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“蛟龍”探海:深海大洋的世界超乎你想象

發(fā)布日期:2018-05-18 17:02:34

5月的青島鰲山灣畔,滿目蒼翠,碧波蕩漾。

這里10年前只是一個(gè)普通的近海漁場(chǎng),如今已建成我國(guó)首個(gè)國(guó)家深?;?。

國(guó)家深?;夭粌H在國(guó)內(nèi)史無(wú)前例,而且是繼俄羅斯、美國(guó)、法國(guó)和日本之后,世界上第5個(gè)深海技術(shù)支撐基地,對(duì)于維護(hù)國(guó)家的海洋安全和海洋權(quán)益具有長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義?!膀札垺碧?hào)深海載人潛水器,即安家于此。

高超技能鑄就探海重器,可進(jìn)入全球99.8%的海洋區(qū)域

紅色頂蓋、白色艙體,厚厚的外殼、堅(jiān)固的支架,魚(yú)一樣的線條……走進(jìn)國(guó)家深?;?,“蛟龍”的颯爽身姿即映入眼簾。

國(guó)家深?;乩锏摹膀札垺碧?hào)1:1高仿真模型(視覺(jué)中國(guó))

“蛟龍”號(hào)潛水器長(zhǎng)、寬、高分別是8.2米、3.0米與3.4米,重約22噸?!岸喾矫婕夹g(shù)突破和創(chuàng)新鑄就了我國(guó)的‘蛟龍’。”國(guó)家深?;毓芾碇行母笨偣こ處煻≈臆娤蛭覀兘榻B。

潛得深 大深度作業(yè)

要潛入深海,首先面臨的問(wèn)題就是巨大的海水壓力。深度每增加10米,壓力就增加一個(gè)大氣壓?!膀札垺碧?hào)要下潛到7000米,海水產(chǎn)生的壓力為700個(gè)大氣壓?!斑@是一個(gè)什么概念,也就是說(shuō)‘蛟龍’需要承受的壓力,相當(dāng)于14座埃菲爾鐵塔的重量。”“蛟龍”號(hào)創(chuàng)建了7000米級(jí)載人潛水器安全性設(shè)計(jì)技術(shù)體系,在國(guó)際上首次成功解決了超高水壓下大直徑大開(kāi)口鈦合金載人艙和系統(tǒng)設(shè)備的安全可靠性挑戰(zhàn),確保具備大深度作業(yè)能力。

很多人可能都知道,著名導(dǎo)演卡梅隆曾使用“深海挑戰(zhàn)者”號(hào)深潛器,下潛深度達(dá)10898米。那么這個(gè)記錄和“蛟龍”號(hào)創(chuàng)造的7062米深潛記錄有沒(méi)有可比性呢?

國(guó)家深?;毓芾碇行母笨偣こ處煻≈臆娊榻B“蛟龍”號(hào)主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)(李成 攝)

采訪中,專家解答說(shuō),“深海挑戰(zhàn)者”僅僅是探險(xiǎn)型深潛器,僅供一人乘坐,并不具備深海作業(yè)能力。而“蛟龍”號(hào)則是作業(yè)型深潛器,可搭載3人,具備深??瓶寄芰Α?br/>

定位準(zhǔn) 精準(zhǔn)懸停作業(yè)

“蛟龍”號(hào)擁有高精度定點(diǎn)懸停作業(yè)能力。一旦在海底發(fā)現(xiàn)目標(biāo),“蛟龍”號(hào)不用像大部分國(guó)外深潛器那樣坐底(指潛航器完全降落至海床上),駕駛員只要行駛到相應(yīng)位置,與目標(biāo)保持固定的距離,然后停下,再用機(jī)械手進(jìn)行操作;而且“蛟龍”號(hào)可以穩(wěn)穩(wěn)“定住”,避免海底洋流等導(dǎo)致自身?yè)u擺不定和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)潛水器晃動(dòng)等情況的干擾。

“蛟龍”號(hào)機(jī)械臂在海底獲取巖石樣品(新華社)

