觀察丨“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄 逐夢(mèng)深藍(lán)
在逐夢(mèng)深藍(lán)的路上,中國(guó)人又“潛”進(jìn)了一大步。
11月19日10時(shí)09分,由我國(guó)自主研制的“大國(guó)重器”——“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器成功坐底馬里亞納海溝。這是繼11月10日、13日、16日三次萬(wàn)米級(jí)海試后,“奮斗者”號(hào)再探萬(wàn)米洋底。
馬里亞納海溝是全球最深的海溝,像一座在海底倒立的山峰,海溝最深處“挑戰(zhàn)者深淵”測(cè)得最大深度為11034米,相當(dāng)于珠穆朗瑪峰頂疊加一座西岳華山的海拔高度,是已知海洋最深處。11月10日,“奮斗者”號(hào)坐底“挑戰(zhàn)者深淵”,創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄,也是世界上首次同時(shí)將3人帶到海洋最深處。
坐底深度10909米,創(chuàng)造中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄
短短10天內(nèi),“奮斗者”號(hào)四探洋底。
11月10日,北京時(shí)間清晨4時(shí)20分左右,在早兩個(gè)時(shí)區(qū)的馬里亞納海溝,太陽(yáng)已從太平洋上升起,“奮斗者”號(hào)載著3名潛航員,從“探索一號(hào)”母船機(jī)庫(kù)緩緩?fù)瞥?,被穩(wěn)穩(wěn)地起吊布放入水,蛙人解纜后注水下潛。艙內(nèi),顯控面板上的深度數(shù)字逐漸增大,舷窗外的顏色從碧藍(lán)到深藍(lán)到變暗,直至一片漆黑。
8時(shí)12分,“奮斗者”號(hào)在馬里亞納海溝成功下潛到10909米,成為中國(guó)歷史上第一艘下潛到“挑戰(zhàn)者深淵”的載人潛水器。
之后,在11月13日海試任務(wù)中,“奮斗者”號(hào)載人潛水器和“滄海”號(hào)深海著陸器聯(lián)合作業(yè),實(shí)現(xiàn)萬(wàn)米水下全球首次高清視頻信號(hào)直播和傳輸;11月16日,“奮斗者”號(hào)僅用半小時(shí)左右的時(shí)間就找回了此前布放在海底的3個(gè)取樣器,作業(yè)難度堪比“大海撈針”。這項(xiàng)操作對(duì)深海科考特別是未來(lái)實(shí)現(xiàn)深??蒲械脑慌囵B(yǎng)、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等意義重大。
11月19日“奮斗者”號(hào)下潛,是此輪萬(wàn)米海試的“交卷”一關(guān)。它承擔(dān)著復(fù)核洋底科考作業(yè)功能的任務(wù),坐底后開啟巡航和作業(yè)模式,進(jìn)行潛水器功能性能檢測(cè),測(cè)試機(jī)械手,并在找到“滄海”號(hào)后與其聯(lián)合作業(yè)。
據(jù)介紹,“奮斗者”號(hào)由中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七〇二研究所(以下簡(jiǎn)稱七〇二所)牽頭總體設(shè)計(jì)和集成建造,中國(guó)科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所作為業(yè)主單位牽頭開展海試。
深海萬(wàn)米之處是科研“無(wú)人區(qū)”,載人潛水器是進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”的科考利器
從外觀上看,“奮斗者”號(hào)像一條大頭魚,“肚子”涂成了綠色,這是因?yàn)榫G光在海水中衰減較小,便于在深海捕捉到它的身影。而頭頂呈醒目的橘色,也是便于上浮到水面時(shí)能被母船快速發(fā)現(xiàn)。
深海萬(wàn)米之處可謂是科研“無(wú)人區(qū)”,載人潛水器則是進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”的科考利器。“大頭魚”不僅涂裝靚麗、靈動(dòng)自如,而且“肚”里有貨。“奮斗者”號(hào)可以同時(shí)搭載3名潛航員和科學(xué)家下潛,作業(yè)能力覆蓋全球海洋百分之百海域。
據(jù)七〇二所副所長(zhǎng),“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師、萬(wàn)米海試總指揮葉聰介紹,這次萬(wàn)米海試,“奮斗者”號(hào)載人潛水器運(yùn)行團(tuán)隊(duì)逐漸壓縮,將把更多的位置留給科學(xué)家。
“深海非常震撼,我觀測(cè)到這里有海參!”在一段來(lái)自萬(wàn)米海底的通話中,中國(guó)科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所研究員賀麗生分享了她的探險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)。
