“蛟龙”号于2010年7月在中国南海执行一次成功下潜任务后,凯旋的潜航员展开国旗挥手庆祝。中国大洋协会供图
潜航操作复杂,失误也在所难免。首席潜航员叶聪说,比如机械手操作会存在问题,“插国旗用了好长时间,方向不太好控制。”
《国际先驱导报》特约撰稿费田发自北京 在母船“向阳红9号”的后甲板上,中国首个深海载人潜水器“蛟龙号”静躺待命。三名潜航员依次进入潜水器,经过一段时间调试后,它以每分钟37米的速度缓缓下潜。
一小时后,“蛟龙号”突破了3682米的世界海洋平均深度,到达3759米深的海底,并抛掉载重物,以零浮力附着在海底。10分钟后,“蛟龙号”传回首张海底图片。
接下来,通过机械手,潜航员相继把一面五星红旗和寓意中国载人深潜成功的龙宫标志物,布放到了3759米的海底。在完成长达9小时03分的水下及海底作业之后,“蛟龙号”潜水器顺利浮出海面,这标志着中国首次载人深潜3000米级海上试验取得成功。
事后,这次操作“蛟龙号”的首席潜航员叶聪告诉《国际先驱导报》,整个科研团队一直渴望创造新的记录,而实际上试验中几乎每天都有新纪录的产生,“不止是深度,也包括试验过程中作业时间、性能等各种参数。”
为什么是3759而不是3800米
8月26日上午,科技部和国家海洋局联合宣布了这一消息。“在世界上同类型的载人潜水器中具有最大下潜深度7000米,这意味着该潜水器可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域使用。它代表着深海高技术领域的最前沿。”潜水器总设计师徐芑南如此表示。
香港《文汇报》形容说,目前世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯等国拥有深海载人潜水器,最大工作深度为6500米。深海潜水器体现了一个国家的综合技术力量,是海洋技术开发的最前沿与制高点。
如果说《海底两万里》小说中在海底航行的“鹦鹉螺号”激发了人们对于海底世界的无限的想象,那形状如同鲨鱼的“蛟龙号”正在完成毛泽东当年“可下五洋捉鳖”的夙愿。
今年5月31日至7月18日,“蛟龙号”载人潜水器在中国南海3000米级海上试验共完成17次下潜,其中,7次穿越2000米深度,4次突破3000米。
两年来,在“蛟龙号”潜水器先后进行的37次载人深潜试验中,有28次都是叶聪驾驶潜水器,验证不断改进的各种性能。据叶聪介绍,团队会先期对海区做调查,包括风向、海水深度、盐度、密度等等,“我们也不是去一个完全未知的区域。”
不同的深潜深度会选择不同的海域。在试验阶段,往往选择几个台阶:50米、300米、1000米、3000米,由浅至深。这次试验前选择就是3000多米的海区。“不是想潜多深就潜多深。我们选取是3757米深的区域,它就不可能到达3800米或者更深的位置。而当时海底正好有个坡度到达3759米,这就成了‘蛟龙’号最终停止的地方。”
“蛟龙号”的机械手把国旗插在南海海底。中国大洋协会供图
深海插国旗不是那么容易
深潜实验流程复杂,项目庞大。每当下潜的头一天,几名潜航员都要依照操作计划再三沟通,完全消化。
第二天的工作一般从早餐后8时左右开始,工作人员各就各位后,首先要在后甲板上对潜水器的各项性能进行初步测试。“每次测试都需要将一份长长的表格都打满勾,一旦到后面发现有勾没打,就需要及时补漏。”
紧接着,一辆吊车会将潜水器小心地放到海上,再次进行水面测试,完成一份长长的检测表格后,真正的潜水才开始。
大海表面波澜起伏,越往下沉则越发静谧。紧接着的下潜过程是一个匀速运动,每次试验依据不同要求,潜水器驾驶员和水面支持母船隔5分钟或者20分钟都可能进行一次通话。
“真正到了深海,就会添衣服,舱内温度会保持在15摄氏度左右。”潜航员叶聪介绍说,每次下潜的过程大约需要一个半小时,在海底工作约四五个小时。
就像乘电梯一样,望着深度显示表上跳动的数字,三名潜航员开始各做各的事情。实验的内容五花八门。据叶聪介绍,首先会对潜水器的性能进行测试,比如对航速、刹车、自动控制等进行考核;其次对于潜航员的身体和心理也会有监测;还有则是测试潜水器的作业功能,比如寻找标志物、提取样品等等。“实验科目在出海前就确定下来,如果这次没完成下次还得接着做。”