傳輸穩(wěn) 高超的水聲通信技術(shù)

潛水器一般都配備有母船,為潛水器作業(yè)提供支持和維護(hù)。載人潛水器能否與水面上的母船及時(shí)取得聯(lián)系,關(guān)系到潛水器和下潛人員安全,水聲通信能力是成功下潛的關(guān)鍵因素,“蛟龍”號(hào)擁有先進(jìn)的水聲通信能力。

“‘蛟龍’號(hào)研制了國(guó)際首例可傳輸圖像、數(shù)據(jù)、文字和語(yǔ)音等信息的潛水器水聲通信系統(tǒng),在115分貝惡劣背景噪聲條件下實(shí)現(xiàn)了最遠(yuǎn)8.6千米、最大數(shù)據(jù)率10千比特/秒的穩(wěn)定通信,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平?!倍≈臆娬f(shuō)。

此外,“蛟龍”號(hào)還配備并搭載了時(shí)間序列熱液保真取樣器、多級(jí)原位海水微生物采集系統(tǒng)、多參數(shù)測(cè)量傳感器、巖芯取樣器等系列化作業(yè)工具,支撐了其對(duì)巨型生物、微生物、巖石、水體、沉積物、熱液流體等高保真樣品的采集,實(shí)現(xiàn)了溫度、鹽度、濁度、溶解氧等參數(shù)的原位測(cè)量。

……

2009年-2012年,“蛟龍”號(hào)開(kāi)展了為期4年的海試,成功通過(guò)了各項(xiàng)性能指標(biāo)的驗(yàn)收。

“蛟龍”號(hào)和其母船“向陽(yáng)紅09號(hào)”科考船

“7000米級(jí)海試成功,意味著中國(guó)已經(jīng)能夠深潛到世界上99.8%的海洋區(qū)域了,這是我國(guó)在深海技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)步,我國(guó)一躍進(jìn)入世界載人深潛第一梯隊(duì),成為繼美、法、俄、日之后第5個(gè)掌握6000米以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家?!眹?guó)家深?;毓芾碇行闹魅斡诤檐娬f(shuō)。

 5年試驗(yàn)性運(yùn)用橫跨7大海區(qū),實(shí)現(xiàn)了100余次100%安全下潛

“‘蛟龍’號(hào)從誕生到使用,可劃分成海上試驗(yàn)、試驗(yàn)性應(yīng)用和業(yè)務(wù)化運(yùn)行3個(gè)階段?!眹?guó)家深海基地管理中心副主任鄔長(zhǎng)斌向我們介紹。

如果說(shuō)海試階段是為了檢驗(yàn)它能否下潛到設(shè)計(jì)深度,驗(yàn)證其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2013年-2017年,5年試驗(yàn)性應(yīng)用階段主要是為了培養(yǎng)專業(yè)化的業(yè)務(wù)支撐隊(duì)伍,建立全國(guó)開(kāi)放共享機(jī)制,提高它的作業(yè)效率和能力。

自2013年試驗(yàn)性應(yīng)用以來(lái),“蛟龍”號(hào)先后在中國(guó)南海、東太平洋海盆區(qū)、西太平洋海溝區(qū)、西太平洋海山區(qū)、西南印度洋脊、西北印度洋脊等七大海區(qū)開(kāi)展了下潛作業(yè),取得了一系列勘探成果。

國(guó)家深?;毓芾碇行闹魅斡诤檐姡ㄓ遥┙榻B“蛟龍”號(hào)試驗(yàn)性應(yīng)用情況(李成 攝)

——2013年,中國(guó)大洋31航次,“蛟龍”號(hào)在南海冷泉區(qū)和海山區(qū)、東太平洋海盆和西太平洋海山區(qū)完成22次下潛作業(yè)。

——2014-2015年,中國(guó)大洋35航次,“蛟龍”號(hào)在西太平洋海山區(qū)、西南印度洋脊完成26次下潛作業(yè)。其中,第100次下潛是2015年2月3日在西南印度洋完成。

