驚異の10年：「科学」、深海における科学研究の10年

習近平総書記は中国共産党第20回全国代表大会での報告の中で、過去5年間の活動と新たな時代と10年における大きな変化について詳しく述べた。基礎研究と独創的なイノベーションが継続的に強化され、いくつかの重要なコア技術で画期的な進歩が達成され、戦略的新興産業が発展・成長し、有人宇宙飛行、月・火星探査、深海・深地球探査、スーパーコンピューター、衛星航法、量子情報、原子力技術、大型航空機製造、バイオ医薬などで大きな成果が達成され、中国はイノベーション国家の仲間入りを果たしたと述べた。

深海へ向かう過程で、総合海洋科学調査船「サイエンス」の開発・納入の成功は画期的な出来事です。 2012年9月、「サイエンス」号は運用管理のため青島の中国科学院海洋研究所に正式に引き渡され、海洋システムの観点から我が国の深海海洋研究の始まりを示し、中国の海洋科学調査を沿岸から海洋へ、浅海から深海へと歴史的な飛躍へと導きました。過去10年間、「科学」は我が国の海洋科学技術の急速な発展の輝かしい歩みを目の当たりにしてきただけでなく、我が国が海洋大国から海洋強国へと着実に進歩してきた縮図でもあります。

過去 10 年間にわたり、「サイエンス」は豊富な科学的成果を生み出してきました。西太平洋のカロリン海山で長茎海綿動物（新種）が発見される

画像提供：中国科学院海洋研究所

3世代にわたる科学調査船が中国の科学者を深海や海洋へ運ぶ

21世紀に入り、海洋は再び世界の注目の的となり、海洋の国家戦略的地位はかつてないほど向上しました。海洋科学研究は、強力な海洋国家を築くための基盤です。科学調査船は海洋科学調査の基本的なインフラです。優れた性能を持つ科学調査船がなければ、海洋研究は「絶望のため息」を吐くだけで、始めることができない。

新中国における海洋科学調査の発展を振り返ると、科学調査船の開発から始めることができます。

新中国建国初期には、科学調査船は主に古い船を改造したものだった。 1957年、外洋救助タグボート「生産3号」を改造した新中国初の専門海洋調査船「ヴィーナス」が正式に就役した。 1958年から1960年にかけて、「ヴィーナス」号を主力船として新中国の初の大規模な国家総合海洋調査が実施され、中国の海洋状況が明確に把握された。

ディスカバリーROVが深海の毛ガニを捕獲

画像提供：中国科学院海洋研究所

1960年代には、特別に設計・建造された科学調査船が登場し始め、最初の2,500トンの海洋実習調査船「東方紅」、3,000トンの総合調査船「史建」、そして最初の「向陽紅」「元旺」「科学」「実験」「探査」「曙光」「闘争」「中国海洋監視」シリーズの科学調査船が各海洋調査研究機関に配布されました。これらの調査船は、先進的な海洋調査機器を導入し始めており、旧式船を改造した調査船に比べ、性能、レイアウト、研究室や特殊機器のマッチングにおいて質的な向上がみられます。これらは我が国で設計・建造された「第一世代の海洋調査船」といえます。この世代の科学調査船は、中国の渤海、黄海、東シナ海、南シナ海で海洋調査や特別研究を実施し、中国の海洋科学技術の基礎を築きました。代表的なものとしては、1988年に国家科学技術進歩賞一等賞を受賞した外洋総合調査船「向陽紅10号」が挙げられる。

サイエンス誌が西太平洋で初めて深海ウミウシの新種を発見

画像提供：中国科学院海洋研究所

1990年代から2012年まで、自主開発した「東方紅2号」「遠王3号」「遠王4号」のほか、海外から購入・改造した「大洋1号」と「雪龍」のみであった。この期間中の新造船の数は限られているため、中国の海洋科学の急速な発展の実際のニーズを満たすにはまだギャップがある。しかし、いずれにしても、この時期の科学調査船は「中国の海域を探索し、三大海洋に進出し、南極に上陸する」ための装備の基礎を築き、我が国の第二世代の主力科学調査船となった。

サイエンスが西太平洋の海山で採集した黄金サンゴ

画像提供：中国科学院海洋研究所

2012年以降、中国の科学調査船は「質」と「量」の両面で急速な発展期に入った。この期間中、国家発展改革委員会が支援する国家の主要な科学技術インフラである総合研究船「科技」が、画期的な出来事として運用を開始した。船舶の電気推進システムとダイナミックポジショニングシステムが徐々に推進され、科学研究業務と実験室はモジュール設計を採用し、水中放射ノイズとキャビン環境制御がさらに重視され、温度、塩分、深度検出システム、全海域マルチビーム検出システム、気象レーダーなどのさまざまな専門的な科学研究設備が船舶プラットフォームに統合されました。

