“龍”翔海底

國家深海基地坐落在青島即墨區(qū)鰲山衛(wèi)，占地面積390畝，海域62.7公頃。這里是我國大型深海裝備業(yè)務(wù)化運行支撐基地，也是繼俄羅斯、美國、法國和日本之后，世界上第五個深海技術(shù)支撐基地。這里還是我國深潛“三龍”聚首之地，未來更是“七龍”聚集之地。

我國深海戰(zhàn)略規(guī)劃回顧

人們常說某某事比登天還難，其實對于人類來講登天相對容易，下深海則比登天難。地球是一個藍色的星球，海洋占到地球面積的70%。然而到目前為止，人類對海洋的勘探與研究仍停留在十分初步的階段。阻礙人類前進腳步的一個主要問題就是海水的巨大壓力。海水深度每增加10米，壓力就增加一個大氣壓。當(dāng)深度達到10000米左右時，海水產(chǎn)生的壓力為1000個大氣壓，相當(dāng)于一個指甲蓋上要承受一輛小轎車的重量。人類要想進入深海，離不開能承受如此巨大壓力的深海裝備。

20世紀90年代，中國提出了“上天、入地、下海”的戰(zhàn)略規(guī)劃。幾年之后，上天、入地均有收獲，下海卻苦尋無功。此時，美國、法國、日本、俄羅斯已經(jīng)具備了大深度載人深潛技術(shù)能力，最深下潛至6500米，而中國載人深潛技術(shù)還僅僅停留在600米。直到2001年初，根據(jù)國家的戰(zhàn)略安排，中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會組織20余位國內(nèi)海洋領(lǐng)域院士、專家齊聚北京再次交流探討，最終取得共識：發(fā)展深海技術(shù)，已經(jīng)時不我待。起初，人們在研制多大深度載人潛水器的問題上意見不一。一種觀點認為，海底礦產(chǎn)資源大多集中在4500米左右的海底，研制4500米級就夠了；另一種觀點主張要有超前眼光，研制大深度載人潛水器。經(jīng)過反復(fù)論證，最終在后一種意見上達成了一致。2002年4月，科技部批準了國家海洋局報送的《關(guān)于啟動7000米級載人潛水器重大專項的請示》，正式列入國家“863計劃”。從此，中國研制大深度載人潛水器駛上了快車道。

目前，我國已經(jīng)成功自主研發(fā)出了多款海洋觀測裝備，如無纜水下機器人、水下機器人、水下滑翔機、載人潛水器等。其中，“蛟龍”“海龍”和“潛龍”被稱為“蛟龍?zhí)胶！惫こ獭叭垺保俏覈纳詈Ｖ仄鳌！叭垺笨梢源钶d科學(xué)家和相關(guān)調(diào)查作業(yè)工具進入深海，并利用不同類型的作業(yè)工具實現(xiàn)深海各類環(huán)境要素和底質(zhì)樣品的探測和取樣，成為我國開展深海資源勘查和深海前沿科學(xué)研究的重要手段。

“蛟龍?zhí)枴保簞?chuàng)造載人潛水器世界紀錄

“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器是我國首臺自主設(shè)計、自主集成研制的作業(yè)型深海載人潛水器，設(shè)計最大下潛深度為7000米級，也是目前世界上下潛能力最深的作業(yè)型載人潛水器。中國是繼美國、法國、俄羅斯、日本之后，世界上第五個掌握大深度載人深潛技術(shù)的國家。在全球載人潛水器中，“蛟龍?zhí)枴睂儆诘谝惶蓐牎Ｄ壳叭澜缤度胧褂玫母黝愝d人潛水器約90艘，其中下潛深度超過1000米的僅有12艘，下潛更深的潛水器數(shù)量更少，目前擁有6000米以上深度載人潛水器的國家包括中國、美國、日本、法國和俄羅斯。除中國外，其他4國的作業(yè)型載人潛水器最大工作深度為日本深潛器的6527米。2012年6月27日11時47分，“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器在西太平洋的馬里亞納海溝海試成功到達7062米海底，創(chuàng)造了作業(yè)型載人潛水器新的世界紀錄。這意味著中國的這項科技水平已經(jīng)達到頂尖國際水平，具備了載人到達全球99.8%以上海洋深處進行作業(yè)的能力。

“海龍11000”：創(chuàng)造了我國無人有纜深潛紀錄

“海龍11000”是由上海交通大學(xué)教授葛彤團隊研制的萬米級深海無人遙控潛水器，設(shè)計最大工作深度為1.1萬米。其系統(tǒng)方案、總體方案、控制方案突破了傳統(tǒng)纜控?zé)o人潛水器模式，大量采用創(chuàng)新技術(shù)。其中，可加工浮力材料、多芯貫穿件等部件均為我國自主創(chuàng)新成果。2018年9月，“海龍11000”在西北太平洋海山區(qū)完成6000米級大深度試驗潛次，最大下潛深度5630米，創(chuàng)造了我國無人有纜深潛紀錄。“海龍11000”具備良好的深海觀測及探測能力，可以支持在大洋科考船上常用的萬米鎧裝光電纜上的應(yīng)用。

