萬米的海底，妙不可言

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2020年11月10日8時12分，中國“奮鬥者”号載人潛水器在馬裡亞納海溝成功坐底，坐底深度10909米，創造了中國載人深潛的新紀錄。

坐底之後，“奮鬥者”号将在海底進行包括采樣在内的海底作業、巡航等環節，時間持續6個小時，這也是“奮鬥者”号在海底設計最長的作業時間。

面對空前深度帶來的巨大壓力，“奮鬥者”号該如何“抗壓”？從出發到回家，“奮鬥者”号會經曆什麼？我們的“深藍夢”又是怎樣一步步實作的？

為什麼要越潛越深

中原標準時間11月10日7時42分，“奮鬥者”号潛行深度再次成功突破萬米！“奮鬥者”号海試現場指揮部随之爆發出熱烈的歡呼聲。

中原標準時間8時12分，中國“奮鬥者”号載人潛水器在馬裡亞納海溝成功坐底，坐底深度10909米！

10909米是什麼概念？來看一組資料：

10米，這是普通人在不攜帶任何潛水裝備可以下潛到的深度；

113米，這是一名法國潛水員創造的裸潛紀錄；

332米，這是人在借助水下呼吸器後下潛到的最深紀錄；

10898.5米，這是2012年卡梅隆搭乘的“深海挑戰者”号下潛到達的深度。

而“奮鬥者”号下潛的馬裡亞納海溝一萬米處，水壓超過110兆帕，相當于2000頭非洲象踩在一個人的背上。

馬裡亞納海溝被稱為“地球第四極”，其最深處接近11000米，也就是珠穆朗瑪峰頂上再疊一座西嶽華山的海拔高度……

8年前，加拿大導演卡梅隆就曾乘坐着“深海挑戰者”号，成功挑戰了馬裡亞納海溝。而抗壓的關鍵在于它結實耐壓的球形載人艙。

與世界上的其他潛水器相比，“深海挑戰者”号球艙的厚度相差不多，但大小卻不到它們的一半，可謂“皮厚餡小”，這也是卡梅隆能夠抵達萬米的原因。

但“深海挑戰者”号球艙太小，連五六歲的兒童都很難站直，無法搭載更多的科學家和科研裝置。為了能在裡面連續待上6個小時，卡梅隆甚至要專門練習瑜伽。

為了保證載客量，載人艙要足夠大；而為了減輕潛水器的負擔，球艙又不能太重。為了承受萬米海壓，做成又大又輕又堅固的載人艙至關重要。

國産新型钛合金材料就是解決這一問題的關鍵。

經過多年的不斷優化和上千次的測試，中國自主研制的新型钛合金終于問世。強度高、韌性好，可以容納最多3名乘客安全地在海底進行科考任務。現在，“奮鬥者”号終于可以頂住巨大的海底壓力，安全載人潛入萬米深海。

為什麼要越潛越深？

“奮鬥者”号總設計師、萬米海試總指揮葉聰介紹，海洋面積占地球面積71%，海水占地球水資源總量97%，海底蘊藏豐富的資源，礦物和能源儲量都超過陸地。而我們對太空、對月球的了解，都超過了深海。探索海洋、保護海洋、經略海洋、建設海洋強國，都與深潛密切相關，需要高技術深潛裝備，來繪制深海“藏寶圖”。

萬米深淵可謂是科研的“無人區”，全海深載人潛水器是“人無我無”的科考裝備。以深淵進入技術、深淵探測技術為代表的深海技術，代表了目前國際深海工程技術領域的頂級水準。放眼全球，到訪過萬米深淵的全海深潛水器屈指可數。

以前人們以為，海面6000米以下的地方，由于超高的靜水壓力、缺乏陽光和食物供給，加之特殊的海底地形、劇烈的構造活動等多種極端環境因素，是一片死氣沉沉、與世隔絕、毫無生命活力的世界。

然而，随着人們對深淵展開科學調查，這些認識正在被颠覆。以深淵地學、深淵生命科學為代表的深淵科學研究，代表了目前國際深海科學研究的最新前沿。

深海裝備是深海大洋調查的有力保障，随着深海調查技術進步，全球近年來又陸續開展了多項大型深淵調查活動，發現了更多深淵新物種，深淵生物量和生命活力也遠超預期。

“奮鬥者”号裡有什麼“小秘密”

在“奮鬥者”号海試現場指揮部，通過搭載的聲學通信系統，萬米深海傳來潛航員的聲音。

“萬米的海底，妙不可言。希望我們能夠通過‘奮鬥者’的畫面，向大家展示萬米海底。”潛航員還透露，“我們現在正在近底航行觀察，海底有很多不明的體積比較小的海參，現在具體觀察尋找比較有價值的生物和觀測機制。”

在茫茫大海上，如果把“奮鬥者”号看作是前往深海的交通工具，那麼從出門到完成任務後平安歸來，這一路上“奮鬥者”号會經曆什麼呢？把“奮鬥者”号放入海裡，總共分幾步？

首先需要确認好下潛海域的水文、氣象和地形資訊，之後要對“奮鬥者”号進行充油、充氧以及充電。

“奮鬥者”号從“探索一号”科考船轉移到海面，這一過程就叫“布放”。布放系統位于母船的後甲闆上，由一個巨大的A形架、拖曳絞車和輸運軌道等部分組成，可經受住惡劣海況風浪的考驗，也是支撐“奮鬥者”号日常存放、保養和檢修的地方。

