站在白茫茫的冰原上，28岁的博士生肖万鑫感慨万千，这个黑龙江人报考了南方的中山大学，就是看中这里有全国领先的极地遥感团队，但他没想到也不敢想，自己有一天能真的踏足北冰洋。
2025年夏天，一艘搭乘了13所高校和科研院所38名师生的极地科考船从广州出发，历时76天后，满载着从北冰洋带回来的冰样和各种珍贵的科研样本资料，回到祖国，此时已是金秋。“中山大学极地”号——国内高校自主拥有运维的第一艘也是唯一一艘极地科考船，经过两次跋涉北冰洋的成功科考后，他们带着丰硕的成果，将目光投向了更远的海洋。
北纬81.6度的考验
“中山大学极地”号此次总航程11852海里，到达北纬81.6度的北冰洋核心区。整个航程要在狭小封闭的船舱工作生活两个多月，中途不靠港，这对师生们的体力耐力是极大的挑战。
晕船！这是很多没有长期海上生活经验的人碰到的第一道难关。科考队中一共有7名学生，全部都是博士研究生，中山大学遥感科学与技术学院博士研究生李博是唯一一个随船去过两次北冰洋的“大哥”，但出发后也一样要再经历一遍晕船到适应的过程，“大概一周吧，每天都很不舒服，适应了就好了”。他说得很平淡，他的同学肖万鑫就没这么幸运了，“一楼吃的饭，走到四楼就存不住了”。风浪最大的时候，房间里所有不能固定的东西都只能放在地板上，每天早上起来都会发现，包括行李箱在内的大件物品都自己挪了位置，人躺在床上也会被摇得滚来滚去。
但这并没有给他们留下太深的印象，因为很快，充满危险的极地风光强烈地吸引住了他们。
北冰洋虽然看上去和南极一样是白茫茫一片，但冰层之下没有陆地，因为是北极的夏季，气温高的时候只有零下几摄氏度，很多地方冰层仅5厘米厚，最可怕的还是积雪之下看不见的“融池”。“今年海冰融池非常多，融池又是冰站作业的最大安全隐患之一，不小心就会掉进去。按照考察队的要求，此类作业必须两人行动，确保安全。”中国海洋大学博士生王雅文和来自厦门大学的博士生史敬文是一组，王雅文手握安全绳，腰上系着安全绳的史敬文则趴在蓝色融池边采样。冰原现场采样的难点是要求无菌操作，需要摘下保暖手套，换上无菌手套，手指冻僵是师生们每天都要面对的问题。
更大的危险来自让大家又爱又怕的北极熊，这种奔跑时速可达60公里的巨型猛兽，是人类在冰原上最大的天敌。队员们上下船都要靠一个可以容纳几人的钢结构“笼子”，这种很像潜水员用的“防鲨笼”的设备，可以在危急情况下挡住北极熊的尖牙利爪，还可以防止冰面不结实出现坠海意外。
冰海导航的技术创新
破冰船冰海航行的一大难题就是漂浮不定、变化莫测的海冰，在温度、风场、洋流等多重因素影响下，海冰可能会在短时间内大量出现，造成冰封拥塞，阻碍航行，甚至对船只造成损坏。传统冰海航行，靠的是船员的“千里眼”和经验判断，有了现代卫星遥感技术后，可以通过卫星影像来监测航线周围的海冰分布，根据冰情预测调整未来航线。但目前业务化的海冰监测服务机构能提供的最近时间的冰情信息是一天以前的，而且往往精细度和准确度不够高，在瞬息万变的冰海中航行，其效率仍然不能令人满意。
但和很多船舶不同，“中山大学极地”号上搭乘可不是普通乘客，而是一群拥有领先技术的遥感专家，为何不利用自己的技术优势来提升卫星遥感导航的效率？
叶玉芳，中山大学遥感科学与技术学院副教授，此次科考队冰站队的副队长，四名女队员之一，他们基于团队先进的海冰遥感技术研制了自动化海冰参数遥感反演系统，形成“岸-船联动”的实时数据保障方案，将海冰遥感的监测频率从一天缩短至3个小时，为破冰船的航行规划争取到了宝贵的时间窗口。同时，通过北冰洋现场采集的观测数据的验证和改进，进一步提升了海冰遥感监测能力。
此次合作不仅为科考船保驾护航，实践形成的工作模式和机制还可以服务于极地冰海环境监测能力的提升，为未来进一步提升极地冰区航行卫星遥感导航公共服务的准确性积累宝贵经验。
