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此次“蛟龍?zhí)枴卑l(fā)起5000米海試,由國家海洋局、中國大洋協(xié)會(huì)組織。
“向陽紅9號”共搭載來自中船重工第702研究所、中科院沈陽自動(dòng)化所和聲學(xué)所等13家研制參試單位的96名隊(duì)員。臨行前,“蛟龍?zhí)枴笔紫瘽摵絾T葉聰激動(dòng)地告訴記者:這次我們信心百倍,這是一次中國載人深潛“創(chuàng)紀(jì)錄之旅”。
自從2010年,“蛟龍?zhí)枴背晒ο聺摰?759米后,我國成為繼美、法、俄、日之后,第5個(gè)掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國家。“蛟龍?zhí)栐O(shè)計(jì)最大下潛深度是7000米,這次下潛5000米,將全面考核潛水器的設(shè)計(jì)功能和性能,鍛煉和培養(yǎng)中國載人深潛技術(shù)能力,也是為了最終實(shí)現(xiàn)最大下潛作準(zhǔn)備。”中國大洋協(xié)會(huì)秘書長、載人海試領(lǐng)導(dǎo)小組副組長金建才說。
本報(bào)特派記者
李陽陽 詹麗華
發(fā)自江蘇江陰
昨天上午9點(diǎn)40分,“向陽紅9號”拉響了汽笛,緩緩地駛離江蘇江陰蘇南碼頭,奔赴東太平洋。中國載人潛水器“蛟龍?zhí)枴?000米海試(中國大洋第25航次)起航儀式正在這里隆重舉行。
起航儀式上,“蛟龍?zhí)枴焙T囮?duì)員代表面向鮮艷的五星紅旗宣誓,隊(duì)員代表們一一報(bào)出自己的姓名:唐嘉陵、付文韜、葉聰、劉峰……并齊聲高喊:“牢記祖國人民重托,堅(jiān)決完成海試任務(wù)!”
國家海洋局局長劉賜貴向海試總指揮劉峰授旗,隨后海試隊(duì)員代表紛紛登船,在一首“熱血頌”中,參加起航儀式的嘉賓、各界代表與海試人員揮手道別。
數(shù)字“蛟龍”
240公斤
出發(fā)時(shí),“蛟龍?zhí)枴比粷摵絾T一字排開,向歡送的人群揮手致意。葉聰在其中特別突出——因?yàn)樘貏e胖。據(jù)他自己說,剛測的體重已經(jīng)102公斤了。潛航員要求體重一般不超過80公斤,因?yàn)樯顫撈鞯暮奢d有限。“蛟龍?zhí)枴钡淖畲蠛奢d是240公斤,于是要求3位潛航員的總體重不能超過240公斤。而葉聰一個(gè)人占了大頭,留給另兩個(gè)潛航員唐嘉陵和付文韜的體重“配額”只剩138公斤了。這兩個(gè)今年剛剛成為正式潛航員的80后,本來就瘦,站在葉聰旁邊就顯得更瘦了。
0個(gè)扣子
這次隨“蛟龍?zhí)枴陛喠飨聺摰囊还灿?人,除3名潛航員之外,還有6名專家、學(xué)者。他們的衣服都是定制的。潛航服的面料要求必須是純棉防靜電材質(zhì),連體和分體的款式都有,去年潛航員露面時(shí)穿的潛航服是連體式,中間系帶,其實(shí)他們更喜歡穿分體式。但是無論是連體式,還是分體式,潛航服都有一個(gè)共同的特點(diǎn)——扣子數(shù)量,0個(gè),因?yàn)椴荒苡杏参镅b飾。鈕扣,有可能不小心破壞艙內(nèi)的精密儀器。個(gè)人服裝,在滿足純棉防靜電、無硬物裝飾的前提下,若艙內(nèi)空間允許,經(jīng)檢查后也可以帶入。在深潛過程中,艙內(nèi)溫度會(huì)不斷變化,差不多春夏秋冬都要走一遍,所以潛航員們需要隨時(shí)增減衣物。
10年前圓夢,帶領(lǐng)研制深海蛟龍
6月29日下午,劉峰在江蘇江陰駐地賓館主持召開“蛟龍?zhí)枴备餍〗M工作人員的協(xié)調(diào)會(huì),為了不打擾他,記者一直在門外等候。“實(shí)在不好意思,起航前有很多事情要處理,讓你們久等了。”
或許是最近太忙了,劉峰的眉目間顯出一些疲憊。然而,當(dāng)記者一提起“蛟龍?zhí)枴睍r(shí),他的眼睛一下子就睜大了,興奮之情難以言表。“可以這么說,這次5000米深潛的準(zhǔn)備比之前1000米和3000米都更加充分,所以我非常有信心。”