3名潛航員會在潛器推出前進入内部，在艙内進行通電檢查，確定裝置運轉正常。之後，A架的兩台液壓臂會将潛器提起、移動、下放，最終布放到海面上。

“在船的後甲闆上，戴着安全帽操作的人是非常有限的。整個團隊雖然人少了，但是在海上分析問題、解決問題的效率高了。”葉聰說，這次萬米海試，“奮鬥者”号載人潛水器運作團隊逐漸壓縮，把更多的位置留給科學家。

據央視新聞報道，與布放時30攝氏度的海面溫度相比，坐底馬裡亞納海溝的“奮鬥者”号，艙内溫度隻有20攝氏度左右；另外，随着濕度的增加，人的身體會感到更加寒冷。特别是主駕張偉，他的腳由于特别靠近球艙的球殼，那裡溫度隻有1到2攝氏度，是以他的身體感受會更加強烈。是以，包括毛巾襪在内的防寒取暖衣服，就放在他們随身攜帶的包裡，并需要根據個人身體感受随時增加衣物，做好腳底保暖。

布放後，艙門緊閉的“奮鬥者”号就形成了一個密封球體，徹底将外部的海水和空氣隔絕開來。

當母船想要與“奮鬥者”号聯系時，就需要使用無線電通信甚高頻通信系統。建立通信後，就可以等待母船上的指揮中心下達指令了。

接到下潛指令後，蛙人小隊就會幫助潛器脫鈎，潛器就開始注水下潛。在臨近海底後，潛器會抛掉第一組壓載鐵使自己達到懸浮在水中的均衡狀态，并按照作業計劃進行海底作業。完成作業後，潛器會抛載掉第二組壓載鐵，使潛器所受的浮力大于自身的重力，上浮返航。

經過幾個小時的漫長歸程，“奮鬥者”号就會浮出海面，醒目的桔紅色塗裝和裝載的GPS信号發射器會讓母船迅速找到“奮鬥者”号，“奮鬥者”号隻需依照之前的布放流程原路傳回，就能平安傳回母船。

“深藍夢”怎樣一步步走進了現實

“做載人深潛的時候，突破一個新的深度記錄的時候，我們都明白很難，但是必須要去完成。”中科院聲學所研究員、“奮鬥者”号潛航員楊波在接受采訪時說，“實際上9000米到11000米，對于我們來說都是未知的空白。一系列的這種不确定性，通過我們充分的準備來化解他們，解決他們。”

從百米淺海到萬米深海，中國載人深潛事業劈風斬浪的幾十年，我國先後突破了多項核心深潛技術。現在，讓我們回顧那段曆史，感受中國一代代深潛人的“深藍夢”。

7103救生艇是中國第一艘載人潛水器，自1971年開始研制，1986年成功。雖然它隻能下潛300米，航速也隻有四節，但也是那個年代最先進的救援型載人潛水器。

随着時間的推移，中國探索海洋的深度也在随之變化，比如1986年的“海人一号”，1994年的“探索”号等，這些越潛越深的潛水器為水下定位、聲納探測、抗壓材料和機械控制等諸多領域積累了經驗。

2010年7月，中國第一台自主設計和內建研制的載人潛水器“蛟龍”号下潛深度達到了3759米，中國成為繼美、法、俄、日之後，世界上第五個掌握3500米大深度載人深潛技術的國家。2012年6月27日，這艘7000米級載人潛水器完成了它的終極挑戰，最終将記錄保持在了7062米。“蛟龍”号還擁有世界先進的懸停和自動駕駛功能，可以抵禦海流的幹擾，工作時穩穩地“定”在海底。

與十年立項、十年研制的“蛟龍”号不同，我國第二代載人潛水器——“深海勇士”号，從研制立項到海試傳遞隻用了短短八年，且國産化程度更高，實用性更強。

“奮鬥者”号是國家十三五重點研發計劃“深海關鍵技術與裝備”專項支援的深海重大科技裝備，2016年立項，由“蛟龍”号、“深海勇士”号載人潛水器的研發力量為主的科研團隊承擔。楊波和他的團隊經曆了從“蛟龍”号、“深海勇士”号到“奮鬥者”号的一次次任務。

不可思議的是，在2016年“深海勇士”号都尚未下水的情況下，萬米級載人潛水器就開始同步研制了。

中國“奮鬥者”号載人潛水器，融合了之前兩代深潛裝備的優良血統，不僅采用了安全穩定、動力強勁的能源系統，還擁有更加先進的控制系統和定位系統，以及更加耐壓的載人球艙和浮力材料。此外，下潛到萬米深海的“奮鬥者”号還将開展一系列科學考察和研究。

除了載人潛水器，我國還有“海鬥”号、“海燕”号和“海翼”号等許許多多的無人潛水器。其中，“海鬥”号，有遠端遙控和自動作業兩種模式，是中國首台萬米級科考潛水器，讓中國擁有了自主研究萬米深海的能力。

（河北日報記者 趙澤衆綜合央視新聞、央廣網、新華網、科技日報等媒體報道）

圖檔均為CCTV-13《中國“奮鬥者”号載人潛水器萬米級海試》直播畫面截圖

來源： 河北日報