格林

從某種角度看,去深海比去太空更難。現在,全世界有600多人去過地面100 公里以上,而去過深海萬米以下的只有40 余人,其中27 個是中國人。中國深海科學探索領域這令人驚嘆的成就是因為大國重器的加持——“蛟龍”號是我國首臺自行設計、自主集成研制的7000 米級載人潛水器;“深海勇士”號是我國首臺自主研發的4500 米級載人潛水器,國產化率達到95% ;“奮斗者”號是我國首臺完全自主研發的全海深載人潛水器。
而它們背后有一個共同的名字——葉聰。
他是“蛟龍”號主任設計師兼首席潛航員、“深海勇士”號副總設計師、“奮斗者”號總設計師。從下潛600 米到載人深潛最大紀錄突破萬米,葉聰的最大感觸是:“中國人要把深海關鍵核心技術牢牢掌握在自己手中。”
葉聰常說自己是“時代的幸運兒”,因為從事裝備研制正是他夢想的職業。“我從小就喜歡琢磨艦船兵器,上中學時沒有互聯網,就整天看《艦船知識》《兵器知識》雜志。”2001 年,葉聰從哈爾濱工程大學船舶工程專業畢業,一年后被選入“蛟龍”號項目組,從此開始見證并參與了我國載人深潛事業從空白到領跑的整個過程。
“蛟龍”號是我國第一臺大深度載人潛水器,目標深度定在7000 米。在此之前,中國潛水器下潛的最大深度只有600 米,載人深潛更是一片空白。“蛟龍”號研制第三年,團隊中僅有兩人見過真正的潛水器,但沒人想過退縮。設計沒有先例,就跟著老工程師一點點鉆;深潛沒有經驗,就從一張白紙開始學。
作為中國首席潛航員,葉聰參與了“蛟龍”號從設計到深潛的整個過程,從方案設計、初步設計、詳細設計、總裝……他熟悉“蛟龍”號的每一個零件。2009 年8 月,“蛟龍”號下海試驗,葉聰眾望所歸當選為主駕人。
在“蛟龍”號還沒有開始海上試驗的時候,研究者們就意識到:深海中有方方面面的需求和場景,比如,海底作業、搜尋打撈,一臺“蛟龍”號解決不了問題。于是,我國第二臺深海載人潛水器“深海勇士”號同步立項,葉聰全面負責總體設計工作,目標定在了4500 米——這個深度是對標了“阿爾文”號,它也是世界上管理得最好、下潛次數最多的潛水器。雖然“深海勇士”號下潛深度并沒有更深,但實現了關鍵技術自主化、關鍵設備國產化,實現了下潛成本降低和頻率提升。與10 年立項、10 年研制的“蛟龍”號不同,“深海勇士”號從立項到海試交付只用了8 年。
2010 年前后,全世界興起了第二次對深海的探索熱潮,上一次是20 世紀60 年代。當時,“深海勇士”號還沒有建造完成,但葉聰和團隊覺得有能力完成一臺萬米級載人潛水器的研發和應用——2020 年11 月10 日,“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底, 深度10909 米, 刷新中國載人深潛的紀錄。
馬里亞納海溝全長2550 千米,最深處超過萬米。這里完全黑暗、溫度低、含氧量低、氣壓巨大,是地球上環境最惡劣的區域之一。尤其是被稱為“挑戰者深淵”的馬里亞納海溝最深處,到過的人屈指可數。直到2020 年5 月,也只有3 艘載人潛水器到達過“挑戰者深淵”。
想要造訪這里,究竟有多難?葉聰介紹,設備要承受的壓力超過1000 個大氣壓,相當于每一個手指甲蓋大小的面積上要承受約1 噸的重量。因此,“奮斗者”號的球殼,就成為最關鍵的部件。面對萬米水壓,如果球殼沿用原來設計手法和材料,艙體會變得特別重,甚至制造不出來,葉聰帶領團隊走遍大江南北,終于找到最強的制造材料和焊接合作伙伴,攻克了這一技術難題。
對潛水器來說,從7000 米到1 萬米,除了抗壓能力變化,還有方方面面需求的改變。