——2016年,中國(guó)大洋37航次,“蛟龍”號(hào)在西太平洋海山區(qū)、西太平洋海溝區(qū)完成21次下潛作業(yè)。

——2017年,中國(guó)大洋38航次第一、第二、第三航段,“蛟龍”號(hào)分別在西北印度洋脊、南海和西太平洋進(jìn)行11次、9次和10次下潛。

2017年6月23日,“蛟龍”號(hào)順利抵達(dá)青島國(guó)家深?;卮a頭。至此,中國(guó)大洋第38航次圓滿完成,標(biāo)志著“蛟龍”號(hào)五年試驗(yàn)性應(yīng)用階段圓滿結(jié)束,即將步入業(yè)務(wù)化運(yùn)行階段。

于洪軍向我們介紹,從開(kāi)展海試到試驗(yàn)性應(yīng)用結(jié)束,“蛟龍”號(hào)共成功下潛158次(其中,試驗(yàn)性應(yīng)用階段95次),總計(jì)歷時(shí)557天,總航程超過(guò)8.6萬(wàn)海里,實(shí)現(xiàn)100%安全下潛,取得了豐碩的深??瓶汲晒K诙鄠€(gè)海域的海山區(qū)、冷泉區(qū)、熱液區(qū)、洋中脊探索多個(gè)海底“礦區(qū)”,取回了大量深海生物樣品、富鈷結(jié)殼樣品、多金屬結(jié)核樣品等,對(duì)海山、熱液、海溝等典型海底地形區(qū)域有了初步探查。

“蛟龍”號(hào)探測(cè)到的海底多金屬礦藏和深海生物(視覺(jué)中國(guó))

2018年1月8日,“‘蛟龍’號(hào)載人潛水器研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目在2017年國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上,被授予國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

“從今年開(kāi)始,‘蛟龍’號(hào)將進(jìn)行技術(shù)升級(jí),之后將同它的新母船一同步入業(yè)務(wù)化運(yùn)行,和我國(guó)深海其他高新技術(shù)裝備協(xié)同作業(yè),執(zhí)行2020年6月至2021年6月的環(huán)球載人深潛科考任務(wù)?!眹?guó)家深?;毓芾碇行募夹g(shù)部副主任楊磊說(shuō)。

更重大的使命有待蛟龍去實(shí)現(xiàn),更廣闊的海洋有待蛟龍去探索。相信不久的將來(lái),蛟龍會(huì)帶給我們更多驚喜。

 從“蛟龍”到“龍”家族,中國(guó)深海裝備迎來(lái)譜系化大發(fā)展時(shí)代

國(guó)家深?;夭粌H是“蛟龍”的家,也是“潛龍”“海龍”等眾多深潛器的家。地球表面70%以上被海水覆蓋,深海大洋遼闊而富饒,蘊(yùn)藏著無(wú)窮的寶藏和科學(xué)奧秘,亟待人類去探索,這離不開(kāi)眾多深海裝備。

“蛟龍”號(hào)的研制與應(yīng)用,極大提振了我國(guó)自主研發(fā)深海重大裝備的信心和決心,帶動(dòng)建成了“海龍?zhí)枴睙o(wú)人纜控潛水器、“潛龍?zhí)枴睙o(wú)人遙控潛水器等裝備體系。中國(guó)重大深海技術(shù)裝備走向譜系化,可謂“龍丁興旺”。

專家跟我們說(shuō),深潛器通常分為載人潛水器(HOV)、無(wú)人有纜潛水器(ROV)和無(wú)人無(wú)纜潛水器(AUV),“蛟龍”號(hào)、“海龍三號(hào)”和“潛龍三號(hào)”分別是3類潛水器的代表。

“海龍三號(hào)”無(wú)人纜控潛水器

“海龍”是無(wú)人纜控潛水器,通過(guò)一根線纜與母船相連接,由操作手在支持母船遙控,根據(jù)潛水器線纜傳來(lái)的海底影像遠(yuǎn)程控制潛水器運(yùn)動(dòng)與機(jī)械手操作,其突出優(yōu)勢(shì)是水下工作時(shí)間長(zhǎng),主要用于深海熱液硫化物、生物與環(huán)境等深??碧脚c科學(xué)調(diào)查。該系列最先進(jìn)的“海龍三號(hào)”,最大作業(yè)水深6000米。