談起自己和蛟龍?zhí)柕墓适拢瑒⒎灞硎荆€要從上個(gè)世紀(jì)說起。20世紀(jì)末,劉峰還是中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會(huì)(以下簡稱中國大洋協(xié)會(huì))項(xiàng)目處處長,但已經(jīng)意識到我國自主研制載人潛水器刻不容緩。“當(dāng)時(shí),國際上對深海開發(fā)的競爭已經(jīng)非常激烈,結(jié)合我國深海資源研究開發(fā)的重大需求和國家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃的發(fā)展方向,我提出了發(fā)展我國深海載人潛水器的建議。”劉峰回憶說。
2001年12月1日,對于劉峰來說,是人生中一個(gè)特殊的日子,從此他的生活工作中多了一個(gè)關(guān)鍵詞——“載人潛水器”。“我記得當(dāng)天,北京下了雪,氣溫也很低,但我心里很暖和,因?yàn)槲艺奖黄笧椤?000米載人潛水器’項(xiàng)目總體組組長。”
次年,國家“863”計(jì)劃重大專項(xiàng)“7000米載人潛水器”正式獲得批復(fù),劉峰的工作進(jìn)入了快速軌道。
初次試潛50米,曾讓劉峰冒冷汗
項(xiàng)目獲批了,值得慶祝,但對于劉峰來說挑戰(zhàn)才剛剛開始,因?yàn)橐磺卸紝牧汩_始。“最大的難題在于缺少經(jīng)驗(yàn),立項(xiàng)之初,到國外參觀都困難,更何況了解掌握關(guān)鍵核心技術(shù)?”
2002年3月,劉峰與國家863計(jì)劃先進(jìn)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域辦公室簽訂了《7000米載人潛水器》重大專項(xiàng)研發(fā)合同。“由于牽涉到多個(gè)領(lǐng)域,所以載人潛水器的研究,從一開始就集結(jié)了中船重工集團(tuán)公司702所、701所、中科院沈陽自動(dòng)化所、中科院聲學(xué)所等100家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)。”
作為技術(shù)決策和組織實(shí)施的專項(xiàng)總體組負(fù)責(zé)人,劉峰的責(zé)任就是實(shí)現(xiàn)潛水器本體系統(tǒng)、水面支持系統(tǒng)、潛航員系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間技術(shù)上的無縫對接、研制進(jìn)度上的步調(diào)一致。
6年后,載人潛水器開始下水了。而此時(shí),劉峰的身份是海試現(xiàn)場總指揮。第一次的50米潛水,就讓劉峰捏了一把冷汗。“當(dāng)時(shí),潛水器放進(jìn)海洋后,突然失去聯(lián)系了,因?yàn)闊o線電傳播根本接收不到,而且因?yàn)楹Q蟊砻娴沫h(huán)境很吵,過了好長時(shí)間才發(fā)現(xiàn)潛水器。作為總指揮,當(dāng)時(shí)的心情可想而知,很著急。”
從2009年8月開始,“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器又先后組織開展1000米級和3000米級海試工作。一年時(shí)間,在南海就進(jìn)行了20次的海試。
2010年8月26日,中國科學(xué)技術(shù)部、國家海洋局在北京聯(lián)合宣布,中國第一臺自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器成功下潛到3759米,超過全球海洋平均深度3682米,并創(chuàng)造出水下和海底作業(yè)9小時(shí)零3分的紀(jì)錄。“當(dāng)我們的潛水器把五星紅旗插在海底的時(shí)候,我和我的同伴都激動(dòng)地站了起來,我們成功了!”
