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海底1萬米,你好!——“奮斗者”號標注中國載人深潛新坐標
來源:新華社     日期:2020-11-30    字體:【大】【中】【小】

    10月10日,“奮斗者”號全海深載人潛水器與“探索一號”科考船在三亞市南山港啟程開展萬米級海試。新華社記者 趙穎全 攝

  新華社三亞11月28日電 題:海底1萬米,你好!——“奮斗者”號標注中國載人深潛新坐標

  新華社記者張泉、董瑞豐、趙穎全、陳凱姿

  海南三亞,南山港。

  28日8時30分許,一陣汽笛聲響,創造了10909米中國載人深潛新紀錄的“奮斗者”號,完成第二階段海試,勝利返航。


科考人員返航時合影(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)

  1個多月時間,累計完成13次下潛,其中8次突破萬米。10909米的紀錄,讓人類在大深度載人深潛領域有了新坐標。

  海底1萬米的世界,有多大魅力?中國的深潛勇士們,經歷了怎樣的艱險?載人深潛精神又將如何助力中國勇攀深海科技高峰?

  里程碑!中國躋身深潛世界“排行榜”前列

  你好,神秘的深海!

  大洋之底,馬里亞納海溝,迎來“奮斗者”號的無聲問候。我國從此具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力。

  認識海洋,才能更好地開發、保護海洋。

  馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”,水壓高、完全黑暗,是地球上環境最惡劣的區域之一,其最深處約11000米,相當于珠穆朗瑪峰疊加華山的海拔高度。


這是“奮斗者”號(資料照片)。新華社發(中國船舶集團供圖)


這是“奮斗者”號(資料照片)。新華社發(中國船舶集團供圖)

  11月10日清晨,載有3名潛航員的“奮斗者”號從“探索一號”母船機庫緩緩推出,被穩穩起吊布放入水,近4小時后,“奮斗者”號成功坐底,下潛深度達10909米,創造了中國載人深潛新紀錄,達到世界領先水平。

  從全球范圍看,大深度載人深潛是一道很難逾越的關口。

  中國起步晚,卻迎頭趕上。

  2012年,7000米級“蛟龍”號載人潛水器問世,創造當時同類作業型載人潛水器下潛深度7062米的世界紀錄;2017年,4500米級“深海勇士”號載人潛水器獲得突破,實現“關鍵技術自主化、關鍵設備國產化”。

  攻關不停步,海洋科技必須自主自強。

  作為科技部重點研發計劃的一個核心研制項目,“奮斗者”號實現了跨系統、跨單位、跨部門的大團隊合作。


這是“奮斗者”號(資料照片)。新華社發(中國船舶集團供圖)

  “十三五”以來,科技部會同中國科學院、中國船舶集團,組織近百家科研院所、高校、企業近千名科研人員,經過艱苦攻關,成功完成“奮斗者”號的研制工作。自2020年7月起,“奮斗者”號先后赴南海、西太平洋馬里亞納海溝海域分階段進行了海試驗證,累計完成30次下潛,其中8次突破萬米。

  中國船舶集團董事長雷凡培說,中國船舶集團作為全海深載人潛水器裝備研制項目牽頭單位,充分吸取“蛟龍”號、“深海勇士”號研制的成功經驗,在“奮斗者”號研制中,突破了一系列關鍵核心技術,已經具備全海深技術能力,為后續深海探測、深海開發打下了堅實基礎。

  萬米深海從此不再對中國人緊閉大門。從進入、認知深海,再到探查、開發深海,建設海洋強國的前景如畫卷徐徐展開。

  中國科學院黨組書記侯建國說,未來將進一步加強基礎研究和國際合作,結合“奮斗者”號等深海裝備集群的應用,發起由我國主導的國際深淵深潛科學研究計劃,打造支撐深海科技可持續發展的隊伍,推動深海科技再創高峰。