“潛龍三號(hào)”無(wú)人遙控潛水器

“潛龍三號(hào)”是無(wú)人無(wú)纜潛水器,是一款“高智商”深潛器。只要出發(fā)前將事先規(guī)劃好的作業(yè)深度、路徑及內(nèi)容等命令,輸入其大腦——控制計(jì)算機(jī),“潛龍三號(hào)”就能發(fā)揮其聰明才智,實(shí)現(xiàn)智能避障,開(kāi)展勘查工作。

因習(xí)近平總書(shū)記考察而名聲大噪的“深海勇士”號(hào)4500米級(jí)載人潛水器,則是中國(guó)繼“蛟龍”號(hào)之后的第二臺(tái)深海載人潛水器?!吧詈S率俊碧?hào)擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%,實(shí)現(xiàn)我國(guó)深海裝備由集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。

鄔長(zhǎng)斌說(shuō),在原有“三龍?zhí)胶!被A(chǔ)上,下一步我國(guó)將繼續(xù)構(gòu)建“七龍?zhí)胶!绷Ⅲw深海探測(cè)網(wǎng)絡(luò),即增加深海鉆探的“深龍”號(hào)、深海開(kāi)發(fā)的“鯤龍”號(hào)、海洋數(shù)據(jù)云計(jì)算的“云龍”號(hào)以及作為立體深??瓶贾纹脚_(tái)的“龍宮”,持續(xù)、充分勘探海洋特別是深海。

未來(lái),更多的中國(guó)“龍”將潛入大海。據(jù)介紹,中國(guó)萬(wàn)米級(jí)作業(yè)型載人潛水器的研制正在有條不紊進(jìn)行,預(yù)計(jì)2020年完成研制,屆時(shí)會(huì)創(chuàng)造新的“中國(guó)深度”。我國(guó)深海探測(cè)研究活動(dòng)正從“跟跑”向“領(lǐng)跑”跨越式發(fā)展,“下五洋捉鱉”的夢(mèng)想正一步步成真。

凝心聚力、奮斗不止,朝著深海研究的更高目標(biāo)進(jìn)發(fā)

十年熱血,一朝夢(mèng)成。

“蛟龍”號(hào)的設(shè)計(jì)以中船重工702所、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所、中科院聲學(xué)所作為核心單位,聯(lián)合國(guó)內(nèi)百余家科研、生產(chǎn)部門(mén)和高校,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)10年研制和試驗(yàn),才取得項(xiàng)目的成功。

“蛟龍”號(hào)總設(shè)計(jì)師徐芑南

“蛟龍”號(hào)總設(shè)計(jì)師徐芑南,今年已是82歲高齡。2001年底,得知7000米深海潛水器將要立項(xiàng)時(shí),已經(jīng)退休近6年的徐芑南身患心臟病、高血壓、偏頭痛,一只眼睛已僅存光感,但他克服困難,毅然投身項(xiàng)目。在他的帶領(lǐng)下,“蛟龍”號(hào)團(tuán)隊(duì)十年磨一劍,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)大深度載人潛器“從無(wú)到有”,從淺藍(lán)邁向深藍(lán),書(shū)寫(xiě)了中國(guó)載人深潛的輝煌篇章。

在“深海勇士”號(hào)總設(shè)計(jì)師胡震看來(lái),“奮斗是科研人員的本分”。胡震原先是“蛟龍”號(hào)副總設(shè)計(jì)師,“蛟龍”號(hào)完成研制后,又投身于“深海勇士”號(hào),開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。