完成5000米,適時(shí)沖擊7000米
正當(dāng)全國上下為此而驕傲慶祝的時(shí)候,劉峰又把目標(biāo)定向了5000米、7000米……“今年進(jìn)行5000米級海試,7000米海試也會(huì)在合適的時(shí)候進(jìn)行。一旦達(dá)到7000米深度,蛟龍?zhí)柹詈L綔y范圍可以覆蓋全球海洋區(qū)域的99.8%。”
接受記者采訪時(shí),劉峰透露,今年除了“海試”,還有一個(gè)更重要的任務(wù)“海實(shí)”。“根據(jù)我們的準(zhǔn)備來看,深潛5000米一方面是試驗(yàn)潛水器的各項(xiàng)性能,但還有一個(gè)更加重要的任務(wù)就是海洋實(shí)驗(yàn),也是實(shí)際應(yīng)用。”
據(jù)劉峰介紹,根據(jù)國際海底管理局分配,從2001年,中國就擁有太平洋中部礦區(qū)的專屬勘探權(quán)和優(yōu)先開采權(quán),面積有七萬五千平方公里,相當(dāng)于中國渤海那么大。
“那里藏有豐富的礦產(chǎn)和稀有金屬,這次‘蛟龍’號潛水器還有一個(gè)任務(wù)就是幫助科學(xué)家開發(fā)這個(gè)礦區(qū),并直接到深海進(jìn)行科學(xué)研究。這次,來自浙江杭州的海洋二所也有科學(xué)家一起出海。”
通過努力,蛟龍?zhí)栞d人潛水器正在創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)可喜的成績,這也讓劉峰感到很欣慰,但在他心中,始終繃著一根弦——不是為了挑戰(zhàn)深海,而是為了開發(fā)深海。
“按照目前的設(shè)計(jì),我們的蛟龍?zhí)柨梢赃_(dá)到7000米深海,算是全球載人潛水器最深的了,它足以顯示我國在載人深潛技術(shù)上的國際領(lǐng)先,但我們也深知,這一切都是為了更好地開發(fā)深海資源,服務(wù)科學(xué)研究。”
在劉峰看來,完成7000米深潛后,我國會(huì)開發(fā)出更多的可以深潛4500至2000米的載人潛水器。“相比較而言,這類載人潛水器的成本要低些,而且這個(gè)深度的海洋也有非常豐富的資源,綜合來說,可以降低深潛成本,更加實(shí)惠。”
“蛟龍?zhí)枴本拖裎业暮⒆?/strong>
長、寬、高分別是8.2米、3.0米與3.4米,在空氣中重量不超過22噸,外形像一條鯊魚,有著白色圓圓的“身體”、橙色的“頭頂”,身后裝有一個(gè)X形穩(wěn)定翼,在X的四個(gè)方向各有1個(gè)導(dǎo)管推力器……
說起蛟龍?zhí)枬撍鳎先巳鐢?shù)家珍,用徐芑南自己的話來說,“他就像是我的孩子,我看著他一天天成長起來的。”
其實(shí),當(dāng)初剛接到研究任務(wù)的時(shí)候,徐芑南已近古稀之年,而當(dāng)時(shí)他也是臨危受命。“因?yàn)槲宜诘膯挝恢写毓?02研究所,這方面的人才有的退休,有的轉(zhuǎn)崗,后來領(lǐng)導(dǎo)找我談話,問我是否愿意挑起這個(gè)擔(dān)子,我當(dāng)時(shí)沒多想就答應(yīng)了。因?yàn)槲易隽艘惠呑拥纳顫摷夹g(shù)研究,大都是深潛機(jī)器人,載人深潛一直是我的一個(gè)夢想。”
就這樣,徐芑南被任命為載人深潛器總設(shè)計(jì)師。對于67歲的他,這是機(jī)遇,也更是挑戰(zhàn)。
經(jīng)過多年的努力,徐芑南所帶領(lǐng)的設(shè)計(jì)小組終于實(shí)現(xiàn)了耐壓結(jié)構(gòu)、生命保障、遠(yuǎn)程水聲通訊、系統(tǒng)控制等關(guān)鍵技術(shù)的突破。2007年8月底,載人潛水器成型“出爐”了。
“圖紙上畫了無數(shù)遍、腦海里想了無數(shù)遍、做夢里見到過無數(shù)遍,這次終于成真了,我們國家終于有了自己的載人深潛器了。”回憶那一刻,這位老人臉上洋溢著童真般的喜悅和自豪。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與“神六”相當(dāng)
在設(shè)計(jì)過程中,讓徐芑南記憶深刻的海試潛水器的生命支持系統(tǒng),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不亞于“神六”宇航員安全保障系統(tǒng)。“在大洋深處,艙內(nèi)必須保持氧氣、二氧化碳達(dá)到一定濃度,同時(shí)也要保持艙內(nèi)擁有正常的艙壓、溫度、濕度,還要保證不能有異味。所以,我們在‘蛟龍?zhí)枴瘽撍髦醒b配了生命支持系統(tǒng)和兩套氧氣供給系統(tǒng),力求萬無一失。”徐芑南說。
眾所周知,水下壓力很大,載人潛水器要想自由上下,常規(guī)來說就必須得有能量來源,但這無疑會(huì)要求增加潛水器的重量,而增加重量必然會(huì)影響整個(gè)潛水器的安全,怎么辦?