“潛龍三號”無人無纜潛水器：擅長大范圍精細探測

深潛器通常分為載人潛水器（HOV）、無人有纜潛水器（ROV）和無人無纜潛水器（AUV），“蛟龍?zhí)枴薄昂｝?1000”和“潛龍三號”分別是三類潛水器的代表。相對而言，載人潛水器、無人有纜潛水器擅長小范圍精細作業(yè)，而無人無纜潛水器“潛龍三號”則更擅長較大范圍深海近底高精度勘查，作業(yè)效率高。“潛龍三號”出發(fā)前，只要將規(guī)劃好的作業(yè)深度、路徑及內(nèi)容等指令輸入其“大腦”—控制計算機，“潛龍三號”就能發(fā)揮其聰明才智：用“嘴”內(nèi)的前視聲吶感知前方障礙物，用“肚皮”底下的高度計感知離底高度，操控“眼睛”內(nèi)的水平槽道推進器和四個鰭的動作，實現(xiàn)潛水器前進后退、上浮下沉、左右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)智能避障。在已完成的3個潛次中，“潛龍三號”最長的一次航行超過42小時，遨游156千米，獲取了約40平方千米的相關(guān)科學(xué)數(shù)據(jù)。在另兩個潛次中，拍攝了大量海底高清照片，為深海調(diào)查提供科學(xué)資料。“潛龍三號”長長的尾巴引人注目，其實它擁有過人本領(lǐng)，但在經(jīng)歷的這幾個潛次中并沒有展現(xiàn)。它要到印度洋和大西洋的多金屬硫化物資源勘查中才會大顯身手。它的尾巴內(nèi)置有三分量磁力儀，對多金屬硫化物資源勘查格外重要。

2020年環(huán)球航次：“三龍”將協(xié)同作業(yè)

在2020年的環(huán)球航次中，有望實現(xiàn)“蛟龍”“海龍”和“潛龍”三大裝備協(xié)同作業(yè)的場景。國家深海基地管理中心副總工程師丁忠軍透露，“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器計劃于2020年6月至2021年6月執(zhí)行環(huán)球航次，雖然具體航次線路尚未最終敲定，但南海這一對中國深海研究具有戰(zhàn)略意義的重要區(qū)域，將成為任務(wù)必經(jīng)之地。丁忠軍表示，南海科學(xué)問題比較集中，資源比較豐富，戰(zhàn)略位置十分重要，是全球重要的航線，“蛟龍?zhí)枴眲偤每梢园l(fā)揮它先進的技術(shù)優(yōu)勢，助力南海深部的科學(xué)研究。據(jù)悉，2019年3月左右，“蛟龍?zhí)枴毙履复瑢⒔桓叮瑢脮r或?qū)⑼瑫r搭載“蛟龍?zhí)枴薄昂｝執(zhí)枴焙汀皾擙執(zhí)枴遍_展協(xié)同作業(yè)。“三龍”深海裝備體系將助力中國深海探測，以更高效的方式提供更直觀、更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

“三龍”將變“七龍”

得益于先進的探海利器，我國深海科考和資源勘探能力在世界上領(lǐng)先。過去5年，我國新增國際海底區(qū)域礦區(qū)8.6萬平方千米，成為世界上海底礦種最全、礦區(qū)最多的國家，也是世界上第一個在國際海底區(qū)域擁有“三種資源、三塊礦區(qū)”的國家。

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，我國下一步還將繼續(xù)構(gòu)建“七龍?zhí)胶！绷Ⅲw深海探測網(wǎng)絡(luò)，即在原有“三龍?zhí)胶！钡幕A(chǔ)上，增加深海鉆探的“深龍?zhí)枴薄⑸詈ｉ_發(fā)的“鯤龍?zhí)枴薄⒑Ｑ髷?shù)據(jù)云計算的“云龍?zhí)枴币约白鳛榱Ⅲw深海科考支撐平臺的“龍宮”，持續(xù)、充分地研究、開發(fā)深海。

實際上，中國很早就提出了類似建設(shè)“深海空間站”的計劃：第一步，研制小型深海空間站試驗艇；第二步，研制小型深海移動工作站；第三步，建造可以水下逗留60天的未來型深海空間站。深海空間站，又稱深海工作站，有人形象地將它比作“龍宮”—把地面的“房間”搬到了深達千米的水下，可利用站載物理、化學(xué)、生物檢測系統(tǒng)及光、聲學(xué)觀察系統(tǒng)，直接操控所攜帶的潛水器、水下吊車等作業(yè)工具。深海空間站可以為科學(xué)家提供原位數(shù)據(jù)，使人們的生活范圍拓展至水下，未來水下有望成為人類的棲息地。中國工程院院士、船舶力學(xué)專家吳有生指出，深海空間站是在載人深潛器基礎(chǔ)上發(fā)展的新一代居住型深海科考平臺，這意味著載人深潛技術(shù)與深海空間站技術(shù)的共通性。近些年來，中國通過“獨立設(shè)計、自主集成”建設(shè)的潛水器，積累了大量深海應(yīng)用技術(shù)，這為深海空間站的建設(shè)進行了充裕的高精尖技術(shù)儲備，也積累了豐富經(jīng)驗。