随着冰雪消融，这些火车，轮船和直升机将使北极成为频繁进行经济和军事活动的地区。
创纪录的低温笼罩着美国大部分地区，这对大多数人来说都是一个意外的惊喜。但是，这样的极端条件很快就会成为很多人的一种生活方式，因为在地球的尽头开辟了新的可能性。
北极冰层消融是现实，虽然这是世界气候的一个令人不安的迹象，但这些新通航水域意味着石油公司、军队、寡头、矿业公司，甚至克里姆林宫将提供更多的就业机会。但是，冰融化并不意味着那里正在变暖。人们和他们所使用的机器，包括耐寒列车，防雪运输船或抗冰救援直升机不得不在零下22华氏度到零下50华氏度的温度范围内工作。
这样的气候曾经被认为几乎不可能在经济或其他方面取得成果。但是我们这个变暖的星球正慢慢地让不可能变成可能。这里有一些关于人类将如何探索和利用北极的计划。
寒霜特快
弗拉基米尔·普京（Vladimir Putin）希望利用北极的铁路出售石油，天然气和矿物。这就是长达707公里（440英里）的北纬铁路线的起源故事，这条铁路线将于2018年开始建设，耗资近35亿美元。
“我们正获得直接进入欧洲和亚太地区的国际出口市场的方式，” 德米特里·科比尔金（Dmitry Kobylkin）说道，科比尔金是火车将驶过的俄罗斯地区长官。
因为加拿大于2012年提出了一个类似的计划，所以我们有一个很好的想法，就是在这样一个寒冷的荒地上经营一列火车。巴芬兰铁矿公司的计划是利用长长的铁路线将铁矿石推向市场，尽管他们发现这项运营是可能的，但这并不容易。
研究指出“北美和其他国家确实能在加拿大北极地区常见的极端气温条件下成功运行列车。然而，北极铁路将不得不经常在极端寒冷的情况下运行，而不是偶尔运行。”
第一个问题是设计轨道。多年冻土在融化时会变得稀软，使得任何将轨道放在斜坡上的操作都变得复杂。光纤电缆的挖掘线路是不可行的，卫星会受到来自太空的磁干扰（所以信号必须用微波发射器和VHF备份来完成），沿线的基础设施是为了让人们待在室内。因为“铁路系统若在鼓励的北极地区崩溃，可能意味着机组人员的死亡”。
所以这样一个特殊的环境也需要专门的火车。在温暖地区行驶的优化了的柴油发动机会在北极高密度、严寒的空气中失去动力。冰犁要安装在领头车上来铲除冰块。必须安装过滤器以防止细小的积雪堵塞散热器。车辆只能使用耐寒钢，其燃料箱必须有“热井”才能保持柴油的温度。即使空气制动器中的垫圈也必须定制，因为它们在较冷的温度下收缩并造成泄漏。
不能忽略任何细节，因为在孤零零的北极地区发生故障可能意味着乘务人员的死亡，这是一个必须不惜代价避免的噩梦场景。火车的供暖系统设计有双重和三重冗余，北极的救生服藏在每一列火车中，以防万一。因为如果天气没有先要了你的命，周围的动物也将会要了你的命。
研究还补充道：“由于北极熊的威胁，所有的车厢还必须配备步枪和可上锁的步枪箱。”
经过多年的规划和环境评估，该公司放弃了巴芬铁路的想法，而是选用了卡车。俄罗斯北纬铁路的命运和国家的大型基础设施计划一样具有不确定性，但普京可能不会如加拿大一样退缩。
零下运输的艺术
更少的海冰和更多的商业意味着更多的水上交通，更多的交通意味着更多的危险。现在更加担心的是欧盟正在资助一个工程公司和大学的联盟，想方设法使其更安全。这个为期三年的研究项目被称为SEDNA，即“极端条件下的安全海上作业：以北极为例”。
SEDNA有很多阻碍，冰是最大的。除了堵塞航道以外，冰还会通过增加船体重量从而破坏船舶稳定性。该组织的网站上写道：“SEDNA将开发防冰工程解决方案，以减少结冰对船舶稳定性、安全设备和机载安全的影响。”
该联盟还将分析在船上使用低闪点燃料（而不是化石燃料）的影响，并研究纳米技术和分子科学，以自动击碎船舶表面的冰。而不是一整个甲板的工作人员用手刨冰，船的自身结构会在需要时进行检测并将冰排出。
这些船舶本身可以为了北极重新设计。SEDNA表示：“在北极作业的船只，在布局和设备方面与在别处作业的船只大致相同，但是那些船只不适用于北极地区。“在北极恶劣的环境中驾驶船只遇到极端天气和冰冻，这些困难使船员负有巨大的压力。”