失误同样在所难免。叶聪回忆说,有的操作是连贯性的,中间时间的精准控制不是很容易,比如机械手操作会存在问题,“这次插国旗的时候就插了好长时间,方向不太好控制。”
待作业完成,潜水器上升时,船员才会用随船携带的数码产品放些自己喜欢的音乐来放松一下。
技术要求不逊“神六”飞船
自2002年,科技部将“蛟龙号”深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项后,“蛟龙号”载人深潜器就正式启动了。在国家海洋局组织下,中国大洋矿产资源研究开发协会具体负责项目的组织实施,并会同中船重工集团公司702所、中科院沈阳自动化所、声学所等国内约100家科研机构和企业联合攻关。
经过历时多年的努力,终于实现了耐压结构、生命保障、远程水声通讯、系统控制等关键技术的突破。每谈及此,75岁的第七○二研究所副总工程师徐芑南都无限感慨。作为此次深海潜水器的总设计师,看到“蛟龙号”试验成功,很是欣慰。他告诉《国际先驱导报》,“整个项目经历了设计、加工制造、总装集成、水下联调、海上实验等五个阶段,涉及面广,跨越的部门也多,包括造船、机械、声学、电子控制等各方面,集中了国内相关领域精英们的集体智慧。”
海军少将尹卓告诉《国际先驱导报》,航天到的是近似真空的太空,外部是负压,舱内实际是一个大气压,而深潜至海底3759米要承受376个大气压。如果深潜器出现芝麻粒大小的孔,挤射进来的海水就会跟切割刀一样。“气压这么大,对其密封性就要求很高。”
对潜航员的舱内安全保障系统技术要求很高。据徐芑南介绍,在设计深潜器的生命支持系统时,设计人员还和负责“神六”宇航员安全保障系统的专家进行过多次沟通。“在大洋深处,舱内必须保持氧气、二氧化碳达到一定浓度,同时也要保持舱内拥有正常的舱压、温度、湿度,还要保证不能有异味。为此,‘蛟龙号’潜水器中装配了生命支持系统和两套氧气供给系统,力求万无一失。”
目前,世界各国已经研发成功的深潜器中,最有名且贡献最大的是美国的“阿尔文号”,服役40多年来,5000多次潜入海底。而前不久,在备受世界关注的墨西哥湾漏油事件中,闯祸的英国石油公司曾动用无人深潜器下到海底参与堵漏施工。在很多科学家眼里,此举也是“科技成果秀”。
那么,与世界上其他的深海潜水器相比,“蛟龙号”有哪些出色的地方?
徐芑南向《国际先驱导报》举例说,一是它具有贴近海面稳定的自动航行功能,以及针对作业目标出色的悬停定位能力;二是具有高速水声通讯功能,可以从深海高速传输图像和语音,具有海底微地形地貌探测能力。另外是自行研发的水下蓄电池比国外的持续时间长。
“蛟龙号”应该去北极探测
此次深海实验刚成功,外媒便关注到在中国南海插国旗的举动,并渲染中国此举的政治意义。英国路透社直指“这项测试凸显中国竞争南海海底资源的野心。”
对此,海军少将尹卓认为,过去有俄罗斯曾在北极海底插过国旗,这其中当然有宣誓主权的涵义。但我们插旗的地点在自己的专属经济海域,这没有什么可质疑的。
下一步,“蛟龙号”将进行更具挑战性的深潜试验,冲刺5000米,甚至7000米的海底。据介绍,未来“蛟龙号”的使命包括运载科学家和工程技术人员进入深海,在海山、洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底有效执行各种科学考察,开展深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测和捕获等工作,并将执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测以及其他深海探寻及打捞等各种复杂作业。
尹卓少将也认为,我们的技术深海技术成熟度还有待更多的考验,未来还将会走向更深的海域,去北极海域探测,那是人类共同的财富。
“蛟龙号”于今年7月在南海执行深潜试验后出水。中国大洋协会供图
