現如今中國在各個(gè)領(lǐng)域都取得了驕傲的成績(jì),中國不斷走向強大,中國載人深潛傳來(lái)令人振奮的消息,海底1萬(wàn)米!中國載人深潛將赴科研“無(wú)人區”。
全球深度大于6000米的海溝共有37條,這些海溝所在的區域被稱(chēng)作海斗深淵,簡(jiǎn)稱(chēng)深淵。它們是迄今全球海洋中人類(lèi)難以企及、知之甚少的地方。包括馬里亞納海溝在內的9條最深的海溝分布在西太平洋,它們中的5條深度均超過(guò)萬(wàn)米。
全海深載人潛水器又稱(chēng)萬(wàn)米載人潛水器。2020年,中國萬(wàn)米載人潛水器即將探訪(fǎng)馬里亞納海溝的最深處“挑戰者深淵”,一場(chǎng)“大戲”即將在深?!拔枧_”上演。
從陸地走向水池
水池試驗是在一個(gè)位于江蘇無(wú)錫的人工水池中進(jìn)行的。水池試驗是潛水器從陸地走向水中的第一步,如果把萬(wàn)米載人潛水器比作一輛新車(chē),那么無(wú)論是對潛水器,還是將來(lái)要操作潛水器的潛航員來(lái)說(shuō),試驗的水池都相當于一個(gè)“試車(chē)場(chǎng)”。
所謂全流程水池試驗,就是要求潛水器在水池環(huán)境中,把將來(lái)在海洋中需要檢驗的事情,在水池環(huán)境中模擬開(kāi)展測試,并且潛航員、潛水器調試人員也需要參與合練,熟悉相關(guān)操作預案,讓潛水器和潛航員都符合出海條件。
走向深海并不容易,第一個(gè)問(wèn)題就是海水帶來(lái)的高壓。7000米級載人潛水器“蛟龍”號在7000米處受到的壓力是700個(gè)大氣壓,對萬(wàn)米載人潛水器來(lái)說(shuō),再往下4000余米,還要再增加400余個(gè)大氣壓,相當于在一平方米的面積上要頂著(zhù)一萬(wàn)多噸的重物。這么大的壓力加在潛水器上,對潛水器的材料、結構設計等,都提出了巨大挑戰。
除了要承受巨大水壓,潛水器還要搭載相關(guān)人員、一系列科學(xué)設施等,在水中完成科考作業(yè),進(jìn)一步加大了萬(wàn)米載人潛水器的制造難度。
比如作為潛水器主結構之一的載人潛水器球殼,可以說(shuō)是極限設計、極限制造。萬(wàn)米載人潛水器的載人球殼不僅選擇了鈦合金材料,除此之外,科研人員還大膽推翻原有的設計,改變了此前使用的瓜瓣焊接方法。所謂瓜瓣焊接方法,就是先制造西瓜瓣,再焊接為一個(gè)整球,但這種方法焊縫多、工期長(cháng)。萬(wàn)米載人潛水器采用了半球焊接,減少了焊縫數,工藝更難,但是可靠性顯著(zhù)提高。
兩艘母船為潛水器護航
水池試驗預計將持續到今年6月。之后,萬(wàn)米載人潛水器將走出實(shí)驗室,進(jìn)入海試階段。葉聰說(shuō),在嘗試萬(wàn)米下潛的終極目標前,潛水器預計將首先開(kāi)展淺海試驗。
但萬(wàn)米載人潛水器無(wú)法自己抵達馬里亞納海溝并進(jìn)行下潛,它需要“搭車(chē)”前往。
為確保海試工作順利進(jìn)行,除母船“探索一號”外,還需要一條海試支持保障母船。2018年12月20日,海南省出資購置了福建馬尾船廠(chǎng)一條正在建造中的海洋工程船——也就是后來(lái)的“探索二號”。相比新造船,中國科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所用不到5折的低成本價(jià)就獲取了一條性能優(yōu)異的船舶,大大縮短了船舶建造和改造的工期,滿(mǎn)足了萬(wàn)米載人潛水器海試時(shí)間窗口的要求。