比如,以前“蛟龍”號下到7000 米是3 小時,現在“奮斗者”號下到1 萬多米也是3 小時。為什么呢?因為潛水器整個工作流程是12 小時,這對電池來說是合理的時間區段,那就必須把速度加快,這樣才能保證把中間寶貴的6 小時留給海底作業。
再舉個例子,“蛟龍”號的橫剖面是一個正圓,“深海勇士”是方方正正國字臉,到了“奮斗者”號變成了鴨蛋臉,或者說一個豎著的紡錘形。這種“臉型”變化會讓潛水器的水下運動性能變得很不一樣。
在海面上,人們常用橙紅色的救生衣,但在海底,橙紅色并不是最醒目的,因為紅光很快被吸收了,所以“奮斗者”號選擇了被吸收最慢的綠色噴涂。
無論是性能設計還是外觀細節,“奮斗者”號憑借硬核實力穩穩站在了“探索深海第二撥熱潮”的潮頭。
葉聰不僅是載人潛水器設計師,也曾是一名優秀的潛航員。在“蛟龍”號4 年海試共計51次的下潛中,葉聰曾38 次擔任主駕駛。他對自己潛航員的工作做出了一個挺形象的比喻:深海“的哥”——每天在熟悉的路線,用熟悉的交通工具(潛水器)帶不同的乘客(科學家)下潛。
有一次,他和自然資源部第二海洋研究所的陶春輝研究員一起下潛,目標是尋找一處僅在地圖上看到過的海底熱液活動區。海底環境異常復雜,幾經尋覓,他們終于在3000 米海深處跟隨一條魚找到了熱液區,實現重要科研突破。這條魚后來被他們戲稱為帶路的“村長”。
英雄才冒險,深海“的哥”更注重專業和責任:帶乘客去想去的地方,同時保證乘客的安全和舒適。“的哥”要具備判斷環境的能力,比如,遇到水流或懸崖時怎么處理;去一些生物比較密集的地方,不希望科考影響原本完美的群落,“的哥”可能會暫停任務;必要時,出于安全和規則考慮,深海“的哥”有權力終止旅程。
深海“的哥”的經歷對潛水器設計師來說也是必不可少的,葉聰說,一位潛水器設計師真正下潛到海底,才能深刻理解下潛的“乘客”最擔心和需要什么。唯有親自置身于直徑2米多的狹小艙內,才能知道哪種設計讓“乘客”更舒適,讓“司機”操作更便利,讓整個深潛航行更安全。
在深海“的哥”的安全保障下,“ 奮斗者” 號2021 年已經開始了常規科考。在這一年8月到12 月中, 共進行了21 次萬米下潛。對科學家而言,那些幾千年、甚至幾百萬年來第一次有燈光的暗黑深海,往往蘊藏著無限的新發現。
深海“的哥”的乘客也不只有科學家,載人潛水器除了為深海科考服務,在旅游觀光、規模養殖、珊瑚修復等領域都能大顯身手,這也促使葉聰和他的團隊做更多探索。
葉聰的微信朋友圈背景是他拍攝的一張海洋風景照。“我喜歡出海,看到茫茫大海、水天一色,感到平靜又愉悅。”但海洋并不總是以平靜示人,在深海之下,存在巨大風險。海底環境復雜,有一次潛水器和母船失聯,有一次機械臂油管突然斷裂,還有一次遇到大量海底沉積物覆蓋……葉聰說:“潛航員在漆黑迷離的深海下,想得最多的,是如何完成好自己肩負的使命,不是自身的安全。”
除了意外和危機,海洋科考也有很多有意思的事情。根據傳統,每位潛航員首次從海里返回甲板后,要經歷“潑水禮”的儀式。葉聰懷念被“潑”的感覺:“一大桶冰冰涼涼的海水從頭頂澆下來,痛快又舒爽!”從“蛟龍”號開始,大家還把“潑水”變成了一個破紀錄的儀式:除了第一次下潛,如果某個人打破了自己的下潛深度紀錄,也會被潑水。
2020 年10 月27 號,“奮斗者”號海試時第一次萬米下潛,葉聰個人下潛紀錄達到10124 米,這是他目前最后一次被潑水。
“我還沒有下過那個10909米,我還有機會。”葉聰篤信地說。
(資料來源:《人民日報》、央視網、“果殼”微信公眾號等,一刀圖)