搜寻二战失踪飞行员的机器人

二战时期失踪的战斗机飞行员几乎有70年时间长眠于太平洋的海底。如今,自主机器人已被部署,用于寻找他们。

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三月中旬一个阳光明媚的早晨,帕特·斯坎农站在一艘40英尺长的双体船甲板上,搜寻隐藏在帕劳西部泻湖水域中的一架飞机。身后,长满植被的石灰岩山脊直插碧蓝无云的天空。他穿着快干衣,脖子上系着一条红色头巾,十分符合他业余考古学家的身份。在过去的20年里,他每年都会前往帕劳(距离菲律宾约500英里)进行沉船搜寻,寻找二战中最惨烈战役中被击落的飞机——那些可能还安葬着飞行员的飞机。他的组织“BentProp Project”致力于将遇难者的遗骸遣送回美国。通常,斯坎农依靠与帕劳长者的访谈、军事记录和战后手绘地图来指导搜寻。但在这次行程中,他有了一个新工具。

附近一艘“波士顿捕鲸者”号小艇上的两名技术人员小心翼翼地抱着一个小型鱼雷状的装置,然后将其放入水中。斯坎农看着它头朝下倾斜,尾部的螺旋桨将其推入水下。看不见的自主水下航行器(AUV),一种被称为Remus的海洋学主力设备,开始在泻湖中按照类似于割草坪那样长而线性的轨迹滑行。它在离海底约10英尺的高度,发射声波侧扫声纳,绘制出二维地图。反射声波的强度也有助于区分金属与泥土或珊瑚。

对于像BentProp这样的组织来说,使用先进的海洋学仪器是一次巨大的技术飞跃,而且他们无法独自承担这项费用。这些设备来自加州大学圣迭戈分校的斯克里普斯海洋研究所和特拉华大学,后者获得了美国海军研究局的资助。这项资助使海洋学家能够测试新技术,同时帮助BentProp定位二战空勤人员——这项工作他们称之为“Project Recover”。

首席科学家是斯克里普斯沿海观测研究与发展中心主任埃里克·特里尔。他穿着短裤和凉鞋,这位运动型海洋学家看起来更像冲浪者而非科学家——他甚至在研究船上带了一块冲浪板,用于他所谓的“海浪采样”。在过去的几年里,特里尔的团队一直使用Remus研究帕劳周围的洋流。

“历史上,在无人水下平台方面,你可能会花费大部分实验时间来确保传感器正常工作,跟踪航行器的导航,并为电池充电,”他说。“现在的系统已经成熟,我们可以像使用舷外发动机一样用力地使用它们。海洋学界正在为它们工程设计新的传感器,并在搜寻过程中让它们做更智能的事情。”

当特里尔和斯坎农通过岛上的一位共同朋友认识时,合作似乎顺理成章。BentProp可以在复杂的水下环境中寻找飞机——那里有陡峭的地形、快速的洋流和珊瑚礁。而斯克里普斯则可以测试洋流模型和先进的成像系统。“如果我们能在自然环境中运用这些技术,那么就没有理由说我们不能将其应用于海底的人造物体上,”特里尔说。

斯克里普斯和特拉华大学向帕劳运送了60箱设备,包括水下航行器、摄像头、各种声纳,以及用于空中勘测的自主六旋翼无人机,该无人机经过改装,能够承受海雾和水上降落。帕劳沿岸的红树林非常茂密,飞机铝制残骸甚至能在离海面约30英尺高的树冠上被发现。

今年,斯坎农的目标是一个重要的目标:一架他相信曾在帕劳西部珊瑚礁被击落的B-24轰炸机。他希望在海洋学家的帮助下,BentProp能够找到它。“在陆地上,我们的主要技术是砍刀,在水下是潜水罐,”他说。“能够扩展我们的任务范围,我不知道如何形容。这就像刚开始学走路,突然你坐上了超音速喷气机。”

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到20世纪20年代,帕劳已成为太平洋航线上一个繁荣的日本贸易港口。日本认识到其战略位置,在那里建立了一个机场,并在二战爆发后开始加强防御——修建了数百个地堡和洞穴,以抵御美国的攻击。1944年,麦克阿瑟将军下令发起攻击,他希望在准备入侵菲律宾之际,确保东部岛屿的安全。美国开始了一场猛烈的空中攻势,旨在摧毁聚集在帕劳西部泻湖及附近港口的日本船只,并为两栖登陆扫清道路。