同時(shí),2級動(dòng)力定位系統在船舶發(fā)生單個(gè)故障的情況下,能自動(dòng)保持船舶的位置和艏向,使船舶具備靈活和精確的操控性能,提高船舶作業(yè)效率。兩艘船還布置了共計20個(gè)“深海移動(dòng)實(shí)驗室”,覆蓋地質(zhì)、化學(xué)、生物等各專(zhuān)業(yè)方向。利用潛水器從萬(wàn)米深海獲取的數據及采集的地質(zhì)、生物樣品,科學(xué)家可在現場(chǎng)實(shí)驗室進(jìn)行樣品分析和數據處理,再通過(guò)船舶配置的低溫及超低溫樣品庫保存樣品,靠近碼頭后轉運到陸地進(jìn)行進(jìn)一步研究。
一般來(lái)說(shuō),去馬里亞納海溝“挑戰者深淵”海域進(jìn)行海試需要至少提前6個(gè)月到外交部報備,獲得海試許可。因此按照正常取證流程,“探索二號”或無(wú)法參與今年下半年的萬(wàn)米深潛試驗。獲悉相關(guān)情況后,中國船級社廣州審圖中心及船級社福州分社通過(guò)提前籌備,在滿(mǎn)足規范要求的前提下,加班加點(diǎn),僅用3個(gè)工作日便完成了30份中國船級社(CCS)證書(shū)的取證工作。獲取CCS證書(shū)后,還需要獲取海事局的國籍證書(shū)。海南海事局以“探索二號”為試點(diǎn),在全國開(kāi)創(chuàng )首例船舶登記“一事通辦”,僅用1天時(shí)間便完成了外交部報備所需國籍證書(shū)的辦理工作。
憑深海裝備探索“無(wú)人區”
總有人問(wèn)葉聰,為什么要越潛越深?這個(gè)問(wèn)題的答案,他已經(jīng)講了多次:海底蘊藏了豐富的資源,探索海洋、保護海洋、經(jīng)略海洋,建設海洋強國,都與深潛密切相關(guān),高技術(shù)深潛裝備可以幫助我們更好地繪制深?!安貙殘D”。
海底萬(wàn)米深淵可謂是科研的“無(wú)人區”,全海深載人潛水器是“人無(wú)我無(wú)”的科考裝備。以深淵進(jìn)入技術(shù)、深淵探測技術(shù)為代表的深海技術(shù),代表了當前國際深海工程技術(shù)領(lǐng)域的頂級水平。放眼全球,到訪(fǎng)過(guò)萬(wàn)米深淵的全海深潛水器屈指可數。
以前人們以為,由于超高的靜水壓力、缺乏陽(yáng)光和食物供給,加之特殊的海底地形、劇烈的構造活動(dòng)等多種極端環(huán)境因素,海面6000米以下應該是一片死氣沉沉、與世隔絕、毫無(wú)生命活力的世界。然而,隨著(zhù)人們對深淵展開(kāi)科學(xué)調查,這些認識正在被顛覆。以深淵地學(xué)、深淵生命科學(xué)為代表的深淵科學(xué)研究,代表了當前國際深??茖W(xué)研究的最新前沿。
深海裝備是深海大洋調查的有力保障,隨著(zhù)深海調查技術(shù)進(jìn)步,全球近年來(lái)又陸續開(kāi)展了多項大型深淵調查活動(dòng),發(fā)現了更多深淵新物種,深淵生物量和生命活力也遠超預期。
“中國的載人潛水器是中國深??萍嫉募畜w現。此前已經(jīng)投入使用的‘深海勇士’號、‘蛟龍’號,為全海深載人潛水器奠定了中國制造的基礎。全海深載人潛水器建成投入使用后,將會(huì )創(chuàng )造新的‘中國深度’,進(jìn)一步提升我國海洋探測能力與研究水平?!比~聰說(shuō)。