这种压力很大程度上是由于两极缺乏像样的导航。全球定位卫星很难在两极的船上获得良好的信号，因此空间导航不可靠。简单地说，目前的GPS卫星在地球静止轨道上并不是为了覆盖两极地区。在高纬度地区，罗盘也不管用了。
SEDNA表示：“导航技术固有的局限性……导致在北极地区缺乏经验的桥梁团队面临越来越大的潜在风险，而这种风险包括危险的错误判断。”
好消息是，更多的卫星运营商正在进入市场，提供新的对地静止卫星和更小的低地球轨道卫星，可能很快将有助于极地导航。
欢迎来到寒冷的港口
普京提出极地特快将连接到摩尔曼斯克，摩尔曼斯克是一个繁华的海港，位于俄罗斯所控制的北极地区的中心地区。在一年中最冷的时期，平均气温为7华氏度左右，冬季常低于零度。以北极地区为标准，巴伦支海港口还算温暖，巴伦支海港口是不冻港，但与其他地方相比，它仍然很寒冷。
北方的新焦点是新设备。巴伦支海港口花费了330万美元用于两台用于测量北极温度的新型气动起重机。更大的起重机意味着更多的集装箱正在运输，而这意味着更多的货运能力。
德国公司J.D.诺伊豪斯是冷起重机市场的领导者，销售各种手推车、起重机、机械手和起重机，专门用于恶劣的条件下。 对于需要在极度寒冷的条件下操作的客户，JDN设计了一种被称为“液压单轨吊车”的特殊生产线，工作温度低至零下50华氏度。
正如你所想象的，在北极启动一个基于流体的液压系统并不容易。JDN的寒冷天气升降机具有预热装置，并将系统加热到零下13度，这对于起重机来说已经足够温暖了。
俄罗斯通常希望减少对其他国家的依赖，但在北极地区，类似的战略并不是那么容易。 俄罗斯石油巨头卢克石油公司（Lukoil）拥有的小型油轮车队将在2016年前将北极的油品转移到停泊在挪威附近水域的超级油轮。 但是这种船舶的重装目前在摩尔曼斯克进行。
2017年年底，一艘名为“科拉号”的新“终端油轮”抵达摩尔曼斯克。它可以运载超过33万吨的货物到欧洲和亚洲。这艘油轮非常大，新年前第一次将油轮停泊到港口的时候花费了24小时。
随着大型起重机和大船的到来，普京准备在二十一世纪使摩尔曼斯克成为俄罗斯贸易和商业的核心。
新型冷战
但是，一些航运公司的首席执行官可能在北极看到金钱，军方则会看到不同类型的机会和威胁。毕竟，北约国家与俄罗斯之间的最短距离需要通过北极圈，而新的军事装备已经开始在北极出现，这是专门定制的能够在寒风中操作的装备。
加拿大对能够在寒冷天气中操作有着明显的兴趣。即使国防预算很少，俄罗斯的军方也将在2018年制造出第一批新型北极离岸巡逻船。该船的建造是为了保护其装备和共65人的船员，而前甲板上的机械装置是为了抵御严寒天气。整个上层甲板，船员宿舍和甲板室也都在加热的船舱中。它有一个可以在岸上部署沙滩车和摩托雪橇的车辆舱，当船只通过冰时，可以收回用于防止船只在海浪上滚动的鳍状稳定器。
该船还将搭载飞机，包括CH-148型直升机。在艰难的20年中开发了旋风号，全面运行的版本将于2018年交付给加拿大军方。其铝和复合材料机身可以在零下60华氏度的低温下进行救援任务或搜寻潜艇。
但它不会是北极唯一的新型直升机。 俄罗斯最近改装了其主要的Mi-8直升机用于进行北极作业，称其为Mi-8AMTSh-VA。它拥有更强劲的发动机，更厚的机舱隔热系统和加热动力装置和传动系统。 据俄罗斯媒体报道，这架飞机可以在零下76华氏度的环境中飞行。与其他Mi-8相比，它的射程更远，可以使用不依赖卫星的惯性导航系统飞行1400公里。
随着北极航行已经成为不可避免的现实，各国开始分析北极在经济和军事方面的可能性。但即使我们的地球正在变暖，它仍然需要一些创造性的工程才能在寒冷中生存。
作者简介：
乔·帕帕拉多（Joe Pappalardo）是《大众机械》（Popular Mechanics）杂志的撰稿人。
翻译：李欣