安迪·艾萨克森

这些人为了保卫我们而牺牲9月,美国海军陆战队登陆了佩里琉岛。尽管他们最终赢得了这场战役,但付出了巨大的代价:10,000名日本人和1,700名美国人在战斗中牺牲——这是二战太平洋战场上伤亡率最高的战役。BentProp估计,从空中攻势开始到战争结束,有200架美国飞机在帕劳的珊瑚礁内被击落。约有40至50架飞机和70至80名飞行员至今未被找到。斯坎农是一位内科医生,也是一家生物技术公司的创始人,他于1993年首次作为休闲潜水员来到帕劳。他随一个搜寻由乔治·H·W·布什(二战期间驾驶鱼雷轰炸机)击沉的一艘日本军舰的团队前来。在团队找到军舰后,斯坎农雇佣了一名当地向导带他去其他沉船地点,在那里他最终发现了一架B-24的机翼。当他在家研究帕劳的历史时,他意识到岛屿周围一定还有更多飞机残骸。“帕劳人知道它们的存在,但对它们一无所知,”他说。他尤其被许多飞行员可能无法幸存的坠机想法所触动。“这些人是为了保卫我们而牺牲,”他说。“他们应该受到尊敬,如果可能的话,应该被带回家。”

于是,斯坎农的探索开始了。在接下来的几年里,他独自返回帕劳,追寻线索。然后,在1996年,他成立了BentProp,并招募了志愿者,其中约一半是退休和现役军人,协助他进行搜寻。他们搜遍了丛林和周围的水域,发现了60多架飞机的残骸。

去年,当地的鱼叉捕鱼者在帕劳西部珊瑚礁潜水时,偶然发现了一个令人印象深刻的发现:一架完整的飞机。他们通知了一家潜水店的老板,老板将残骸的照片转给了BentProp。斯坎农的团队最终将这架飞机确认为一架美国“海盗”战斗机。它的左侧机翼根部有一些损坏,但襟翼放下,驾驶舱盖被锁住,表明飞行员已弃机。斯坎农说:“它在那里静静地躺了65年,无人知晓。这让我们对这里还有其他未被发现的完整飞机充满了希望。”

BentProp估计,有八架美国飞机,包括一架B-24轰炸机,仍然隐藏在帕劳西部泻湖。特别是B-24,这将是一项巨大的发现。它载有10至11人,包括飞行员、副驾驶、炮手、轰炸手、无线电员和领航员。在BentProp怀疑在帕劳附近被击落的四架B-24中,有两架在战后被找到。BentProp在2004年找到了一架,该组织通知了国防部联合战俘/失踪人员会计司令部,机上八名人员的遗骸(三人跳伞后被俘并处决)被遣送回阿灵顿国家公墓。

二战期间的任务照片显示,第四架“解放者”B-24轰炸机正飞向西部泻湖。其中两名机组成员在中途跳伞,降落在东部的马拉卡尔港,在那里被日军俘获;其余人员据推测与飞机一同沉没。斯坎农在今年的探险活动中,在研究船的甲板上说:“我们拥有非常非常准确的关于他们轰炸任务期间航向的信息,以及他们离开时的航向信息。所以将这两者结合起来,就基本能将你带到这里。”

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海洋学团队在帕劳的官方指挥中心位于珊瑚礁研究基金会的二楼,但他们的非官方总部是一家名为“Drop Off”的露天酒吧,最初是为CBS真人秀节目《幸存者:帕劳》的制作团队建造的。探险开始几天后,他们前往那里吃晚饭,并点了一轮当地的“Red Rooster”啤酒。在等待食物时,特拉华大学的海洋学家马克·莫林打开了一台Toughbook笔记本电脑,滚动查看Remus生成的声纳图像。

声纳图像粗糙且呈红色,看起来像是来自火星的信号。有些显示深邃的冲刷痕迹;有些则显示阴影般的沟壑。团队给这些特征起了名字,如“荷马·辛普森”、“哭泣的婴儿”和“海绵宝宝的坟墓”。在图像中识别出有潜力的目标后,他们必须亲自调查,潜入各个地点,以确定这些特征是纯粹的生物体,如珊瑚礁,还是真实的残骸。

莫林在一个椭圆形图像上停了下来。仔细查看后,它似乎有完整的机翼和尾翼。“我们找到一架飞机了!”莫林宣布。所有人立刻站起来,挤在屏幕周围,用手机拍照。他们的兴奋引起了坐在长条公共桌另一端的日本男士的注意,他探长脖子想看一眼电脑。莫林突然关上笔记本电脑;二战飞机残骸会吸引潜水游客和打捞者。

第二天早上,在珊瑚礁实验室,特里尔向斯坎农和BentProp团队进行了简报。斯克里普斯的程序员保罗·鲁特在墙上投影了谷歌地球。鲁特使用了一张观察到的飞机坠毁点存档地图,在谷歌地球图层上标记了已知的残骸点;然后他又添加了一个图层,标示出了声纳图像中出现的有趣物体。

