2016-12-08
【智网文摘】哥伦比亚推进南极科学站建设，多项工程项目布局极地长期科研
2026-03-01
20260301
来自旁观者报（El Espectador）的报道：
南极洲（Antártida）是一片气候与环境条件极端、极难长期居住的大陆。如今，多个科研与工程项目正推动哥伦比亚（Colombia）迈向在这一“白色大陆”建立首个常设科学站的目标，为该国在极地开展长期科研活动奠定基础。
1970年，在哥伦比亚国家海军（Armada Nacional de Colombia）与哥伦比亚海洋学委员会（Comisión Colombiana de
Oceanografía，CCO）组织的一次海洋科考巡航中，哥伦比亚科学家发现，该国南太平洋海域流经的不仅是赤道水团，还有来自南极和亚南极的水体。这一发现于1971年在卡塔赫纳（Cartagena）举行的首届全国海洋科学研讨会上正式记录在案。
四十多年后，哥伦比亚于2014年至2015年开展了首次南极科考（I
Expedición a la Antártida de Colombia）。十二年后的今天，哥伦比亚科研人员、工程师与科学家正在进行第十二次南极科学考察（XII
Expedición Antártida de Colombia）。与此同时，哥伦比亚空天军（Fuerza
Aeroespacial Colombiana）正在执行第八次南极航空任务（VIII
Campaña Aérea），其中由宗座哈维里亚纳大学（Pontificia
Universidad Javeriana）教授团队参与研发的四项工程、建筑与创新项目，被视为哥伦比亚在南极实现长期科研发展的关键支撑。
哥伦比亚对南极的科学兴趣由来已久。五十多年来，科学界已认识到，距离本国超过8000公里的寒冷海域与冰封大陆所发生的变化，会影响哥伦比亚的地理格局与生态系统。早在1974年，在美国哥伦比亚大学（Universidad de Columbia）攻读博士学位的哥伦比亚地质学家何塞·阿比盖尔·洛萨诺（José
Abigail Lozano），便通过对4500米深海沉积物样本的分析，研究了约1.8万年前末次冰期的南极温度与生物群落状况。如今，科研与技术开发的重点已转向更具前瞻性的挑战。
哥伦比亚南极计划（Programa
Antártico Colombiano，PAC）作为国家层面的政策框架，提出“建立基础设施，以实现国家在南极活动的自主与自主管理”。这意味着创造必要的居住条件，以便至少在南半球夏季（约每年10月至次年3月）开展持续性的科学活动。
然而，这一目标面临巨大挑战。南极的气象条件属于地球上最为极端的环境之一。夏季大陆内部气温可降至零下35摄氏度，冬季可低至零下70摄氏度。风速方面，夏季平均可达每秒8米，冬季甚至达到每秒20米，足以对结构设施造成严重冲击。
此外，所有建设活动必须严格遵守《南极条约环境保护议定书》（Protocolo
al Tratado Antártico sobre Protección del Medio Ambiente）所规定的高标准环境可持续性要求，包括使用对生态系统友好的建筑材料、发展清洁能源、严格管理废弃物等。同时，还需克服通过飞机与船舶向南极运输物资的复杂后勤问题。
在此背景下，宗座哈维里亚纳大学的四个项目正从工程、建筑、设计与创新角度回应这些挑战。
首个项目名为“赫拉克勒斯科学站”（Estación
Científica Hércules），旨在进行永久性科学站的建筑与工程初步设计，为长期科研任务提供驻留空间。
第二个项目为“类空间科学栖息舱”（Hábitat
Científico Análogo Espacial，HACAE），这是一种可在极端环境中运行的类空间居住舱。该舱体部分由回收的利乐包装（tetra-pak）材料制成，适应南极环境。
该舱体长4米、宽2米、高2.3米，由5.6万个回收利乐包装制成，内部配备厨房、卫生间、三人卧室、水处理系统，以及由太阳能板与风力涡轮供能的电池储能系统。本周，该装置已安装在阿根廷马兰比奥联合南极基地（Base
Antártica Conjunta Marambio）附近。项目共同负责人之一、土木工程系副教授费德里科·努涅斯（Federico Núñez）表示，安装目的之一是详细研究结构系统在极端环境下的表现。
该舱体将进行为期一年的监测，以评估温度、极端风力与冰层对结构的影响。努涅斯指出，与传统木材相比，利乐材料具有更好的延展性与抗变形能力，同时碳足迹远低于混凝土与钢材。若测试成功，该舱体未来可用于执行“类任务训练”，即模拟空间站、火箭或潜艇中的封闭与极端环境训练，供空天军人员在南极进行长期生存与协作训练。
在脆弱的南极生态系统中开展活动，必须最大限度降低碳排放。为此，工程师弗朗西斯科·哈维尔·金特罗（Francisco
Javier Quintero）参与领导“南方氢能”（Hidrógeno
Austral）项目，旨在通过水电解技术生产绿色氢气，为南极提供清洁电力。
该技术通过电解装置向水（H₂O）施加由太阳能板与风力涡轮产生的电力，将水分解为氢气与氧气。氧气释放至环境中，不造成污染；氢气则储存在专用储罐中，可在燃料电池中转化为电能，为电动车辆或基地设施供能，尤其在冬季太阳辐射极低时期提供稳定能源。2026年正在进行的南极考察中，相关原型设备已在当地气压与温度条件下开展测试。
第四个项目“南风”（Viento
Sur）聚焦南极风场研究。项目负责人之一卡米洛·安德烈斯·巴约纳（Camilo
Andrés Bayona）指出，南极机场多为冰面跑道而非混凝土跑道，加之风速远高于全球多数地区，给空天军飞行员着陆带来挑战。
巴约纳专攻计算力学领域，利用物理方程在计算机中模拟流体力学现象。项目重点分析距地表1000米以内的风速模型，为飞行员提供计算模型支持，以优化着陆策略并提升安全性。该研究成果也将为赫拉克勒斯科学站的建筑预设计提供重要气象参数依据。
哈维里亚纳大学工程学院教授丹尼尔·里卡多·苏亚雷斯（Daniel
Ricardo Suárez）指出，尽管这些项目方向各异，但实际上是同一宏大目标的不同拼图——在南极建立哥伦比亚科学站。
苏亚雷斯表示，这一目标不会在2027年或2030年前实现，但若持续推进，未来15至20年内有望取得实质性成果。他强调，这类长期项目需要跨机构协作与代际接力，远超个人生命周期。
文章最后指出，这些项目体现了高校科研向工业与国家战略需求转化的趋势。除当前四个重点项目外，哈维里亚纳大学与哥伦比亚空天军已合作四年，背后还有更多研发项目共同支撑南极科研战略。
编辑：姚少杰
校对：康晨雨
科讯搜寻：薄焕文
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