海洋科学総合研究船「サイエンス」

画像提供：中国科学院海洋研究所

統計によると、中国では2010年から2021年にかけて新造された海洋調査船の数は30隻を超え、世界をリードする調査船が多数誕生した。例えば、2万5000トンの「元王7号」は、「天宮2号」「嫦娥4号」、北斗衛星など21の海洋測位・管制ミッションを成功させた。 「東方紅3号」は、国内初、世界で4番目に最高レベルの水中放射騒音SILENT-R認証を取得し、国際主流の科学調査船の仲間入りを果たした。世界初の6ケーブル高精度短距離地震ケーブル3次元物理探査船「海洋地質8号」により、中国は国際海洋物理探査分野における船舶技術のトップに立つことができた。世界初の船首・船尾双方向砕氷技術を搭載した極地科学調査砕氷船「雪龍2号」が北極と南極への処女航海に成功し、中国の主要な極地科学調査設備の不足を補った。国内最大排水量、最強の総合科学研究性能を誇る海洋総合科学研究練習船「中山大学」は、直流母線＋蓄電バッテリー、リム永久磁石スラスター、全速力アクティブアンチロールフィンなど、多くの新技術の総合革新を実現しました。

過去70年間で、中国の海洋調査船は数百トンから数千トン、数万トンへと規模を拡大してきた。調査能力は中国沿岸の浅瀬から深海、北極、南極まで拡大している。調査内容も、単一分野の調査から、複数の分野、複数の機能、複数の技術的手段を活用した総合的な科学調査へと変化してきました。海洋調査船は最も重要な海洋科学調査設備として、国の海洋強国建設を支える上で顕著な貢献を果たしてきました。

最も先進的な「海上移動実験室」の一つ「サイエンス」

前述のように、「サイエンス」は科学調査船の第3世代の先駆けとなりました。これは、第11次5カ年計画期間中に国家発展改革委員会によって計画され、建設された国家の主要な科学技術インフラプロジェクトです。 「サイエンス」は我が国の新世代先進海洋科学総合調査船として、自主的な知的財産権を有しています。多分野、多機能、多技術の手段を統合します。海洋科学における多分野にわたる学際的研究のニーズに応えることができる、現代的な海洋科学総合研究プラットフォームです。世界的な航行能力を有し、その技術レベルと調査能力は国際海洋大国の新造および建造中の総合調査船と同等のレベルに達しています。多くの独立した革新的なデザインが国内のギャップを埋めてきました。

例えば、「サイエンス」は国際的に先進的なポッド型電気推進システムを採用し、船首には2つのバウスラスターが装備され、動的位置測位はCCS DP-1の要件を満たし、統合された航行および測位システムを備えています。ブリッジは1人で操作し、0～15knの連続可変速度を実現し、低速時にはその場で360°回転することができます。この船は操縦性が柔軟で、広いデッキ作業スペースを持ち、パッシブ制御可能なアンチローリングタンクを備え、高度な振動・騒音低減対策を採用しています。総じて、高い耐航性と航行性能を備えています。

同時に、「サイエンス」深海総合探査研究プラットフォームは、我が国の深海探査研究分野における技術と設備のボトルネックを突破し、科学的目標を原動力とする互換性の高い海洋総合科学研究船と探査システムの統合設計概念を生み出し、我が国の新世代科学研究船の建造をリードしました。

例えば、中国で初めて、マクロとミクロ、航行と定点、勾配と現場を組み合わせた深海環境探査技術システムが確立され、10,000メートル深海定点探査、6,000メートル深海探査とサンプリング、4,500メートル深海精密探査とサンプリング、1,000メートル水体プロファイル航行探査、30メートル深海堆積物コアリング、20メートル長岩石コアリングなどの主要技術で画期的な進歩を遂げました。

例えば、深海の地形、海底環境、水環境を三次元的、同期的、精密に総合的に検出し、サンプルを採取する能力を有します。深海海底地形探知の解像度は世界トップクラスのセンチメートルレベルに達し、「室内模擬実験→海洋移動実験室→深海現場実験室」への飛躍を実現し、「潜って、はっきり見えて、収集して、正確に測定できて、機能が充実していて、手頃な価格」という深海探査の目標を達成しました。これにより、我が国の深海探査・研究能力は大幅に向上し、西太平洋における深海科学研究の飛躍的発展が促進されました。

過去10年間で、「サイエンス」号は50回以上の海洋調査航海を安全に遂行し、2,100日以上を安全に航海し、総航海距離は30万海里を超えました。これを搭載した水中ケーブル制御式潜水艇（ROV）「ディスカバリー」は、300回以上の海洋科学探検潜水を完了し、国家重点研究開発プロジェクト、国家自然科学基金の主要プロジェクト、中国科学院の戦略的優先プロジェクトなど、420件以上のプロジェクトを支援しました。その軌跡は中国沿岸海域、西太平洋、北太平洋、中部太平洋などの広大な海域をカバーし、0から1への多くのブレークスルーを達成しました。

「科学」のおかげで、我が国の海洋科学研究は沿岸から沖合へ、浅海から深海へと進むことが可能になりました。それは、我が国が海洋における総合的な科学調査や研究を実施し、さらには海洋強国戦略を実行する上で、かけがえのない強力な能力支援を提供してきました。最も先進的な総合科学調査船の一つとして国際的に認められています。