徐芑南最后把寶押在了“深潛器無動(dòng)力下潛上浮技術(shù)”上。“我們在潛水器兩側(cè)配備4塊壓載鐵,重量可以根據(jù)不同深度與要求調(diào)整。在下潛過程中,壓載鐵使?jié)撍骶邆湄?fù)浮力,按照一定速度下潛;當(dāng)潛水器到達(dá)設(shè)定深度時(shí),可操作拋載其中兩塊壓載鐵,使?jié)撍魈幱诹愀×彝顟B(tài),保持在這個(gè)深度上實(shí)現(xiàn)作業(yè),包括航行、拍照、取樣等;當(dāng)任務(wù)完成,再拋棄另外2塊壓鐵,使?jié)撍骶邆湔×Γ凑找欢ǖ乃俣壬细。竭_(dá)水面。”
按照這樣的設(shè)計(jì),蛟龍?zhí)栞d人潛水器最快下潛上浮速度是42米每分鐘,也就是說到達(dá)7000米海底大約需要3個(gè)小時(shí)。
根據(jù)計(jì)算,如果到達(dá)7000米深度,潛水器手掌大小的面積將承受70多噸的壓力,而這對潛水器抗壓也是一種考驗(yàn)。“潛水器大部分結(jié)構(gòu)由鈦合金構(gòu)成,在潛水器外表加裝的是70多毫米的鈦合金壁,能夠抵擋住超高壓。海試前,我們還模擬了一個(gè)壓力桶裝置里,相當(dāng)于7000米深處海水壓力,對每個(gè)部件進(jìn)行了考驗(yàn)。”徐芑南說。
徐芑南說,“蛟龍?zhí)枴鄙吓鋫涠喾N高性能作業(yè)工具,確保它在特殊的海洋環(huán)境或海底地質(zhì)條件下完成保真取樣和潛鉆取芯等復(fù)雜任務(wù)。
“中國龍”三大技術(shù)領(lǐng)先
交流中,徐芑南不忘“提醒”記者,“要告訴讀者,蛟龍?zhí)枺墒窃鄣氐氐赖赖闹袊垼 ?/p>
在國家海洋局對外介紹上,“蛟龍?zhí)枴笔潜贿@樣定義的:我國自行設(shè)計(jì)、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的第一臺深海載人潛水器。從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì),全部由我國工程技術(shù)人員自主完成。總裝聯(lián)調(diào)和海上試驗(yàn)也由我國獨(dú)立完成。
“整整7年時(shí)間,載人潛水器上的幾個(gè)關(guān)鍵核心技術(shù),像耐壓結(jié)構(gòu)、生命保障、遠(yuǎn)程水聲通訊、系統(tǒng)控制等關(guān)鍵技術(shù),都是我們自己突破的。”徐芑南說。
不過,徐芑南也沒有否認(rèn),蛟龍?zhí)柹砩弦灿行┝悴考碜杂趪膺M(jìn)口,但他特別強(qiáng)調(diào)這些都不是核心零部件,而且絕大部分零部件正在實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
相比國際上現(xiàn)有的大深度載人潛水器,徐芑南認(rèn)為中國龍“蛟龍?zhí)枴痹诩夹g(shù)上有三個(gè)領(lǐng)先優(yōu)勢。
首先,“蛟龍?zhí)枴本哂邢冗M(jìn)的近底自動(dòng)航行功能和懸停定位功能,便于目標(biāo)搜索和定位,可以在海底自由前后航行。其次,它具有高速水聲通信功能,可以將潛水器在水下的語音、圖像、文字等各種信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)侥复希复闹噶钜部梢詫?shí)時(shí)地傳給潛水器,專家可以現(xiàn)場進(jìn)行指揮。最后,相比較,蛟龍?zhí)柹系某溆豌y鋅蓄電池容量是最大的,從而保證了在水下的作業(yè)時(shí)間。
“什么都好奇卻什么也不敢碰,生怕給碰壞了。”
第一次深潛就像個(gè)乖學(xué)生
葉聰說自己是“深海的哥”,因?yàn)樗X得,潛航員就像出租車司機(jī),把搭乘的科學(xué)家送到深海區(qū)。不過這位如今的五星級“深海的哥”,生平第一次深潛的時(shí)候,可不像今天這么活潑。
那是2005年,葉聰和其他4位科學(xué)家、工程師組成了一支小分隊(duì)去美國的亞特蘭蒂斯號科研船上學(xué)習(xí)。亞特蘭蒂斯號是“阿爾文號”載人深潛器的母船,后者目前仍是世界上下潛次數(shù)最多、最著名的深潛器,1986年就是它發(fā)現(xiàn)了泰坦尼克號的殘骸。