特里尔用激光笔指出了最新的发现。“硬边提供了明亮的散射,”他说。“这里和这里有长长的阴影。”然后,他将指针移向约45米外的一个球形物体,并猜测它可能是水上飞机的浮筒。

“如果它是完整的,那就意味着这是一次低速撞击,可能是迫降,”前跳伞运动员和好莱坞特技演员丹尼尔·奥布莱恩说,他现在是BentProp的志愿者。“我第一反应是这是一架‘零式’战斗机”——一种远程战斗机。“尾部有圆形的边缘。但如果是水上飞机,唯一可能的美国飞机就是水陆两用飞机。形状看起来像‘翠鸟’。”前海军飞行员、现为三角洲航空飞行的弗利普·科尔默也加入了BentProp,他拿起一本《水上飞机实录》,开始翻阅彩色图片。

奥布莱恩解释说,“翠鸟”飞机通常用于侦察和营救坠毁的飞行员。“如果它们深入这里,那将是一次危险的任务。山脊上没有防空炮。但是现有的仍然停泊的船只有防空炮。所以他要过来降落在这里,是为了接某个人。”

二战期间,帕劳的水上飞机经常执行救援任务。当它们从水中救起空勤人员时,另一架飞机在空中提供掩护。BentProp知道,有两架“翠鸟”侦察机在战争中失踪,西部泻湖似乎是它们最可能出现的地方。飞机外部的识别号可能已经严重退化;为了确认具体型号,潜水员会试图打捞一块铆接在驾驶舱内部的冲压金属板。“那是我们的圣杯,”奥布莱恩告诉我。
科尔默告诫大家不要过早下结论。日本人也驾驶过水上飞机。“如果驾驶舱内部还有底漆残留——它比普通油漆更持久——那是一种窥视它的方法,”他说。美国飞机使用淡绿色锌铬酸盐;日本人使用红色底漆。团队必须近距离观察。

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在AUV提供的GPS坐标的指引下,珊瑚礁研究基金会主任帕特·科林驾驶船只穿越泻湖,前往神秘飞机的大致位置。然后,特里尔将一种名为Echoscope的设备放入水中。随着我们在海面上缓慢移动,船载电脑实时显示海底的三维图像。

虽然侧扫声纳提供了海底轮廓的总体印象,但它不直接测量地形的高度。Echoscope,即多波束容积成像声纳,则可以做到这一点,使海洋学家能够精确地绘制地形图,并具有足够高的分辨率来区分人造物体。特里尔将其描述为“相当于超声波声纳用于观察人体内部的海洋学海底测绘”。这两种技术结合使用,有助于缩小广阔区域的搜寻范围,然后从海底的杂物中挑选目标,从而使人类潜水员最大化他们在正确地点的时间。

船现在正对着飞机上方,潜水团队开始穿戴装备。特里尔将他的潜水气瓶充入高氧空气(nitrox),以便有更多时间探索100英尺以下的水下飞机。斯克里普斯的工程师香农·斯科特与特里尔、科尔默和奥布莱恩一同下潜。他带着一个手持声纳,屏幕上显示声学图像,这使得潜水员即使在能见度只有5英尺的情况下也能精确地定位水上飞机。大约20分钟后,奥布莱恩浮出水面。“嗯,这不是‘翠鸟’,”他说。

安迪·艾萨克森

在潜到飞机处后,奥布莱恩注意到驾驶舱的挡风玻璃位于机翼后面。而在“翠鸟”飞机上,它位于前面。他还注意到尾部附近的机身形状有细微差别。

我背上潜水气瓶,跳入水中与斯坎农一起,他也想亲眼看看。我们沿着绳索下降,在下降过程中捏住鼻子以平衡压力,直到我们到达机身。它静卧在一层厚厚的沉积物上,我们的脚蹼激起尘土飞扬的云雾。长而细的黑色珊瑚枝条生长在腐蚀的金属上。前引擎和螺旋桨已从机身脱落,使得它看起来像一个被啃掉的雪茄或爆竹烧过的末端。斯坎农向我示意,让我把手放在枪座上。他后来告诉我,它装备的是一门7.7毫米机枪,由日本海军研发。

第二天,BentProp将西部泻湖的飞机与一百种不同的老式飞机进行了比较。最终,该团队确定该残骸具有川西E15K1“紫云”的全部特征,盟军将其代号为“Norm”。这架高速侦察水上飞机配备单引擎、反转螺旋桨,以及一个可以在攻击中抛弃的中央浮筒。它还有一个扁平的尾部,垂直稳定器周围有后置驾驶舱机枪,没有机翼武器。根据BentProp的说法,日本制造了九架原型机;六架被运往帕劳进行战斗测试,全部被美军击落。