與前三次只有潛航員下潛不同,11月19日,除了兩名潛航員外,賀麗生以科學(xué)家的身份參與下潛。據(jù)浙江大學(xué)海洋學(xué)院教授陳鷹介紹,科學(xué)家通常坐在潛水器右舷,艙內(nèi)配有豐富的作業(yè)工具,供其在海底進(jìn)行觀測(cè)、采樣、培養(yǎng)等科考任務(wù)。
“我們此次科考任務(wù)包括以生物為重點(diǎn),觀察萬(wàn)米深淵海底生物的種類等,也會(huì)擇機(jī)采一些生物樣本。我們還帶了一些自主工作的采樣裝置,像序列采水器、原位化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。”賀麗生說(shuō)。
“雙船雙潛”是“奮斗者”號(hào)海試關(guān)鍵詞,雙母船為海試任務(wù)保駕護(hù)航
“雙船雙潛”,是“奮斗者”號(hào)海試任務(wù)的關(guān)鍵詞。
“雙船”,是為“奮斗者”號(hào)深潛護(hù)航的雙母船——“探索一號(hào)”(支持船)和“探索二號(hào)”(保障船);“雙潛”指的是雙潛水器:一個(gè)是主角,即“奮斗者”號(hào),另一個(gè)則是主角的“御用攝影師”——“滄海”號(hào)。
顧名思義,母船像一位母親,深海潛水器要想在萬(wàn)米級(jí)深度自由探索,離不開母船的全力保障。
“探索一號(hào)”科考船長(zhǎng)94.45米、型寬17.9米,是一艘戰(zhàn)功赫赫的海洋科考“老大哥”。它也是載人潛水器“深海勇士”號(hào)的科考母船,還曾搭載無(wú)人潛水器“海斗一號(hào)”等深??瓶祭鬟M(jìn)行萬(wàn)米級(jí)無(wú)人科考活動(dòng)。
相比于經(jīng)驗(yàn)豐富的“探索一號(hào)”,“探索二號(hào)”是新手上路。它長(zhǎng)87.2米,型寬18.8米,是中國(guó)首艘專為萬(wàn)米深??瓶即蛟斓哪复衲?月才出塢。它是一個(gè)多功能海洋科考平臺(tái),可搭載60名科考隊(duì)員和船員開展海試任務(wù),海上連續(xù)工作最遠(yuǎn)距離大于15000海里,連續(xù)工作最長(zhǎng)時(shí)間超75天。
“探索二號(hào)”不僅噸位大、性能好,而且搭載的許多科研設(shè)備和探測(cè)神器都由我國(guó)自主研發(fā)。
中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七〇四研究所(以下簡(jiǎn)稱七〇四所)是參與研制“探索二號(hào)”船國(guó)產(chǎn)化科考設(shè)備的主要單位,主要負(fù)責(zé)研制“探索二號(hào)”船上的科考作業(yè)水面支持系統(tǒng)。
據(jù)七〇四所工作人員介紹,以溫鹽深儀(CTD)吊放裝置為例,這是測(cè)量萬(wàn)米深海環(huán)境的專用裝置,也是科考作業(yè)水面支持的關(guān)鍵裝備,曾長(zhǎng)期被國(guó)外“卡脖子”。去年年底,七〇四所自主研發(fā)的CTD吊放裝置通過(guò)驗(yàn)收,使這一深海裝備邁入國(guó)產(chǎn)化時(shí)代。
從伸縮折臂吊、CTD吊,到全海深地質(zhì)絞車、6000米光電纜絞車,再到水聲通信、水聲定位、多波束等深海聲學(xué)設(shè)備,“探索二號(hào)”共增裝14臺(tái)全國(guó)產(chǎn)化科考裝備,徹底擺脫長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)國(guó)外廠家水面支持裝備的依賴,標(biāo)志著我國(guó)在全海深科考作業(yè)裝備能力上又進(jìn)一步。
“滄海”號(hào)與“奮斗者”號(hào)搭檔,直擊洋底作業(yè)第一現(xiàn)場(chǎng)
由于陽(yáng)光無(wú)法抵達(dá),深海區(qū)一片漆黑。要想一睹“奮斗者”號(hào)在海底的英姿,打光拍照必不可少。與“奮斗者”號(hào)一同探秘海底的還有“滄海”號(hào),它是一臺(tái)全球獨(dú)家的深海著陸器,可以進(jìn)行全海深4K超高清視頻的拍攝、采集和傳輸處理,不僅可以搭載全海深高清相機(jī),直播回傳萬(wàn)里洋底的實(shí)時(shí)畫面,還能記錄“奮斗者”號(hào)的一舉一動(dòng),是后者當(dāng)之無(wú)愧的“御用攝影師”。
此外,“滄海”號(hào)有一個(gè)“小助理”——其內(nèi)部的移動(dòng)機(jī)器人“凌云”號(hào)。它可以在海底自由活動(dòng),提供更多角度的照明,為直擊“奮斗者”號(hào)洋底作業(yè)提供第二機(jī)位。
“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)不是同時(shí)“捆綁”入海,二者如何找到對(duì)方搭檔作業(yè)呢?
