2012年,對中國載人深潛項目來說是一個特殊的年份。這一年的6月24日,我國首臺載人潛水器“蛟龍”號在馬里亞納海溝創造了7020米的世界載人深潛紀錄。作為“蛟龍”號的主駕駛,葉聰談起當時的情景仍記憶猶新。8年轉瞬而過。2020年11月10日,“奮斗者”號下潛突破1萬米時,葉聰再次成為歷史的見證者,這一次,他是總指揮。
從“山腰”到“谷底”
馬里亞納海溝,位于菲律賓東北方向、馬里亞納群島附近的太平洋底,最深處超過10900米,是目前已知的地球海洋最深處,如果把珠穆朗瑪峰放在溝底,峰頂也無法露出海面。“奮斗者”號就是在這里成功坐底,準確深度為10909米。
據科學家估算,馬里亞納海溝已經形成了6000萬年。這里水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低,是地球上環境最惡劣的區域之一。但同時,這條海溝位于板塊俯沖地帶,地質運動非常活躍,這里的物質構成、海底生物的生存方式等,是科學家們非常感興趣的。總之,探索價值高,難度也極大。
葉聰將馬里亞納海溝形容為“挑戰者的深淵”。他對記者描述,如果說“蛟龍”號7000多米的下潛處相當于在一座山的山腰,那么,“奮斗者”號1萬多米的下潛處就相當于在一條峽谷的谷底。
“兩次看到的景象完全不同。在‘山腰’時,潛水器周圍白茫茫一片,全是沉積物,就是俗話說的淤泥;在‘谷底’時,我們看到的則是一條南北走向的深溝,溝的一側是陡峭的絕壁,接近90度垂直,就像一堵墻,這是大陸板塊的邊緣;相隔五六百米的另一側,坡度相對緩和,這是太平洋板塊的邊緣。就在這幾百米之間,沉積物由軟變硬、由細變粗,直到出現巨大的礫石,對比非常強烈。”
從7000米到1萬米,中國載人潛水器經歷了“蛟龍”號、“深海勇士”號和“奮斗者”號三個階段。“蛟龍”號是由中國自行設計、自主集成研制的第一臺深海載人潛水器,從項目啟動到下潛突破7000米用了整整10年時間。在它誕生前,中國載人潛水的深度只有500多米。
“在研制‘蛟龍’號時,我們認識到發展海洋裝備不能依賴國際合作,一定要有自己的技術和基礎設施。為了實現這個目標,在研發‘深海勇士’號時,我們把下潛深度調整為4500米,這樣可以更充分地利用國內工業,材料、工藝、生產、測試的整個流程都在國內開展,打造出了基礎鏈條。”葉聰說。
“深海勇士”號是中國第二臺深海載人潛水器,國產化程度更高,其關鍵部件的國產化率達到95%,浮力材料、鋰電池、機械手等都由中國自主研制,不僅降低了成本,也促進了國內相關技術企業的創新能力。
2017年8月到10月,“深海勇士”號在南海進行海上試驗,完成了從50米到4500米的28次下潛。這是繼“蛟龍”號后又一里程碑,實現了中國深海裝備由集成創新向自主創新的歷史性跨越。
從“又聾又瞎”到“精神圖騰”
載人潛水器實質上是一種船艙。中國自主研發的3臺深海載人潛水器,使用壽命都是30年。目前,“蛟龍”號剛滿第一個10年的使用期,“深海勇士”號即將進入第一個5年檢測、修理、升級階段,“奮斗者”號則剛剛開始服役。相比之下,國外的深海載人潛水器大多已經接近使用壽命末期,現在全球每年的載人深潛任務,約有一半是中國的載人潛水器在執行。
從分工來說,“蛟龍”號側重于資源項目的考察、勘探、環境評估;“深海勇士”號側重探索熱點科學問題,包括熱液、冷泉、海底生物、海底環境變化等;“奮斗者”號側重深淵科考,主要是水下6000-11000米的海溝,這些區域幾乎都在中國境外,人跡罕至。