“那回阿爾文號一共進(jìn)行了21次深潛,我參加了第1次和第20次。”葉聰仍清楚記得自己第一次踏進(jìn)那艘世界上最具傳奇色彩的深潛器時(shí)的感受,“就像一個(gè)乖學(xué)生,什么都好奇卻什么也不敢碰,生怕給(人家)碰壞了。”第二次進(jìn)艙感覺就沒那么束手束腳了,碰巧阿爾文號出現(xiàn)了故障,是他與美國專家一起解決的問題,這也讓葉聰有了更多信心。
正是那次亞特蘭蒂斯號之行讓葉聰成為“蛟龍?zhí)枴钡氖紫瘽摵絾T。
“最后一次海試時(shí)剛好發(fā)現(xiàn)一個(gè)深兩米的坑,深度就多了兩米。”
巧遇深坑造就3759米紀(jì)錄
“蛟龍?zhí)枴蹦壳暗淖畲笙聺撋疃仁?759米,那是去年在南海進(jìn)行海試時(shí)創(chuàng)造的紀(jì)錄。
事實(shí)上,在那次為期19天的海試中,“蛟龍?zhí)枴痹谀虾?000米深海區(qū)一共完成17次下潛。有趣的是在突破3000米深度以后,幾次深潛傳回的數(shù)據(jù)都在3755~3757米之間徘徊。“我們進(jìn)行海試的地方剛好是一塊非常平整的海底,我下潛了兩次,最大深度都是3757米。”葉聰說著,忍不住自己笑起來,“結(jié)果就在最后一次下潛完成,正在巡航準(zhǔn)備兜一圈就上來的時(shí)候,兩位試航員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)坑,那個(gè)坑剛好深兩米,最大深度變成了3759米,打破了我的紀(jì)錄,哈哈。”
今年葉聰和他的團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是突破5000米深度,海試的地點(diǎn)在東太平洋,那里又是一塊非常平整的海底,今年的紀(jì)錄會(huì)是多少呢?“還真不好說,這個(gè)地方的深度在5200米到5400米之間。”換句話說,除非這次再幸運(yùn)的發(fā)現(xiàn)另一個(gè)“坑”,否則今年的深潛紀(jì)錄會(huì)在5400米左右。
“海底世界并非想象中的五光十色,200米下就是一片黑暗。”
潛航員“眼睛”直徑20厘米
陽光折射進(jìn)海水,蕩出斑斕的波紋,有彩色的小魚游來游去……這大概是多數(shù)人想象中深潛入海的景象,事實(shí)如何,葉聰應(yīng)該最有發(fā)言權(quán)了。
“海底世界并不是想象中那么五光十色,以我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn),差不多海平面以下200米就是一片黑暗,當(dāng)我們到達(dá)3000多米的深海時(shí),只有零星的生物,偶爾能看到海葵和魚,還沒看到過大型海底生物。”葉聰說,但這并不意味著他們就是“兩眼一抹黑”,事實(shí)上,他們有很多雙眼睛。“我們有聲納,勘測距離超過200米,可以傳回勘測數(shù)據(jù),告訴我們哪里有洞、哪里是坑、哪里有障礙物需要避開。我們還有更直觀的觀察方法,‘蛟龍?zhí)枴溆泻軓?qiáng)的照明系統(tǒng)和先進(jìn)的攝影、攝像儀器,拍下圖像回傳,今年我們還更換了LED燈,和更高像素、更清晰的照相機(jī)、攝像機(jī),拍回圖像會(huì)更細(xì)致。”
在“蛟龍?zhí)枴钡那岸耍?個(gè)觀察窗,這是潛航員們觀察海底最方便的“眼睛”。為了對抗深海的壓強(qiáng),觀察窗非常厚,有點(diǎn)像“貓眼”,外直徑大內(nèi)直徑小。葉聰?shù)挠^察窗最大,直徑有20厘米,觀察窗保證了潛航員在強(qiáng)光照明下可觀察到前方20米范圍內(nèi)的海底壞境。
“浮在海底會(huì)非常活靈活現(xiàn),具體是什么,先保密。”
今年海底留念會(huì)用東陽木雕
在“蛟龍?zhí)枴钡那岸擞袃芍粰C(jī)械手,潛航員可以操縱這兩只手進(jìn)行作業(yè)。去年海試后,留在南海海底的某個(gè)角落的紀(jì)念品是一面中國國旗和寓意中國載人深潛成功的標(biāo)志物“龍宮”,今年會(huì)是什么呢?