據(jù)了解,“滄海”號(hào)會(huì)先下潛到海底,成為水下拍攝的主機(jī)位,并運(yùn)行預(yù)先設(shè)置的自動(dòng)程序,將內(nèi)部移動(dòng)機(jī)器人“凌云”號(hào)喚醒,通過(guò)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)路徑移動(dòng),作為水下拍攝的第二機(jī)位。
“滄海”號(hào)就緒后,“奮斗者”號(hào)緊隨其后向海底下潛,坐底后通過(guò)聲學(xué)通信定位和探測(cè)雷達(dá),在漆黑的海底找到“滄海”號(hào),并從“滄海”號(hào)的上方緩緩駛?cè)氘嬅嬷醒?,穩(wěn)坐鏡頭前。之后,“奮斗者”號(hào)和“滄海”號(hào)只需要將各自搭載的通信設(shè)備互相對(duì)準(zhǔn),就可以對(duì)話合作了。
“奮斗者”號(hào)有一顆強(qiáng)大的中國(guó)“心臟”,國(guó)產(chǎn)化率超96.5%
下潛深度,標(biāo)注著中國(guó)深潛事業(yè)的創(chuàng)新高度。“奮斗者”號(hào)能在萬(wàn)米洋底勇往直“潛”,得益于有一顆強(qiáng)大的中國(guó)“心臟”。
作為我國(guó)唯一一臺(tái)可以搭載人員下潛到海底一萬(wàn)米的科考裝備,“奮斗者”號(hào)代表了當(dāng)前深海工程技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)水平,更在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和重要材料領(lǐng)域擁有國(guó)產(chǎn)化核心,國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)96.5%。
中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所研究員、“奮斗者”號(hào)潛航員楊波和他的團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了從“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)到“奮斗者”號(hào)的一次次任務(wù)。“載人深潛突破新的深度紀(jì)錄,我們都明白很難,但是必須要完成。實(shí)際上,從9000米到11000米,對(duì)我們來(lái)說(shuō)都是未知的空白。”楊波說(shuō),通過(guò)科研團(tuán)隊(duì)的充分準(zhǔn)備和攻關(guān),團(tuán)隊(duì)得以戰(zhàn)勝一系列“不確定”。
“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器是“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)的核心研制任務(wù),2016年立項(xiàng),由七〇二所牽頭,中科院深??茖W(xué)與工程研究所等20家科研院所、13家高校、60余家企業(yè),近千名科研人員開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
據(jù)葉聰介紹,走向深海第一個(gè)難題就是海水帶來(lái)的高壓。“奮斗者”號(hào)下潛的馬里亞納海溝最深處,水壓超過(guò)110兆帕,相當(dāng)于2000頭非洲象踩在一個(gè)人的背上。如此高壓,意味著潛水器的材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等都面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),“奮斗者”號(hào)該如何抗壓?
