肖婷婷
7000米的路程,需要走多久?如果步行大概是一個半小時,汽車行駛約10分鐘。但對于中國載人深潛的科研人員來說,讓中國人邁向7000米的深海,他們走過了20年的奮斗歷程……
在古代,當某個人需要潛水的時候,人們會將一個桶扣在他的頭上,這樣通過呼吸桶中的空氣可以潛得時間更長些,但就算這樣,人類仍然無法在水下停留較長時間,于是人們提出了潛水眼的設想。
1679年,意大利人博雷利發明了世界上第一套潛水服。但這之后的很長一段時間,人類還無法在水下200米以下進行潛航,更無法下潛到更深的海底世界去一探究竟。
1933年,瑞士氣象學家奧古斯特·皮卡德設計出一種獨特的“水下氣球”式潛水器來進行深海潛航,在以后的20多年不斷創造著潛水深度的紀錄。1960年1月23日,瑞士著名深海探險家雅克·皮卡爾與美國海軍中尉沃爾什乘著“的里雅斯特”號深水探測器,成功潛入世界上最深的海溝——馬里亞納海溝,下潛深度10916米,創造了當時最深的潛水深度。
但是這種類型的深潛器不能靈活運行,它如同“深水電梯”,觀察人員潛到指定地點后就得返回。而且每次下潛只能持續4-5個小時,無法在水下進行操作和科學研究。
2017年10月3日,海南省三亞,“深海勇士”號載人潛水器抵達三亞。
而在載人深潛器里最有名氣的是美國的“阿爾文”號,作為第二代深潛器的代表,其自帶動力裝置,還配備了水下攝像機、機械手等,不僅可以觀察水下情況,還可以進行一些簡單抓取作業和海洋資源調查等任務。從1964年啟用到退役,“阿爾文”號46年里下潛了4637次,將9270人次的科學家送到海底。它最大的功勞,是1977年在東太平洋發現了深海熱液和“黑煙囪”,并發現了周圍的“熱液生物群”;后來又在大西洋發現了深海熱液區,開辟了大洋中脊研究的新方向。除了科學發現之外。“阿爾文”號還是深海打撈的先鋒,剛下水不久就和無人深潛器一道,從914米深海底撈起了美軍失落的氫彈;20年后又在海底勘察了沉沒海底的“泰坦尼克號”。
長期以來,深海探測特別是6000米以下的深海探測,中國都處于“缺位”狀態。
進入新世紀以來,隨著中國國力的全面增強,在深海探測領域出現了中國人的身影。
2012年6月,我國首臺自主設計、自主集成研制的作業型深海載人潛水器——“蛟龍”號在馬里亞納海溝海域連續刷新中國深度,最大下潛深度7062米,成為當時世界上下潛能力最深的作業型載人潛水器。“蛟龍”號可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域中使用,它的研發成功標志著我國載人潛水器集成技術的成熟,也標志著中國海底載人科學研究和資源勘探能力達到國際領先水平。
早在1992年,以中船重工集團702所為首的科學家團隊就提出了研發深海載人潛水器的建議,由于當時國家經濟條件和科技條件的限制,并沒有馬上立項進行深海載人潛水器的研制,但是團隊并沒有放棄,而是主動作為,從1992年到2002年的10年期間,開展了一輪又一輪的論證工作。
在“蛟龍”號研發之前,我國的載人潛水器達到的深度僅僅是600米。我們不僅要面對各種技術難題,還要面對國內基礎材料和加工工藝缺少的問題,許多的部件和單元就是從零開始。到底會面臨什么樣的挑戰,研發團隊心里根本沒底。
載人深潛“蛟龍”號副總設計師、“深海勇士”號總設計師胡震回憶道:“為了解決一個海水閥的問題,我們和研發單位一起從材料、閥體結構、密封形式、測試技術到加工工藝,每一個環節均要從頭開始,通過近3年時間和無數個日日夜夜終于解決了這個難題。”
這樣的事情在研發階段很多,困難和挑戰一個接著一個,但科研人員舍得折騰自己,他們通過“蛟龍”號的研制,看清了國際大深度載人深潛領域的發展方向,初步凝聚了國內最優勢的深海科技力量,也堅定了我國走深海技術自主創新之路的決心。
“蛟龍”號是我國載人深潛的一個里程碑,盡管取得了很多的突破和輝煌的成就,但是許多的技術基礎并不扎實,也有一些技術來自國外。
2014年,“深海勇士”號總體集成課題立項的初衷是重點實現關鍵技術國產化率超過85%的目標。
載人球殼、超高壓海水泵、充油鋰電池和推進器,光讓這四項關鍵技術從樣機走向裝備,課題組就花了整整5年時間。經過8年的艱苦攻關,我國終于具備了載人艙、浮力材料、鋰電池、推進器、海水泵、機械手、液壓系統、聲學通信、水下定位、控制軟件等十大關鍵部件的自主研制能力。
2017年8月,“深海勇士”號在南海進行了為期46天的海上試驗,高頻率下潛28次,最大下潛深度達到4534米,共完成測試388項。現場驗收專家組判定,“深海勇士”號的關鍵部件國產化率達91.3%,主要部件國產化率達86.4%!
作為我國自主研發的第二代載人深潛器,“深海勇士”與“蛟龍”號優勢互補,它降低了對于潛深的要求。提升了每次下潛的時間和覆蓋范圍,更加經濟實用。
伴隨著“深海勇士”號的出現,中國載人深潛同時具備了向最深海處進發和大面積勘探的雙重能力。
在4500米國產化技術取得突破后,經過嚴密的科學論證,我國啟動了萬米作業系統的研發,其中包括萬米深度的載人潛水器。1 1000米級載人潛水器將填補“蛟龍”號覆蓋不到的那0.2%海域。這0.2%的海域中含有全球14條超過7000米深的海溝,有了國之大器的支撐,那里將成為我國科學家研究深淵科學、揭示地球演化的舞臺。
三代潛水器的研發過程。也見證了我國工業技術能力的發展。在“蛟龍”號立項之初,我們國內的工業技術水平還處于一個剛剛起步的階段,當時研發所需要的大量材料。甚至只是加工一個零部件,那都是非常困難的,需要千挑萬找才能找到合適的供貨商。但到了研發4500米級載人潛水器時,科研團隊想要什么樣的材料,想要加工成什么形狀,要求什么樣的精度和特性,基本上都能實現。到了現在11000米載人潛水器的研發,就是科研團隊需要什么材料,需要加工哪些相應的部件和設備,都已經有很多廠家可以自主研發,甚至是直接提供樣品,已經形成了一個體系。
從“蛟龍”號到“深海勇士”號再到“彩虹魚”,中國人的探海夢一步一步實現。中國載人深潛,未來可期。
資料來源:新華網、鳳凰網