“其實(shí)這只是機(jī)械手的一項(xiàng)訓(xùn)練科目,目的在于提高潛航員操作機(jī)械手的熟悉度。”葉聰說,由于海底的特殊環(huán)境,國旗和“龍宮”都是采用抗腐蝕性很強(qiáng)的鈦合金材料制成的,表面經(jīng)過顏色處理,“龍宮”表面刻有試驗(yàn)的文字描述和工作人員簽名。至于今年的紀(jì)念品是什么,他一臉神秘,只透露說是來自浙江東陽的木雕,“浮在海底會(huì)非常活靈活現(xiàn),具體是什么,先保密。”
去年是“龍宮”,今年的會(huì)浮在海底,活靈活現(xiàn),我猜是“龍”,你呢?
我們?yōu)槭裁匆顫?/strong>
深深的海洋,你藏著多少奧秘
海洋,占地球70%的面積,是生命的起源。
幽暗的大海深處究竟是什么樣子?那里到底有什么?開始,我們只能想象和假設(shè),為那未知的海底世界勾畫出或絢麗、或神秘、或恐怖的形象,直到某一天,我們不再滿足于想象,我們更希望能親眼見證。
人類開始用各種方式潛入大海,一次次潛入更深的海底,從此,世界有了更多可能。
載人深潛:海底資源開發(fā)的主攻手
1855年,有一個(gè)德國人建造了一個(gè)大鋼球,用繩子系著沉入海里,人坐在鋼球里可以潛入75米深的海底去撈取沉船上的財(cái)寶。是的,財(cái)寶或許是最初促使人們探索深海的直接動(dòng)力,但,不僅僅如此——海洋本身就是財(cái)寶,在那片寧靜的海底蘊(yùn)藏著巨大的財(cái)富,就看你知不知道,能不能發(fā)現(xiàn),有沒有能力獲取。
各個(gè)國家對海洋的興趣由來已久。美國第26任總統(tǒng)西奧多·羅斯福就曾參與過深潛器的設(shè)計(jì),雖然他的方案最終未被采用;1975年日本裕仁天皇參觀美國WoodsHole海洋研究所了解深潛技術(shù);2009年俄羅斯總統(tǒng)普京也搭乘過載人深潛器……以載人深潛器為依托,那場資源爭奪賽早已從陸地走向海洋,從淺海進(jìn)入深海。
事實(shí)上,深海技術(shù)被認(rèn)為是與航天技術(shù)、核能利用技術(shù)并列的高新領(lǐng)域,而載人深潛器則是海洋開發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展的最前沿和制高點(diǎn)。
在“蛟龍”號誕生之前,世界上只有美國、日本、法國、俄羅斯四個(gè)國家擁有載人深潛器。這些國家的深潛器最大工作深度為6500米,而“蛟龍”號的最大工作設(shè)計(jì)深度為7000米,具備深海探礦、海底高精度地形測量、可疑物探測與捕獲、深海生物考察等功能,理論上它的工作范圍可覆蓋全球99.8%的海洋區(qū)域。“蛟龍”號的誕生和啟用,讓中國終于有了參與這場爭奪戰(zhàn)的能力。
蛟龍?zhí)枬摵絾T葉聰說,如果沒有載人深潛器,就只能看不能得,那才真叫“入寶山卻空手而回”。
改變視角:探索深海生命的秘密
1977年,美國《國家地理》雜志報(bào)道了美國地質(zhì)學(xué)家的一個(gè)驚人發(fā)現(xiàn)。他們乘坐“阿爾文”號在東太平洋加拉帕戈斯海底裂谷航行時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)充滿生命的熱泉口。這些奇怪的熱泉溫度竟然高達(dá)350℃。更奇怪的是,在熱泉口附近浮游著各式各樣、前所未見的生物:大得出奇的紅蛤和海蟹、血紅色的管狀蠕蟲……這個(gè)在沒有陽光的大洋深處、在超過沸點(diǎn)的海水里、在高壓的深海環(huán)境下的生命系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)后,便成為生命形成和演化方面“無法解答的復(fù)雜謎題”。