首先要有一身堅(jiān)固的“鎧甲”。經(jīng)過(guò)多年上千次的優(yōu)化測(cè)試,中國(guó)自主研發(fā)的全新高強(qiáng)高韌鈦合金足以應(yīng)對(duì)深海的高壓和沖擊。
搞定材料只是萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步,想要成功下潛萬(wàn)米,還需要極其精密的制造、冷彎、焊接技術(shù),保證球艙的可靠性。研發(fā)團(tuán)隊(duì)改進(jìn)焊接方式,從焊縫多、工期長(zhǎng)的傳統(tǒng)“瓜瓣焊接”改為焊縫少、可靠性高的“半球焊接”。“奮斗者”號(hào)鈦合金載人球艙直徑達(dá)2米,是世界最大,標(biāo)志著我國(guó)鈦合金材料技術(shù)和焊接加工技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
除了解決水壓?jiǎn)栴},“奮斗者”號(hào)還需要解決操控、供氧、電池、照明、影像、自動(dòng)巡航、水聲通信等一系列問(wèn)題,還要搭載相關(guān)人員、一系列科學(xué)設(shè)施等在水中完成科考作業(yè),這進(jìn)一步加大了制造難度。
在“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)載人潛水器研制與應(yīng)用的基礎(chǔ)上,歷經(jīng)多年艱苦攻關(guān),“奮斗者”號(hào)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安全性評(píng)估、鈦合金材料制備及焊接、浮力材料研制與加工、聲學(xué)通信定位等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,順利完成了潛水器的設(shè)計(jì)、總裝建造、陸上聯(lián)調(diào)、水池試驗(yàn)和海試驗(yàn)收,具備了全海深進(jìn)入、探測(cè)和作業(yè)能力,已轉(zhuǎn)入試驗(yàn)性應(yīng)用階段。
由300米到10909米,逐漸增加的不只是下潛深度
“深海是人類在地球上了解最少的區(qū)域,深海地下更是一片未知世界。”海洋地質(zhì)學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士汪品先這樣評(píng)價(jià)。
未知多,風(fēng)險(xiǎn)大,潛向萬(wàn)米海底的路道阻且險(xiǎn)。中國(guó)深海探索技術(shù)事業(yè)起步較晚,始于上世紀(jì)70年代。1971年,“深潛救生艇研制工作組”即“7103研制工作組”成立。5年后,深潛救生艇設(shè)計(jì)工作完成。1986年,中國(guó)第一艘深潛救生艇完成試驗(yàn),下潛深度300米,掀開了我國(guó)載人深潛新篇章。
從無(wú)到有,由淺入深??茖W(xué)家們不斷攻克高壓、密封、腐蝕、絕緣等技術(shù)難題,拉近我國(guó)深海探索技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的距離,自主研發(fā)載人潛水器的腳步越邁越大。2002年,7000米載人潛水器重大專項(xiàng)立項(xiàng),而在立項(xiàng)之初,我國(guó)研制過(guò)的載人潛水器最深下潛深度只有600米。
十年磨一劍。2012年,我國(guó)第一臺(tái)自主設(shè)計(jì)和集成研制的7000米級(jí)載人潛水器“蛟龍”號(hào)問(wèn)世,刷新當(dāng)時(shí)同類作業(yè)型載人潛水器下潛深度7062米的世界紀(jì)錄。2017年,我國(guó)4500米級(jí)“深海勇士”號(hào)載人潛水器研制成功,實(shí)現(xiàn)“核心技術(shù)自主化,關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化”。全海深載人潛水器“奮斗者”號(hào),正是在“蛟龍”號(hào)和“深海勇士”號(hào)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的最新成果。
從300米到10909米,這不僅是對(duì)自然邊界的探索,更是對(duì)合金材料、水聲通信、精密加工等底層技術(shù)的探索;逐漸增加的也不只是下潛深度,還有我國(guó)為地球板塊運(yùn)動(dòng)等科學(xué)難題做出的研究貢獻(xiàn),以及在科技領(lǐng)域自主研發(fā)的能力與信心。
研制大深度載人潛水器帶動(dòng)我國(guó)深海能源、材料、結(jié)構(gòu)、通訊導(dǎo)航定位等高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展
“奮斗者”號(hào)海底作業(yè)期間,潛航員通過(guò)潛水器搭載的聲學(xué)通信系統(tǒng),表達(dá)了巡航海底的感受:“萬(wàn)米的海底,妙不可言。”
為什么要潛到這么深?這不僅是好奇心使然。海洋面積占地球面積71%,海水占地球水資源總量97%,深海區(qū)域是探索包括生命起源和地球演化在內(nèi)重大科學(xué)問(wèn)題的必由之路,而進(jìn)入大洋深淵開展科考并獲得科研樣本是深入推進(jìn)相關(guān)研究、作出原始和基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)的重要條件。此外,深海蘊(yùn)藏著極其豐富的資源,礦物和能源儲(chǔ)量都超過(guò)陸地。正因如此,人類一直致力于挺進(jìn)深海,科學(xué)家們也從未停止對(duì)各種海洋工作潛水器的研究。
中國(guó)一直注重海洋尤其是深海研究,實(shí)現(xiàn)“全海深”進(jìn)入,開展“全海深”科考是中國(guó)科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)。也許有人會(huì)問(wèn),之前我國(guó)已經(jīng)研制出“海斗一號(hào)”等萬(wàn)米級(jí)無(wú)人潛水器,為什么還要研制萬(wàn)米級(jí)載人潛水器呢?