不仅如此，“中山大学极地”号上还搭载了包括无人机、无人潜水器等设备，与卫星联动，形成覆盖“空-天-冰-海-潜”综合观测网络，在卫星遥感的基础上，无人机和无人潜水器可以搜集更近距离的动态情况，从而制定更为全面的智能航线规划。“这一次的北冰洋科考智能化的程度更高了。”叶玉芳说。
潜水器“跳伞”机器狗“游泳”
无人潜水器是海洋科考的利器之一，它让科研的触角伸向了人类难以到达的冰海深处。但一直以来，无人潜水器在极地冰区的收放都是个难题，漂浮的海冰会严重干扰设备的上浮。在像“雪龙2” 号这样的科考船上，在设计建造时就在船体的中央留了一个名叫月池的洞，可以构建一个无冰的区域用于水下设备的布放与回收。但科考船上月池的尺寸通常都比较小，难以适用于大型的无人潜水器。且像“中山大学极地”号这样的科考船本身就是旧船改造，没有月池，要改造增设工程量和花费都巨大。
怎么办？李晓天，中山大学海洋工程与技术学院副教授，他注意到破冰船在航行时，船艉区域会因尾流自然形成一个无冰区，科考队员创新性地设计了一个“外挂式”月池，利用尾流产生的无冰区将其安装在船艉，进而在关闭船艉螺旋桨进行无人潜水器作业时，便可利用该“外挂式”月池阻挡浮冰进入其内部，为无人潜水器的布放与回收提供一个无冰的清水区。月池上还装有声学和光学的定位导引装置，以实现潜水器在月池内部的精准回收，这个精度大约相当于高空跳伞运动员精准地降落在一个直径大约4米的靶子上。“外挂式”月池可针对各类没有月池的极地科考船进行定制化设计，且可拆卸可折叠，非常方便。这项技术的成功实践，给各类水下设备在极地冰区的布放与回收提供了更为便捷经济的新方案。
科考队员们还进行了一系列的探索性测试，比如学习北极熊的特点，尝试对机器狗进行适应冰雪行走的仿生改造，实现了“狗拉雪橇”，在危机四伏的冰面上，机器狗替代科考队员拖运设备，大大提高了人员的安全性。科考队员还让改造后的机器狗学会了游泳，“我们需要增大它四肢的划水面积，它确实可以狗刨式游泳了。”李晓天说。
跨越7000公里的直播课
北京时间2025年8月25日，在北纬81度、距离广州大约7000公里的北极冰原上，一场跨越山海的极地科考直播课，让中山大学遥感科学与技术学院的本科新生们“亲历”北极科考一线的工作，这是国内高校首次开设北极科考现场的直播教学课程。
在繁忙的科考过程中，参航的师生组成课程团队，结合2025年北冰洋航次科考任务，从船舶保障到冰站现场、无人机及无人潜器作业，针对本科新生的需求，开展课程教学。
在极地开展直播并不容易，低温时常导致设备电池续航骤减，强风干扰了直播信号稳定性，冰站位置的不确定性更是迫使直播时间难以确定。
科考队没有被困难吓到，他们为设备加装保温套并准备备用电源；凭借丰富的极地经验实时评估冰面安全，迅速选定新的观测区域；根据学生上课时间设计直播+录播两套方案。最终，这场在冰天雪地里“边走边讲”的直播课顺利进行，将北极科考的真实场景与科学原理生动呈现在新生眼前。
冰原上的直播课，对于讲课的老师也是珍贵的第一次，很多人授课多年，但是如此有现场感的课堂，也让他们激动不已。大连理工大学的卢鹏教授在直播课程展示了冰芯采样的过程：“拿着用冰芯钻刚刚取出来的冰芯，给大家讲北极海冰的性质和结构，真正有种知行合一的感觉。粒状冰、柱状冰这些教科书上的名词，不再生硬；而是鲜活的就在脚下、就在手中。”
参加完极地直播课，2025级新生彭逸涵在回宿舍的路上就迫不及待地和朋友分享：“满眼的冰川真的好震撼！但是更让我激动的，是看到‘中山大学极地’号和那么多神秘的设备！我还见到了优秀的学长学姐，他们来自不同专业，那种知识和思维的碰撞好酷呀！”
专访
“中山大学极地”号将计划前往南极
