晚,但近些年隨著國力的提高和科技水平的發(fā)展,前進的步伐相當(dāng)快。“昆侖站將是中國南極科考的又一個里程碑!
從科學(xué)考察角度看,南極有四個最有地理價值的點,即極點、冰點(即南極氣溫最低點、磁點和高點。此前,美國在極點建立了阿蒙森斯科特站,俄羅斯人的東方站位于冰點之上,磁點則是法國與意大利聯(lián)合建造的迪蒙迪維爾站,只有冰蓋高點冰穹A尚未建立科考站。
2005年1月18日,中國第21次南極考察隊從陸路實現(xiàn)了人類首次登頂冰穹A。同年11月,中國又首次對中山站與冰穹A之間的格羅夫山地區(qū)進行為期130天的科學(xué)考察活動。由于率先完成冰穹A和格羅夫山區(qū)的考察,中國最終贏得了國際南極事務(wù)委員會的同意,在冰穹A建立考察站。
今年1月12日,中國第21次南極考察隊再次登上冰穹A,為建站做了最后準(zhǔn)備。“經(jīng)過多年的發(fā)展,我們已具備了向南極內(nèi)陸縱深進入的能力!眹液Q缶謽O地考察辦公室主任曲探宙說。
面積雖小,設(shè)施俱全
根據(jù)規(guī)劃,昆侖站的近期目標(biāo)是建成可供15至20人夏季科考的度夏站,3至5年后,再逐步升級擴建為滿足科考人員越冬的常年站。
昆侖站的總設(shè)計師、清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院張翼博士告訴《中國新聞周刊》,此次設(shè)計的主體建筑面積為348.56平方米,“盡管面積不大,但設(shè)施可謂一應(yīng)俱全”。
張翼介紹說,整個建筑按照功能分為住宿區(qū)、活動區(qū)和保障區(qū),包括宿舍、醫(yī)務(wù)室、科學(xué)觀測、衛(wèi)星通訊、廚房、浴室、廁所、污水處理、發(fā)電機房、鍋爐房、制氧機房和庫房等?偟脑O(shè)計原則是,最大限度地利用空間,既要滿足各種用途的需求,同時又要給駐站人員留出足夠的活動空間。
“冰穹A周圍方圓上千公里都是無人區(qū),景觀也極其單調(diào),全是白茫茫的一片,給人一種與世隔絕的感覺。”張翼說,“在那里,最大的挑戰(zhàn)是人的心理壓力,科研人員在科考站至少要待上2個月。因此,在房屋設(shè)計上,要盡可能彌補環(huán)境對人心理造成的影響!
為此,考察站的室內(nèi)設(shè)計與家具的選用多采用溫暖、艷麗的色彩;同時,在寸土寸金的昆侖站,張翼還“奢侈”地設(shè)計了一個近30平方米的多功能活動室。這個既可作為會議室、又能當(dāng)餐廳的區(qū)域,在他看來,最重要的目的是給駐站人員一個足夠大的交流空間。“充分的交流能顯著地緩解人的孤獨感!睆堃硐嘈,這個大活動室將成為科考隊員最常去的地方,“開會、用餐、聊天都可以”。
在保證公共空間的同時,設(shè)計師也給每個駐站人員留出了基本的私密空間。在昆侖站,共設(shè)有10間宿舍,每間雖然不足5平方米,但只住兩個人,基本可以保證隊員之間不會互相干擾。
張翼說,這種宿舍有點類似于火車上的小包廂,也是上下鋪,但床更寬、更長,屋里有專門的空間放行李,還有一張可折疊的工作臺,“至少我住在里面,會覺得舒適”。
但這畢竟不是普通的火車包廂。比如,在每個床頭有一個供氧終端。科考隊員通過它,可以補充氧氣,緩解缺氧造成的不適。位于南極最高點的冰穹A,含氧量僅有海平面的60%。
不僅如此,冰穹A的溫度非常低,即使夏季平均溫度也在-30℃左右,科考隊員在室外活動很容易疲勞。
為此,在淋浴之外,張翼還依照一位曾登頂冰穹A的科考隊員的建議,在浴室里硬“擠”進了一只浴桶,“它既可緩解疲勞,也能讓人迅速地恢復(fù)正常體溫,應(yīng)該很管用!
建站容易,支撐難
在遠離人類居住區(qū)的冰穹A建科考站不是一件容易的事,哪怕只有幾百平方米。
張翼說,昆侖站建設(shè)的最大困難是現(xiàn)場施工條件和運輸能力的限制!霸诒稟,施工效率不足國內(nèi)的一半,而留給施工的時間,只有30天。只能盡量在國內(nèi)提前做好,運過去。但你又不可能整個做好運過去,因為雪橇的運載能力是有限的。”
設(shè)計師首先根據(jù)雪橇的運載能力確定考察站的規(guī)模,再確定預(yù)制與現(xiàn)場組裝相結(jié)合的施工模式。
一般拼積木式的組合方式會導(dǎo)致密閉性與保溫性能降低,經(jīng)過反復(fù)考慮,最終將整個科考站設(shè)計成內(nèi)部功能倉與外部保溫層兩部分,內(nèi)部功能倉由若干個可獨立運輸?shù)墓こ膛撈唇咏M成,施工人員在國內(nèi)將每個工程艙及其內(nèi)部裝修全部做好,把這些工程艙運往冰穹A組裝后,再在外部現(xiàn)場安裝保溫圍護層!斑@既減少了現(xiàn)場施工,便于運輸,又保證了建筑的密閉與保溫性能,”張翼說。
昆侖站的主體建筑內(nèi)部,實質(zhì)上就是由17個工程艙組成的。每個工程艙大約相當(dāng)于一個20英尺的集裝箱(大約6米見方)。
為了抵御低溫,昆侖站的主體結(jié)構(gòu)全部采用耐低溫的不銹鋼,在-190℃時仍能正常使用。不銹鋼結(jié)構(gòu)和組合式工程艙外,則是復(fù)合夾芯的保溫板!袄稣镜慕ǔ,將標(biāo)志著我國邁入了南極考察站建設(shè)的第一陣營!睆堃碚f。
“這不僅是中國人的榮耀,也是整個人類的榮耀。”魏文良對《中國新聞周刊》說。但他同時強調(diào),與建站相比,在冰穹A立住腳要難得多。“這需要一個龐大的支撐系統(tǒng)和保障系統(tǒng),規(guī)模遠遠大于建站本身”。
據(jù)了解,昆侖站建成后將依靠1280公里外的中山站作為保障基地,所有的物資必須靠內(nèi)陸車隊運輸,單程大概需要18天時間。
魏文良說,這次建設(shè)昆侖站,就將動用12輛雪地車運送600多噸物資到冰穹A!懊總雪地車?yán)?至6個雪橇,整個車隊長達兩公里,如同一列火車”。
為了提高運輸效率,魏文良說,下一步中國將在南極放置固定翼飛機,用于站與站之間的運輸。這也將是昆侖站從度夏站升級為越冬站的前提條件。(蔡如鵬)
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