“從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),研制萬(wàn)米級(jí)載人潛水器會(huì)推進(jìn)突破一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。”中國(guó)科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所研究員包更生解釋說(shuō),從科學(xué)角度來(lái)說(shuō),載人潛水器在進(jìn)行水下科考時(shí)機(jī)動(dòng)性、巡航能力更強(qiáng),可搭載更多科考裝備,因此既要有無(wú)人潛水器,也要有載人潛水器。
研制以“奮斗者”號(hào)為代表的大深度載人潛水器意義重大。據(jù)七〇二所專家介紹,這可以帶動(dòng)我國(guó)深海能源、材料、結(jié)構(gòu)、通訊導(dǎo)航定位等高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展,不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域,同時(shí)也顯示了我國(guó)在深海科技領(lǐng)域的科技實(shí)力和蘊(yùn)藏的潛力。
未來(lái),我國(guó)潛水器將繼續(xù)向全海深譜系化、功能化方向發(fā)展,根據(jù)不同的任務(wù)和目的,選用不同下潛深度的潛水器,為海底資源、地質(zhì)和深海生物調(diào)查,以及科學(xué)研究、水下工程、打撈救援和深??脊诺忍峁┲С?。
驚濤駭浪間,大海充滿對(duì)生命極限的考驗(yàn),但并未阻擋人類勇往直前的腳步。更多像“奮斗者”號(hào)一樣的大國(guó)重器,將引領(lǐng)人們走向更深更遠(yuǎn)。(中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 柴雅欣)
相關(guān)新聞
- 2020-11-10向世界展示中國(guó)反腐決心
- 2020-11-02深度關(guān)注 | 中國(guó)特色的現(xiàn)代化
- 2020-10-30五中全會(huì)釋放未來(lái)中國(guó)發(fā)展重要信號(hào)
- 2020-09-02新優(yōu)勢(shì):開放怎樣高水平
精彩推薦
- 【走向我們的小康生活】長(zhǎng)圖|卓尼:美麗藏鄉(xiāng)日日新
- 異地辦 便捷辦 網(wǎng)上辦 甘肅省公安交管12項(xiàng)優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境新措施實(shí)施
- 學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平法治思想 堅(jiān)定不移走中國(guó)特色社會(huì)主義法治道路 ——習(xí)近平總書記在中央全面依法治國(guó)工作會(huì)議上重要講話在甘肅省引發(fā)熱烈反響
- 省委理論學(xué)習(xí)中心組舉行學(xué)習(xí)會(huì) 專題學(xué)習(xí)黨的十九屆五中全會(huì)精神 林鐸主持并講話 唐仁健歐陽(yáng)堅(jiān)孫偉出席
- 12項(xiàng)交管新措施今日起正式實(shí)行
- 智能機(jī)器人小豹亮相當(dāng)?shù)罔F擁有人工智能,智慧出行離我們還遠(yuǎn)嗎?
- 12座精致款候車亭亮相蘭州主城區(qū)
- 2021年度城鄉(xiāng)居民醫(yī)保繳費(fèi)時(shí)間只剩40天