2012年6月1日,“蛟龙号”载人深潜器准备入水。本报记者张旭东/摄
《国际先驱导报》记者 张旭东 发自青岛
“最过瘾的是今年6月在世界闻名的马里亚纳海沟,我们下潜到深海7000米处时,看到了千奇百怪的海底生物。”2012年12月13日,中国“蛟龙号”载人深潜器最年轻的潜航员唐嘉陵在广州举行的2012中国海洋经济博览会上侃侃而谈。
今年6月份,中国“蛟龙”出征,三度穿越马里亚纳海沟7000米的深海,创下了7062米世界同类潜水器下潜的最大深度。“蛟龙号”载人潜水器使我国成为继美、法、俄、日之后第五个掌握载人深潜技术的国家。
从立项到设计、建造和海上试验,这一年令国人十分骄傲的“蛟龙号”已走过10载,即将转入实验性应用。“蛟龙号”的背后,呈现的是中国海洋科研技术能力的突破,但对于广阔深邃的大洋而言,一艘“蛟龙号”还远远不够,跟发达国家相比,中国还需要更多的深海科研利器。
世界同类潜水器中的“大块头”
4000米以上深海洋盆中的锰结核、富钴结壳等大洋矿产,以及热液硫化物和可燃冰等都是未来战略性资源。作为海洋大国,我国在2002年将“蛟龙号”载人潜水器研制与海试列入国家高技术研究发展计划(863计划)的重大专项。2008年,长8.2米、宽3.0米、高3.4米的红白色、形似鲨鱼的“蛟龙”终于诞生。
从“蛟龙号”顶部的直梯就可以进到潜水器的载人球舱,这里是潜水器的核心。“蛟龙号”载人球舱内部直径为2.1米,在世界同类潜水器中算得上是“大块头”。载人球舱里并没有为潜航员设置坐椅,球舱地板上铺着地毯,地板中央位置有一块凹槽,潜水器主驾驶就坐在地板上,脚可以刚好放在凹槽里。主驾驶前面是各种显示器组成的操作面板,左右两侧的舱壁下放有坐垫,是两名乘员的座位。
国家深海基地管理中心副主任刘保华解读“7000米下潜”时介绍,载人深潜主要攻克三个难关:首先,潜器承受巨大压力。深度每增加10米就增加一个大气压。3000米海试时在潜器外放了一个普通的一次性纸杯,记者看到上岸后这个纸杯变成只有原来五分之一大小了。3000米级海试每平方米要承受3000吨压力,对潜器的密封性和抗压性的考验可想而知。
其次,考验低温环境下设备运行状况。5000米深度海水的水温在2摄氏度左右,而7000米深度时会下降到1.5到1摄氏度左右。液压系统直接关系潜器在水下操作时的稳定性,在这样的低温环境下,潜器的液压系统运行状况经受着极大考验。
第三,潜航员心理与体力考验。潜器在入水后便完全独立,自主运行。在漆黑的海底、狭小拥挤的空间、阴冷潮湿的环境下,不可预测因素可能带来的危险较多,长时间身处其中会使人倍感压抑、烦躁。在7000米级的试验中,潜航员要在水下连续工作10个小时以上,任何一个报警信号都可能给他们的心理蒙上阴影。
深海探秘中国需要更多“蛟龙”
尽管难关不少,但“蛟龙号”依然成功下潜至7062米。青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜表示,这意味着世界上99.8%的海底“蛟龙号”都能到。
“蛟龙号”载人潜水器7000米级海试现场总指挥刘峰表示,“蛟龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟创造的7062米的深度是世界同类潜水器下潜的最大深度,标志着我国载人深潜技术进入了国际领先行列。预计2013年4月底或5月初,“蛟龙号”载人潜水器将在南海开展试验性应用,执行“南海深部科学计划”,主要是为科学家研究南海的形成、发展和今后的趋势提供技术支撑。
李乃胜介绍,转入应用阶段后,“蛟龙号”可以从事很多科研工作,比如,海底实际观察;科学家可以乘坐它去深海观察,包括照相、摄像。海底取样;有了“蛟龙号”,包括生物、地质或者是一些特定的样品,甚至是有毒或炽热的液体,都能够保全、保真地取回来。还有将来一系列的海底作业都可以通过“蛟龙号”实现,例如测量热液区的温度,机械手拿一个温度计插进去,通过视频现场就可以看到温度读数。另外,还可以布防海底地震仪、海底电磁仪等海底设备。
“此外,‘蛟龙号’还可以用于海底救捞和海底抢险。像飞机的‘黑匣子’等掉在深海海底,载人潜水器就可以将其捞上来。”李乃胜补充说。
跟世界先进深海技术差距仍大
2012年,尽管“蛟龙号”已圆满完成设计最大深度的海试,但专家认为,其应用仍面临配套能力薄弱的难题。一方面,“蛟龙号”试验母船严重老化;另一方面,深潜专业人才缺乏也是“蛟龙号”业务化运营的障碍之一。
全球下潜到7000米级深度的11个人当中,中国独占8员,但经过正规培训的职业潜航员只有2人,其他均为研制人员;经过严格培训和锻炼的甲板操作人员、维护保养潜器专职人员同样不足。
专家认为,“蛟龙号”虽然让我国在深海高技术装备上迈出了坚实的一步,但与国外深海大洋技术相比还有很大差距。例如,美国的“阿尔文”号深潜器在20世纪60年代就可下潜至4500米,俄罗斯和日本的深潜器也在上世纪就可下潜至水下6000米左右。
大洋科考方面我国起步较晚,“大洋一号”1995年才第一次执行远洋调查和大陆架勘查调查任务,而且“大洋一号”船同样老化,船龄近30年。
“大洋一号”首席科学家周怀阳曾表示,如果世界最先进的深海和大洋的科学技术是100分,中国在技术方面只有30分至40分,而在科学方面只有20分至30分。刘保华也表示,如果中国陆地上的技术,例如汽车制造技术,与世界平均水准的差距是“1”,深海技术距离世界平均水准的差距就是2至3。
面对陆地上日益紧缺的资源问题,向深海要资源已成为各个国家拓展深海大洋技术装备的驱动力。为此,中国的深海大洋高技术装备发展任重而道远。中国应继续瞄准深海大洋的前沿技术和装备,借鉴“嫦娥”、“神州”等发展深空技术的经验,以大项目带动海洋整体科学技术水平的提升。同时,对于“蛟龙号”等已有的高技术装备,要提高配套能力建设,使其尽快发挥作用。
新闻链接:中国部分海洋科考船
“雪龙船”
——隶属于国家海洋局中国极地研究所,系我国目前进行极区科学考察的唯一的一艘破冰船,总长167米,型宽22.6米,型深13.5米,满载吃水9米,最大航速18节,续航力2万海里。
“大洋一号”
——归属国家海洋局北海分局管理,是一艘5600吨级远洋科学考察船,也是中国第一艘现代化的综合性远洋科考船。
“科学三号”
——隶属于中国科学院海洋研究所,船长73.3米,最大吃水3.4米,满载排水量1224吨,最大航速16节,主要承担中国近海综合性科学考察任务。
“北斗号”
——隶属于中国水产科学研究院黄海水产研究所,适用于多种渔业与海洋科学调查。
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