1996年9月,美國科學(xué)家破譯了這種特殊生物的基因圖譜,這種微生物可以在溫度極高的海水中以二氧化碳為生。這項(xiàng)研究確定了自然界中除了細(xì)菌和包括人在內(nèi)的真核生物以外,還有第三種生命形式。
2002年,浙江大學(xué)教授陳鷹曾搭乘“阿爾文”號,下潛到東太平洋海底2500米這處神奇的熱泉口,親眼看過這個(gè)海底奇觀。他說,讓他印象最深的莫過于在死寂般的深海中,突然冒出一大片生機(jī)勃勃景象的那一瞬間。
目前,中國已經(jīng)向聯(lián)合國國際海底管理局提交了海底多金屬硫化物礦區(qū)申請,這是國際上首份對多金屬硫化物礦區(qū)的申請。
登上舞臺:告訴世界我們可以
無論是海洋科學(xué)研究還是資源開發(fā)、利用,其基礎(chǔ)都是設(shè)施、設(shè)備的研發(fā)、建造、使用和管理,這是一個(gè)國家科研綜合能力的展現(xiàn)。中國是一個(gè)傳統(tǒng)的大陸國家,海洋意識長期游離于社會(huì)主流意識之外。但,競賽已經(jīng)開始,比的不僅是經(jīng)濟(jì)也是科技實(shí)力。
目前“蛟龍”號仍是中國唯一一艘載人深潛器。“下一步的計(jì)劃可能是研發(fā)潛深在4500米左右的載人深潛器。”劉峰沒有講更多細(xì)節(jié),只說用潛深7000米的“蛟龍”號做兩三千米深度的海底勘探,“就像拿著大炮打蚊子”,太浪費(fèi)。他透露,他們接下去的目標(biāo)是研發(fā)不同潛深能力的深潛器,形成一個(gè)系列,并提高載人深潛器的國產(chǎn)化比例,降低使用成本。
中國起步晚了,但中國正在努力。
為何“舍近求遠(yuǎn)”海試?如何保證潛水器安全?
為何不能直接下潛7000米……
八問深潛權(quán)威解讀
一問:中國海域面積這么廣闊,為什么要舍近取遠(yuǎn),跑到離祖國很遠(yuǎn)的東太平洋海域進(jìn)行試驗(yàn)?
答:當(dāng)然,我國的海域具備海試的條件。
之所以選擇東太平洋,主要鑒于兩點(diǎn),一是這個(gè)海域的深度在5000米至6000米之間,具備進(jìn)行5000米海試的深度條件;二是這片海域的特殊性。早在2001年,中國大洋協(xié)會(huì)就和國際海洋管理局簽訂了協(xié)議,我國在位于東太平洋的國際海底獲得7.8萬平方公里的多金屬結(jié)核資源合同區(qū),擁有對這一區(qū)域的專屬勘探權(quán)和優(yōu)先開發(fā)權(quán)。至目前,我國已在這一國際海域相繼開展了前期戰(zhàn)略性探查工作,對這個(gè)海域也是比較熟悉的。所以,在這個(gè)海域試驗(yàn),不僅是對深海資源的勘探,也是有效履行國際公約的相關(guān)職責(zé)。
二問:夏季海面上季風(fēng)頻繁,風(fēng)浪也會(huì)影響正常科考,為什么要選在7月啟航?選擇在7月1日,是否是為了向黨的生日獻(xiàn)禮?