专访航次首席科学家、中山大学遥感科学与技术学院教授王天星
羊城晚报：“中山大学极地”号这个重大科研平台为什么落在遥感科学与技术学院？
王天星 ：如果我们想了解极地的环境变化，有几种手段，一种是靠卫星遥感，第二是靠计算机模拟，还有就是去现场科考，卫星遥感技术是了解极地的最重要手段之一。学院在成立之初，就把极地与海洋遥感作为特色方向之一，目前学院也有一支极富有创新力的极地研究队伍。
此外，遥感本身也是一个交叉学科，与学校其他兄弟院系在学科、科研和人才培养上都存在很多交集。极地科考船本质是一个公共科研平台，综合考虑学院特色和学科特点，在学校大力支持下，牵头推动了“中山大学极地”号的建设。
羊城晚报：在去年首航北冰洋的基础上，“中山大学极地”号今年又有哪些新的科考进展？
王天星 ：一方面今年科考任务相对比去年会更繁重一些，特别是在北极冰海环境观测装备的协同测试方面，其集成化的程度更高了；另一方面整个科考过程的智能化水平也进一步得到了提升。此外，本航次通过多学科联合科考、现场科考直播课堂等举措也在尝试探索人才培养的新模式。
羊城晚报：这次的科考成果有哪些是可以实现成果转化的呢？
王天星：在装备方面，我们承担了几个国家的重大任务。比如我们充分测试了在新型月池、长续航无人机等设备在密集冰区、低温、大风、浓雾等极端环境下的性能，这些装备后续都可以实现市场转化；在技术方面，海洋观测技术、空天遥感的算法模型等，部分也可以直接在相关领域和行业部门进行转化；在极区航行保障方面，依托项目和航次开发的船基智能化信息服务系统，可以为北极航道开发和利用等提供保障服务。
羊城晚报：将来有没有计划去其他地方进行科考？
王天星：目前正在积极筹划国际联合科考航次和南极等区域的科考。
羊城晚报：可以介绍一下多所高校联合科考的情况吗？
王天星：我们在组织这个航次的时候，首先明确了航次的科学问题，在此基础上，向相关的兄弟高校征集了科考任务意向，只要大家的任务在航次科学问题的大框架内，我们尽量都纳入进来。不同单位的科考数据在符合一定规则的前提下都能共享，大家以科学问题为导向，协同攻关，共同推动极地科学研究的发展。此次联合科考涉及的学科很多，包括测绘、遥感、海洋科学、海洋工程、大气科学、人工智能、医学、生态学等等，学科交叉的特点也非常突出。
羊城晚报：未来考虑过和港澳高校开展合作吗？
王天星：当然有。“中山大学极地”号科考船本身就是一个开放平台，我们诚邀港澳有极地或海洋科考需求的高校和科研院所携手开展深入合作，共同推进国家海洋强国事业。
羊城晚报：所以有了这艘高校自己的科考船，给更多的学者极地科研的机会？
王天星：没错，“中山大学极地”号和 “雪龙”系列等科考船形成了互补的关系，科考重点各有侧重，错位发展。对极地科考的人员而言，平台更多了，去到现场科考的机会也会更多，将会极大地丰富极地科考的内容。
羊城晚报：这次的极地直播课有哪些亮点？
王天星：这次直播课涉及现场装备操作演示和冰站作业详解，主要是面向大一新生，他们富有好奇心，未来的发展也有很多可能。我们希望更多的学生能对高精尖的科研工作有更加直观的感受，开阔视野，增强学习兴趣，激发同学们投身国家海洋和极地事业的热情。
羊城晚报：未来有没有考虑过像太空直播课那样向公众开放你们的直播课呢？
王天星：条件允许的情况下，这完全有可能。
羊城晚报：极地科考这种特殊的科研环境，你们做了哪些应对保障措施？
王天星：除了基本的生活、安全方面的保障，为了应对长时间海上作业对队员身心的影响，航次成立了临时党支部，繁忙的科考工作之余，支部组织了逸仙极地论坛、摄影比赛、体育健身等丰富多彩的活动，积极创造集体交流沟通的机会，应对漫长封闭的环境。
文|记者 王倩 通讯员 曹宁
图|记者 王倩（北极部分由学校提供）
视频｜记者 王倩 方浩 麦宇恒