【導語】四百年前，五月花號承載著清教徒的夢想啟航北美，開啟了歐洲殖民北美的曆史新篇。四百年後的2020年，另一艘五月花號——五月花號自主研究船（MARS）橫空出世，以現代科技續寫人類探索海洋的輝煌。這艘集曆史傳承與現代創新於一身的船隻，無需船員操控，依靠人工智能和清潔能源，將執行全球海洋科研任務，引領人類探索海洋的新篇章，為海洋可持續發展貢獻力量。

在浩瀚無垠的大西洋上，四百年前的一艘商船——五月花號，承載著102名英國清教徒的夢想與希望，從英國普利茅斯啟航，曆經艱難險阻，最終抵達北美新大陸，開啟了歐洲殖民北美的曆史新篇章。四百年後的2020年，另一艘同樣名為五月花號的船隻，卻以截然不同的姿態，續寫著人類探索海洋的輝煌篇章。這便是五月花號自主研究船（Mayflower Autonomous Research Ship, MARS），一艘集現代科技與曆史傳承於一身的開創性船隻。

MARS項目耗資數百萬英鎊，由英國普利茅斯大學、無人船製造公司MSubs Ltd，以及遊艇設計公司Shuttleworth Design共同打造。與四百年前的五月花號相比，MARS無需船員操控，而是通過人工智能導航係統實現自主航行。這一創新設計，不僅降低了人力成本，更使得船隻能夠在更加惡劣或遙遠的環境中執行科研任務。同時，MARS的動力來源也頗為獨特，除了傳統的風力驅動外，還融入了太陽能光伏技術，為船隻提供了源源不斷的清潔能源，確保了其長期的續航能力。

MARS的誕生，不僅僅是為了紀念五月花號啟航400周年的曆史事件，更是為了打造一個搭載尖端科技的研究平台。這艘海上無人實驗室，將配備各種自主水下航行器（AUV）與科學儀器，涵蓋氣象學、海洋學和氣候學等多個領域。在廣袤無垠的海洋上，MARS將如同一位不知疲倦的科學家，不斷搜集著寶貴的數據資料，並通過衛星通信傳送至岸上，供科研人員深入分析研究。此外，MARS還將作為新型自主導航算法與可再生能源係統的測試平台，為海洋科技的進步貢獻自己的力量。

在MARS的設計中，每一處細節都凝聚著工程師們的智慧與心血。船體采用了先進的複合材料——玻璃纖維增強塑料（GFRP），這種材料不僅輕便耐用，還能有效抵禦海洋環境的侵蝕。甲板則選用了碳纖維複合材料與Nomex蜂窩夾層結構，進一步提升了船隻的堅固性和穩定性。而三體船（Trimaran）的設計，更是讓MARS在海浪中如魚得水。這種獨特的構造，使得海浪能夠輕鬆地從船體間隙中穿過，從而(ér)大(dà)大降低了海浪對船隻的衝擊力，實現了高效的低速巡航性能。

電力推進係(xì)統(tǒng)是MARS的動力核心，它能夠將光伏電池儲存的能量轉化為動力，驅動船隻前進。在充足的陽光下，MARS的最高航速可達12.5節，足以應對各種複雜的海洋環境。而設備艙的設計，則讓MARS能夠搭載更多的科學設備，如自主水下機器人（ROV）等，進行更加深入和全麵的海洋探測。

值得一提的是，MARS的太陽能電池陣列不僅為船隻提供了持久的續航能力，還在風力不足時發揮了至關重要的作用。這種混合動力係統設計，確保了MARS在任何情況下都能保持穩定的航行狀態，為科研任務的順利完成提供了有力保障。

在MARS的構造中，主船體由於無須設置人員居住區，因此設計得離水麵更近，這不僅增強了船隻的穩定性，還為其提供了更加寬闊的甲板空間，便於科研設備的安裝與操作。而兩側輔助船體的設計，則充分考慮了水動力性能與減阻的需求。略微抬高的設計，使得船體能夠輕掠過水麵，減少阻力，提高航行效率。

MARS的全長32.5米，寬度16.8米，這一緊湊而高效的設計，不僅承載著科研的重任，更寄托著人類對海洋未來的無限憧憬。MARS配備的兩片可變形帆麵可以根據風速的變化自動調整，確保船隻始終保持最佳的航行狀態。而當夜幕降臨，太陽能發電係統則開始發揮威力，為船隻提供源源不斷的動力。

MARS的全長為32.5米，寬度則是16.8米。

MARS的橫渡大西洋之旅，預計將在適宜的氣象條件下，僅需七至十天即可完成。然而，由於其能源自給自足的特性，因此得以在海上停留長達七至十個月的時間，以盡可能多地收集科研數據。這一超長續航能力，不僅為科研人員提供了寶貴的科研機會，也讓MARS成為全球海洋科學研究的重要平台。

在MARS完成橫渡大西洋的任務後，它還將進行全球海洋觀測任務，進一步展示其卓越的航行能力和科研實力。此後，MARS將向國際科研機構開放租用，協助他們開展更加深入和廣泛的海洋研究計劃。可以預見，在未來的日子裏，MARS將成為海洋觀測網絡的重要組成(chéng)部(bù)分(fēn)，引(yǐn)領(lǐng)著(zhe)人(rén)類(lèi)不(bù)斷(duàn)探(tàn)索(suǒ)海(hǎi)洋(yáng)的(de)奧(ào)秘(mì)。

MARS的(de)誕(dàn)生(shēng)將(jiāng)以(yǐ)全球(qiú)首(shǒu)艘(sōu)全自(zì)主跨(kuà)洋(yáng)研(yán)究(jiū)船(chuán)的(de)身(shēn)份(fèn)，開啟人類探索海洋的新篇章，為海洋可持續發展和人類文明的繁榮貢獻自己的力量。

文中圖片均來源於《How it works》雜誌

作者：《how it works》科普團隊

審核：梁忠偉 中國機械學會微納製造、智能運維專委會理事、中機聯綠色製造專委會常務委員