尽管这不是一架美国飞机,斯坎农对这一发现感到满意。“这是一架非常不寻常的飞机,是你可能找到的最稀有的考古飞机之一,”他说。“而且有非常高的可能性,遗骸还在上面。”BentProp通知了帕劳政府,帕劳政府将通知日本大使馆。

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在BentProp在帕劳识别出的60多架飞机中(其中一半是日本飞机),该团队只打捞出一块带有序列号的金属铭牌:那是鱼叉捕鱼者发现的那架美国“海盗”战斗机的。那块铭牌揭示了“海盗”战斗机的故事。

罗伯特·理查兹提供

1944年11月21日,一位年轻的美国海军陆战队上尉卡罗尔·麦考勒从美国机场起飞,以摧毁一艘此前已被炸毁的日本船只。返航途中,他和他的僚机扫射了四个日军弹药库;最后一个弹药库的爆炸将弹片射入了飞机油冷却器。麦考勒发出了遇险信号,并紧急降落到岛屿的西部珊瑚礁。然后他收紧了安全带,锁住驾驶舱盖,关闭了飞机发动机开关。他将左手放在驾驶舱边缘,为撞击做准备。
“没有冲击,”麦考勒后来在一份任务报告中写道。他发射了救生筏,游过珊瑚礁,一架救援飞机降落接走了他。他余生中,
麦考勒(在他获救后,回基地喝了杯白兰地,第二天又执行了一次任务)一遍又一遍地讲述了这次着陆的故事。“还有许多其他的故事,”他的儿子帕特里克(现年92岁,患有痴呆症,居住在佛罗里达州)通过电话告诉我。“他的故事有些夸张,但都是真的。”

如今,麦考勒的飞机完好无损地停在海床上,机头抵着珊瑚礁边缘,就像一辆开上路肩后被遗弃的汽车。但时间已经将这架飞机变成了一件古物:腐蚀已经侵蚀了金属,珊瑚礁已经爬进了螺旋桨和引擎;一个大而圆的珊瑚头已经占据了驾驶舱。最初漆成蓝色的飞机,带有白色的星条标志,已被冲刷成裸露的铝。

斯克里普斯希望利用其技术来记录“海盗”战斗机的这个篇章,在它彻底消失之前。“我们不仅仅是为了寻找和探测水下物体,而是要捕捉那些可能随着时间腐蚀或侵蚀的物体的状态快照,”特里尔说。“现在有一个全新的领域,就是试图尽可能详尽地基线捕捉这些历史文物的所有细节。我称之为数字保存。”

与帕劳艺术与文化局合作的美国考古学家苏珊·芬尼与我们一起乘坐45分钟的船程前往“海盗”战斗机的所在地。她说,海洋考古学很少能受益于如此进步。“我做的大部分工作,都是用卷尺、绳子、潜水板和铅笔,手动拍照和测量。这就是我所做的。”她表示,有了机器人车辆提供的数据,帕劳可以将其击落的飞机添加到该国丰富的海底遗址清单中,这对于一个连船只燃油都难以支付的办公室来说,是前所未有的。“水中有很多潜水无法到达的残骸,”她说,“所以需要遥感设备。”到探险结束时,AUV已扫描了18.9平方公里的海床,分辨率略好于10厘米,这个区域如果由潜水员探索,需要十年时间。声纳还揭示了特里尔所说的可能是新珊瑚物种。

当我们到达“海盗”战斗机所在地时,工程师们将配备GoPro HERO3高清摄像头的Remus放入水中,它再次开始有条不紊地扫描。回到加州,特里尔和他的团队将使用数千张捕获的图像,加上人类潜水员拍摄的数百张照片,来构建飞机的三维重建模型。特里尔正在测试Autodesk公司为其新的基于云的现实捕获软件ReCap开发的算法;该软件旨在模拟地上区域,如历史遗址和工厂车间,而特里尔正在评估它在光线扭曲的水生环境中的表现。“水下人造结构是理想的测试场景,”他说。“如果它成功了,它将成为一个很好的考古工具,可以为许多这些残骸建立基线。”

科学家和海军历史学家可以利用这种技术记录残骸现场的衰变情况。研究珊瑚礁等活体结构的海洋学家和生物学家也可以从中受益;三维模型将使他们能够检测海洋酸化和台风等事件如何随着时间改变珊瑚礁。当然,斯坎农希望有一天AUV能引导他找到他最大的发现——那架最终的B-24,以便也能为后世记录下它的完美复制品。就目前而言,它仍然藏在帕劳周围的泻湖中的某个地方,被海水和时间所掩盖。

本文最初发表于2013年9月的《大众科学》杂志。

安迪·艾萨克森
斯克里普斯海洋研究所提供
斯克里普斯海洋研究所提供
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