答:選擇在7月,也是多年海洋科考經(jīng)驗(yàn)的積累,這個(gè)季節(jié)海礦資源比較好,利于勘探。
上世紀(jì)七八十年代,國家海洋局曾先后建造了13艘向陽紅系列海洋調(diào)查船舶,但至今為止,唯一在航的只有“向陽紅9號”,所以母船本身就是一艘遠(yuǎn)洋科考船,能夠應(yīng)付一般的風(fēng)浪,如果真的遇到多年一遇的颶風(fēng)巨浪,我們也會(huì)規(guī)避的。
至于為什么選在7月1日,我們一開始就強(qiáng)調(diào)實(shí)事求是,不搞獻(xiàn)禮工程,不帶病出海,準(zhǔn)備啟航也是基于之前的各項(xiàng)準(zhǔn)備,正好碰上建黨節(jié),也算一舉兩得。
三問:海底環(huán)境復(fù)雜,潛水器可能會(huì)被海草纏住,也可能陷入海底淤泥,遇到類似情況,如何保證潛水器和潛水員的安全?怎么逃生?
答:這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮到。其實(shí),在海底保證安全的關(guān)鍵就是,處理好重量與浮力的關(guān)系,只要在不同環(huán)境下,潛水器都有足夠的浮力,就可以很快浮上來,母船就可以馬上進(jìn)行施救。所以,在緊急情況下,潛水器可以把攜帶的鐵塊拋棄,不行的話還有很重的蓄電池箱也可以拋棄,采樣籃也可以拋棄,如果機(jī)械手被纏住了,我們還可以“斷臂”,也可以拋棄。潛水器陷入海底淤泥的可能性非常小,我們有報(bào)警系統(tǒng),即使真的陷進(jìn)去了,我們也有準(zhǔn)備,潛水器可以發(fā)射浮標(biāo)到海面,我們可以很快確定潛水器的位置,然后進(jìn)行施救。
四問:蛟龍?zhí)栐O(shè)計(jì)下潛深度為7000米,而且所有零部件都已經(jīng)經(jīng)過了壓力測試,為什么海試不能一下子直接下潛到7000?
答:這個(gè)也是根據(jù)國際上載人潛水器下潛工作的一個(gè)慣例,不會(huì)立即達(dá)到設(shè)計(jì)深度的極限,而是按照20%的遞增幅度慢慢下潛,所以蛟龍?zhí)枏?000到3000,從3000到5000,最后才是7000,這樣的好處是,可以在一次次的下潛中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,確保萬無一失。
五問:即將開始的5000米海試和已經(jīng)完成的3000米海試,有什么區(qū)別?3000米海試后,潛水器進(jìn)行了怎樣的改進(jìn)?
答:3000米和5000米相比,難度就反映在深度上,多出了2000米,而這意味著水壓增加,對潛體結(jié)構(gòu)是一個(gè)更大的挑戰(zhàn),同時(shí)還考驗(yàn)著潛水器的密封情況。
每一次海試都是為下一次更深海試提供了幫助,找到了新問題。3000米海試同樣不例外,通過3000米海試發(fā)現(xiàn)最大的問題就是蛟龍?zhí)柕淖鳂I(yè)性能不足,包括機(jī)械手、視頻、定位等功能不理想,目前已經(jīng)全部進(jìn)行了改進(jìn)。
六問:如果“蛟龍?zhí)枴毕聺?000米,大約需要多少時(shí)間?過程是勻速的嗎?
答:此次海試,我們計(jì)劃下潛4次,要達(dá)到5000米,大約需要2個(gè)小時(shí)不到一點(diǎn),但下潛過程不是勻速的,而是在不停變化的,因?yàn)殡S著深度增加,密度也會(huì)增加,浮力也將增加,潛水器本身也會(huì)發(fā)生變形,所以我們會(huì)適時(shí)控制下潛速度。
七問:為什么每次海試都選擇在江蘇江陰碼頭啟航?大約多長時(shí)間能夠返航?
答:雖然蛟龍?zhí)栞d人潛水器是由多個(gè)研究院所參與研制,但最后的總裝工作由中船重工七〇二所承擔(dān),而七〇二所所址就在無錫,在這里上船當(dāng)然更方便。
根據(jù)計(jì)劃,整個(gè)航期在47至50天之間。
八問:如果這次5000米海試成功,意味著我國的載人深潛可以達(dá)到什么樣的水平?
答:自從“蛟龍?zhí)枴睗撊?759米深海后,我國成為繼美、法、俄、日后第五個(gè)3500米大深度載人深潛技術(shù)國,雖然前四個(gè)國家都已經(jīng)擁有了可下潛6000米甚至6500米的載人潛水器,但是目前經(jīng)常下潛的深度主要在5000米以內(nèi),因?yàn)榇罅靠瓶脊ぷ髦恍枰?000米以下,所以如果這次海試成功,意味著我國載人深潛水平已經(jīng)達(dá)到了世界前列。