比如,最關(guān)鍵的載人球殼,是個(gè)內(nèi)徑2.1米的鈦合金球,分兩個(gè)半球沖壓,幅寬大于3米、厚達(dá)90毫米,試樣竟多達(dá)幾千次!從立項(xiàng)到成品,花了整整6年?!皩幙陕c(diǎn),也要把牢技術(shù)”,胡震自豪地說(shuō),“現(xiàn)在我們這項(xiàng)技術(shù)絕對(duì)國(guó)際領(lǐng)先?!?br/>

潛航員隊(duì)伍也是深海探測(cè)事業(yè)的重要一環(huán),堪稱“第一執(zhí)行者”。在國(guó)家深?;匚覀円?jiàn)到了兩個(gè)“80后”傅文韜、唐嘉陵,他們是我國(guó)首批自主選拔、培養(yǎng)的載人潛水器潛航員,兩人直接參加深潛均超過(guò)70次。

國(guó)家深?;毓芾碇行氖着鷿摵絾T唐嘉陵(左)、傅文韜(右)(視覺(jué)中國(guó))

“深海的世界超乎你想象,充滿了未知。潛航員必須非常謹(jǐn)慎和細(xì)致,保持精神高度集中,處理突發(fā)狀況,及時(shí)規(guī)避可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)?!碧萍瘟曛v述了他當(dāng)年的“驚魂一刻”:有一次在深海熱液區(qū)作業(yè)時(shí),潛水器停在了一個(gè)“假死”的熱液噴口旁,不曾想到這里還會(huì)噴出熱液,將潛水器的浮力塊都燒黑了。如果不是及時(shí)發(fā)現(xiàn),后果不堪設(shè)想。

吃一塹,長(zhǎng)一智。潛航員們?cè)谠趯?shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn),修訂完善《潛水器水下作業(yè)規(guī)程》《潛水器海上試驗(yàn)安全保障》等規(guī)章制度,確保了深海作業(yè)安全。

國(guó)家深?;毓芾碇行臐摵絾T傅文韜介紹“蛟龍”號(hào)操作情況(李成 攝)

除了過(guò)硬的身體素質(zhì)、臨危不亂的心理素質(zhì)、嫻熟的操作技術(shù)外,潛航員身上更彰顯著堅(jiān)定的政治擔(dān)當(dāng)、濃濃的家國(guó)情懷?!皣?guó)家需要是第一需要,我們每一次下潛都必須對(duì)國(guó)家負(fù)責(zé),對(duì)蛟龍?zhí)枬撍髫?fù)責(zé),對(duì)一同下潛的科研人員安全負(fù)責(zé)。每次下潛前,即使有再大的危險(xiǎn)和挑戰(zhàn),我們肩上的使命和責(zé)任也會(huì)提醒自己,決不能退縮、不能止步不前。”傅文韜說(shuō)。

目前,我們國(guó)家深潛隊(duì)伍不斷成長(zhǎng),初步建立了一支職業(yè)化的潛航員和技術(shù)保障人員,為“蛟龍?zhí)胶!钡葒?guó)家重大海洋工程的實(shí)施提供有力人才保障。

深海奧秘?zé)o窮,探索未有止境。從黨的十八大報(bào)告提出“建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”,黨的十九大報(bào)告提出“加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”?!凹涌臁眱勺譃榻ㄔO(shè)海洋強(qiáng)國(guó)再一次吹響了號(hào)角,我們必須大力提高海洋科技的自主創(chuàng)新能力,開(kāi)拓海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)新局面。

“深海是玩高科技的地方,正如習(xí)近平總書(shū)記所說(shuō)‘核心技術(shù)是國(guó)之重器’‘化緣是化不來(lái)的,要靠自己拼搏’。”于洪軍說(shuō),響應(yīng)總書(shū)記的號(hào)召,必須一步一個(gè)腳印,扎扎實(shí)實(shí)奮斗,攻堅(jiān)核心技術(shù),發(fā)揮好國(guó)家深?;氐闹匾饔?,把蛟龍等大國(guó)重器管理好、維護(hù)好、使用好,為發(fā)展我們國(guó)家深海科技事業(yè)作更大貢獻(xiàn)。


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