高峰


作為海洋科考的“旗艦”項目,深海空間站無疑是中國繼載人深潛器項目成功實施之后最具挑戰性、最宏偉的海洋科技項目之一。
說到“空間站”,人們首先想到的是人類在茫茫太空中的“家園”,那是一種在近地軌道長時間運行、可供多名航天員長期工作和生活的載人航天器。與此類似,人類為探索和認知浩瀚無垠的海洋,在深海中建設的綜合科考平臺或者綜合實驗室,就是“深海空間站”。
“蛟龍號”載人潛水器當然也是優秀的深海科考平臺,它的主要功能側重于深海巡航、探測、取樣等方面,機動性能較好。但是其體積小,搭載人員有限,工作時間較短。而深海空間站相對而言體形龐大,能夠容納的人員或者裝備更多,在水下運行時間大大延長。“蛟龍號”潛水器可以載人下潛到幾千米深處,工作時間可達12個小時,但超過這一時間就要上來;而深海空間站作為在深海運行的實驗平臺,可以長期在水下工作,且不受海面風浪的影響。
深海空間站和“蛟龍號”等載人潛水器或者無人潛水器、水面船只可以相互配合。一方面,潛水器可以如小艇一樣,從深海空間站出來,在深海作業,或者承擔深海空間站與水面艦艇之間運送人員和貨物的任務;另一方面,深海空間站可以便捷操控潛水器,或者與潛水器及水面艦艇等進行協同,構建三元深海探測體系。
與建設太空空間站相比,建設深海空間站有獨特的難點。首先是海水壓強問題。由于要在超過1000米的水下深度運行,一方面,空間站作為較大尺寸的容器,其外殼要有足夠的抗壓能力,以克服巨大的海水壓力;另一方面,在進行類似太空中飛船與空間站的對接時,必須克服高壓強帶來的困難。其次,在深海漆黑環境中,長期的、可持續的能源供給只能依靠自身,只有這樣才能保障在海底駐留的時間。第三,要做好材料防腐工作,克服海水對空間站和相關設備的巨大腐蝕作用。此外,深海通訊、深海應急救援和保障等工作也都面臨特殊困,只有取得技術突破,才能切實做到萬無一失。
深海空間站是在載人深潛器基礎上發展的新一代居住型深海科考平臺,這就意味著載人深潛技術與深海空間站技術的共通性。而近些年來,通過獨立設計、自主集成建設“蛟龍號”載人潛水器,獨立自主研發4500米載人潛水器和緊鑼密鼓研制1.1萬米載人潛水器,中國科研人員積累了大量深海應用技術,這為深海空間站的建設做了充裕的高精尖技術儲備,也積累了豐富經驗。
中國很早就提出了類似建設太空空間站的“三步走”深海空間站建設計劃: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,建造可以水下停留60天的未來型深海空間站。
中國已經研制成功的“龍宮一號”深海工作站為35噸級,可載6人,在海底工作的時間為12~18小時。下一步我國將建造300噸級的小型深海工作站,未來將研制1500噸級、3000噸級的深海移動工作站。除了在海底能夠工作更長時間和更大范圍外,還可以像運載平臺一樣,配備多類深海機器人,更可利用類似于“蛟龍號”這樣的深海潛水器作為擺渡,實現水面支持系統和深海移動工作站之間的穿梭運載,進行人員替換、物資補充等。同時,深海移動工作站可以配備以探測器和機器人為代表的多名“得力干將”,它們就像工作站的“眼睛”和“耳朵”,可以走出30~50千米,發回探測信號,并根據指令完成任務。