跟随“小胖”潜游深海
试验海区的海底弥漫的是颗粒极小的沉积物,只要潜水器有微小的位移,都会“烟雾弥漫”。因此当潜航员操纵“蛟龙号”完成插国旗、布放龙宫标志物等任务时,都要很轻,再轻
《国际先驱导报》特约撰稿王凯博发自北京 如果说,中国载人航天工程是“可上九天揽月”的壮举,那么中国载人深潜工程则实现了伟人“可下五洋捉鳖”的夙愿。
3759米的深潜记录,不仅证明了中国已成为继美国、法国、俄罗斯、日本之后第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家,还打开了中国载人深潜通向6000米水深的大门。
深海试验“小胖”常耍性子
“蛟龙号”潜水器是我国首个大深度载人潜水器,设计深度7000米,可以到达全球99.8%的海底。它长得像鲨鱼,胖胖的很可爱,在“向阳红09”母船上,大家都叫它“小胖”。从去年的下潜50米,到今年的3000米,37次试潜,每次“小胖”都冒着巨大风险。因为在海里,深度每下降10米,压力就会增加一个大气压,在海面上体检完全过关的“小胖”,到了深海经常会闹意见。
就在一次大家都认为可以创下新记录的下潜试验中,没想到“小胖”有点任性,刚潜到1000米就大发脾气,现场指挥部的大屏幕上频频报警示威,没办法,只能让“小胖”赶上海面休息,大家的心情也一下子低落到冰点。但是,海上试验就是要让“小胖”把所有的小性子都耍出来,这样大家就知道了它穿什么衣服会喜欢,吃什么东西更舒服,怎样培养它能身心健康。
实际上,中国载人深潜从无到有,就是这样反复历练了37次,才一一解决了下潜过程中暴露出的各种问题,验证了潜水器的各种性能,最终创下3759米的水深记录。
海底插国旗要很轻再轻
载人舱于笔者来说一直很向往,终于有机会进去了,才知道潜航员如此不容易。载人舱的空间非常有限,只有4.8立方米,也就是说三个下潜人员坐在里面几乎转不开身。不过,里面的生活必需品样样齐全,食品是巧克力、饼干、速热饭菜等等,如厕设备也有准备。但说实话,在如此小的空间里,还要带上各类作业工具,身穿连体潜航服,方便之事真的是不大方便。
还有让人感觉不爽的是温度,初进载人舱,温度高达摄氏40多度。潜航员告诉笔者,随着他们不断潜向深海,载人舱温度最低会降到摄氏十几度,如果作业时间很长,温度将会更低,感觉很冷。春夏秋冬四季温度在一次下潜中即可感受完全。
载人舱有三个圆圆的窗户,下潜人员就是通过它们来观察水下及海底世界,但他们所言有点让笔者失望,海面下是漆黑一片,幻想中五光十色的海底世界并不存在,试验海区的海底弥漫的是颗粒极小的沉积物,只要潜水器有微小的位移,都会“烟雾弥漫”。因此当潜航员操纵“蛟龙号”完成插国旗、布放龙宫标志物等任务时,都要很轻,再轻。
不过,在一些深海海底,却有奇异的极端生命现象,和蕴含着多种金属的矿物资源,这些正是科学探索的前沿。
深海的哥少不了音乐相伴
中国载人深潜的成功,有一个人我们格外关注,他就是中国首席潜航员叶聪。潜航员听起来感觉很神秘,都有什么绝活儿呢?“潜航员就是深海的哥。”这是叶聪对潜航员的描述。他认为潜航员就像是出租司机,在保证安全的情况下,把搭乘的科学家送到他们想去的地方。只是出租的哥往来于闹市,而他们专注于深海调查的热点。
30岁出头的叶聪有着长达5年的潜航驾龄,下潜的时候,漂移的时候,上浮的时候,每一个试验的过程,在笔者看来都有极大风险,会极度紧张,但是叶聪却很淡定。他说,感觉很舒服,就像回家坐在沙发上一样。他还透露,在长达几个小时的下潜过程中,他也和塞车的出租的哥一样,少不了音乐相伴。当他们突破了3700米,并成功坐底返回母船之后,手捧鲜花的他告诉笔者说,全身的每一个细胞都很兴奋,现在只是试验的阶段性胜利,将来的应用一定比今天的试验更为精彩。
船上举行的深潜庆贺仪式让笔者感觉格外亲切:每当创下一个新的深度记录,大伙儿会往下潜人员身上浇一桶海水表示庆祝。潜航员因此以湿身为荣,而叶聪没少湿身。现场的一位科学家说,3000米的成功实际上是打开了通往6000米的大门,期待更大深度的海上试验。