強力な「ソフトパワー」はあらゆる科学探検を完璧なものにすることができる

海洋科学研究能力を向上させるには、優れたハードウェア施設だけでなく、強力な「ソフトパワー」による支援も必要です。

「ソフトパワー」に関して言えば、まず第一にイデオロギー的な指導が必要です。 「科学」は党建設の指導力を強化し、科学研究活動における党員の先駆的かつ模範的な役割を十分に発揮させます。海上での科学探検のたびに、「サイエンス」に臨時の党支部が設立されます。 2017年以来、中国科学院海洋研究所は「サイエンス」号を含む3隻の科学調査船に臨時党支部を設置し、合計38回の航海を実施し、76の科学研究機関または部門、45の党支部、643人の党員が参加した。研究所の党委員会メンバー3名、航海の主任科学者6名、船長7名が、さまざまな海洋科学探検の臨時党支部書記を務めた。彼らは深海と海洋に党旗を立て、科学研究の最前線に党の戦闘要塞を築き、党建設の方向に「逸脱」がないように、党建設活動に「時間差」がないように、党建設の結果に「ギャップ」がないように、海洋科学研究を護衛している。

第二に、より科学的で標準化された近代的な船舶管理システムが確立され、「サイエンス」号はわが国で「国際船舶安全管理システム」を確立した数少ない科学研究船の一つとなりました。

中国科学院海洋研究所は、研究船自体の特性を考慮して、「科学」の管理部門として、組織モデル、資源配分方法、人事制度、評価制度など、多方面から海洋科学調査のニーズと船舶運航の特性に合わせた一連の標準化された管理システムを構築し、「より安全な船舶、よりきれいな海、より専門的な乗組員」という管理目標を達成しました。 「サイエンス」は、多種類の船舶設備、高度な電気自動化、メンテナンスの難しさなどの特徴を持つ新世代の科学研究船であり、高度な資格を持つ船舶管理要員のチームを必要とします。中国科学院海洋研究所の科学調査船団は、「海洋調査では専門の人が専門の仕事をこなす」というスローガンを最初に提唱し、甲板部、機関部、船上実験室が密接に連携し、優れた技術力と厳しい仕事のスタイルを備えた科学調査チームを育成しました。これにより、科学調査期間中、工学技術者が調査機器の操作と基本的なサンプル収集作業を完了し、海上の科学者がサンプル処理にさらに多くのエネルギーを注ぐという効率的な作業モードが形成され、海洋科学調査と探査研究に強力な技術サポートが提供されるようになりました。

繰り返しになりますが、科学研究者のためにより良い生活環境を提供する必要があります。以前の世代の科学調査船はインフラが遅れており、非常に過酷な条件でした。科学的な探検では、陸に戻ることができずに、数十日、あるいは数百日にわたって海上で継続的に作業することが求められることがよくありました。飲料水の安全を確保するために、淡水の供給が十分でなかったため、科学者やスタッフは海に出た後シャワーを浴びることができないことがよくありました。海に出た後、彼らは陸地から遠く離れ、携帯電話の電波も届かず、数か月間家族と連絡を取ることができませんでした。高度な冷蔵設備がなく、新鮮な果物や野菜を供給することができませんでした。船内のスペースは狭く、数人が同じ部屋に住み、同じバスルームを共有することもよくありました。専用のフィットネスルームはありませんでした。

「サイエンス」は、科学者がより多くの種類のサンプルとより正確なデータを取得するのに役立つ高度な精密検出機器を備えているだけでなく、生活、娯楽、学術研究のあらゆる面で科学者に便利なサービスを提供することができます。例えば、「サイエンス」には先進的な逆浸透膜浄水器と真空浄水器が装備されており、80人の水需要を満たし、24時間の給湯サービスを提供することができます。全員の飲料水の安全性と健康を確保するため、船内に浄水器が設置されています。ユニットや家族との連絡をより便利にするために、グローバル衛星インターネットシステムが導入されています。

この10年間は​​我が国の海洋科学研究にとって最良の10年間であったと言わざるを得ません。現在、我が国は、中国科学院系統の「科学」、「実験」、「探査」、「革新」シリーズ、国家海洋局系統の「向陽紅」、「海洋」、「雪龍」シリーズ、教育部大学の「東方紅」シリーズ、中国地質調査所の「海洋地質」シリーズ、衛星追跡管制センターの「遠望」シリーズに代表される総合型、専門型、特殊型の海洋調査船という3つの種類の中国海洋調査船を徐々に発展、形成してきました。

しかし、依然として困難は存在しており、戦略的、基礎的、破壊的設備革新能力は依然として不十分であり、いくつかの主要技術には依然として「ボトルネック」問題が残っている。科学的な計画と持続可能な開発、そしてたゆまぬ努力と闘争を通じてのみ、中国の海洋科学研究設備システムはますます強力になり、海洋強国建設に対する中国の高まる需要に応え、人類の運命共同体の構築に中国の知恵と力をもたらすことができる。