第一次下潛的時候,深度只有2米,“蛟龍”號甚至沒有沒入水下,大家調侃這個潛水器“又聾又瞎”。當時,葉聰感覺就是把他們團隊3人關在一個鈦合金罐子里,在海上漂,海面水溫30攝氏度,艙內氣溫40攝氏度,人在里面很煎熬。潛水器的艙是完全密閉的,每次爬出來,衣服都被汗水濕透了,“有時還要跟人解釋,這是汗水,不是艙里漏水了”。新聞媒體來采訪,3人回答最多的問題,就是在潛水器里怎么吃飯、怎么上廁所、心理壓力有多大。
之后,隨著下潛得越來越深,葉聰經歷了很多奇妙的時刻。水下兩三百米,陽光照不到了;水下兩三千米,水溫降下來了;水下八九千米,看不到魚了……每個區域都會帶給他很大的震撼。他曾認為極深的海底就是生命禁區,但在一些熱液(高溫熱氣溶液)附近,他看到大量貽貝、螃蟹在活動。還有一次,“深海勇士”號發現了一具鯨魚尸體,周圍大量海底生物正在“聚餐”。第一次下潛到7000米時,葉聰感覺身處一片白沙灘,四周全是沉積物,如同荒原一般。第二次再來,團隊帶了一些臭魚爛蝦做誘餌,景象馬上變了——獅子魚從遠處游過來了,大片的鉤蝦爬了出來,密密麻麻地向潛水器靠近……他們還曾碰到一條特別的魚,“感覺它像一個村長”,于是跟著走,果真找到了要找的冷泉口。孕育出這些奇觀的海域,海面上看不到油輪、貨輪,看不到島,也看不到鳥,只有無垠的海、無邊的天。唯一的人工產品,就是葉聰所在的潛水器。
從“深度”到“廣度”
21年前,葉聰從哈爾濱工程大學船舶工程專業畢業,進入位于江蘇無錫的中國船舶科學研究中心。第二年,“蛟龍”號載人潛水器正式立項,葉聰成為團隊一員。那時,載人深潛在國內是一片空白。而現在,每年中國載人深潛的次數是全世界最多的,萬米深潛的人數也是世界第一。
近10年來,整個項目團隊的平均年齡保持在30多歲,只是骨干從“60后”“70后”變成了“80后”;團隊的硬件裝備水平也有了大幅提升,過去想在海上給家人打電話是一件奢侈的事,現在電話、微信、視頻都很通暢,隊員們執行任務期間不會再與家人“失聯”了。作為潛航員,葉聰很高興地看到接班人隊伍不斷發展壯大,目前已經接近30人。據他介紹,這些潛航員主要分成兩部分,培養一名潛航員一般需要兩年多時間,入選年齡在22-35歲之間,從基礎培訓到獨立執行任務,中間要經歷二三十次下潛訓練才能獲得資質認定。
新一代潛航員肩負的任務和面對的挑戰更加多元化。葉聰介紹,在到達了海洋最深處后,團隊正在拓展研究廣度:一是探索復雜環境、極端環境,比如冰下、極地、渾水等;二是與其他科技手段協同合作,拓展覆蓋范圍,“潛水器在海洋中就像一粒米,只有與其他科技設備組成一個體系網絡,才能發揮更大的作用,這是我們正在做的事,研發新的潛水器和新的作業模式”。葉聰認為,過去10年,中國在深潛科技方面整體上了一個臺階,從關鍵技術開發,到裝備生產、制造、檢測,再到管理運營,全方位提高,“尤其是制造環節,我們已經達到世界較高水平,這是一個很大的躍升”。
下一步的目標是把海底、海面、陸地、太空的全部技術串連、融合起來,形成一套完整的鏈條、系統、網絡,發揮最大的功效。目前的衛星定位系統還不能覆蓋海面以下,這就制約了水下航行作業的精準度,只能靠聲吶解決。葉聰期待未來北斗等衛星導航系統能延伸到水下,形成水下公共交通、公共運輸網絡。
(摘自《環球人物》尹潔)