  不容易!關鍵技術“護航”萬米深潛

  海底1萬米的世界,只有跨過核心技術的門檻,才能得其門而入。

  “奮斗者”號的特殊本領,可以用五個關鍵詞來概括。


“探索二號”科考船布放深海視頻著陸器“滄海”號(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)

  ——設計。

  “奮斗者”號下潛到萬米深海,還要攜帶3名潛航員長時間穩定作業,設計難度可想而知。

  設計人員針對超高壓復雜環境,采用多系統融合集成設計,使“奮斗者”號潛浮速度、艙內空間使用率等指標大幅提升,同時通過載人艙實時監測和評估策略,實現潛水器優良的機動性能和安全性能,體現“以人為本”的設計理念。


“探索一號”科考船回收“奮斗者”號全海深載人潛水器(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)

  ——抗壓。

  在萬米深海,水壓超過110兆帕,約合1千個標準大氣壓,相當于2000頭非洲象踩在一個人的背上。

  這種極端壓力條件下,按照載人艙的目標尺寸和厚度要求,以往深潛器使用的材料已經不能滿足要求,需要找到一種高強度、高韌性、可焊接的鈦合金。

  科研團隊歷時數年,自主發明了特殊鈦合金材料,又通過攻克高強度、高韌性鈦合金焊接技術,成功解決了載人艙球殼的建造難題。


“探索一號”科考船回收“奮斗者”號全海深載人潛水器(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)

  ——操控。

  潛水器去到萬米深淵,可不只是“到此一游”,還要完成巖石、生物抓取,以及沉積物取樣等精準科考作業。這需要靈活的機械手、智能化控制系統和電動觀測云臺。

  貼海底自動匹配地形巡航、懸停定位、液壓機械手持重能力超過60公斤……針對深淵復雜環境,“奮斗者”號實現了高精度航行控制、全景科學觀測、高精準作業取樣等功能。

  ——通信。

  “親愛的觀眾們,萬米的海底妙不可言,希望我們能夠通過‘奮斗者’號的畫面向大家展示萬米的海底。”成功坐底馬里亞納海溝后,3位潛航員第一時間通過水聲通信系統分享了他們的心情。

  水聲通信是“奮斗者”號與母船“探索一號”之間溝通的唯一橋梁,實現了潛水器從萬米海底至海面的文字、語音及圖像的實時傳輸。

  相較“蛟龍”號與“深海勇士”號載人潛水器,“奮斗者”號的聲學系統實現了完全國產化,技術指標更高。


“探索一號”和“探索二號”科考船在作業(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)

  ——浮力。

  載人潛水器“下得去”,還得“回得來”。這里面的關鍵是固體浮力材料。這種材料既要密度低,又要耐高水壓,制備技術難度大,世界范圍內僅有少數幾個國家掌握。

  經過持續攻關和多番論證,一種高強空心玻璃微球脫穎而出,兼顧了材料的密度與強度,實現了浮力材料的重大突破。

  此外,鋰電池能量密度進一步提升、海水泵總效率達到世界領先、潛浮速度及球殼應力實時在線監測……眾多關鍵技術提供“護航”,讓“奮斗者”號的機動性、作業能力、舒適度及安全性大幅提升,成為國際唯一能同時攜帶3人多次往返全海深作業的載人深潛裝備。

  接力棒!載人深潛精神立典范

  可上九天攬月,可下五洋捉鱉——這是幾代中國人的夢想。

  與載人航天一樣,載人深潛也秉持了“一棒接著一棒跑”的傳統,形成了一批領軍科學家隊伍。


“探索一號”和“探索二號”科考船在作業(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)


“探索一號”和“探索二號”科考船在作業(資料照片)。新華社發(楊寧軍 攝)

  “‘奮斗者’號部件的國產化率超過了 96.5%,具備了全海深進入探測和作業的能力。”“奮斗者”號總設計師、中國船舶集團第七〇二研究所副所長葉聰感慨萬千,“參研參試人員克服了多個臺風的阻撓,經歷了無數驚濤駭浪的考驗,向世界最深處進軍是我們不懈追求的目標。”

  “嚴謹求實、團結協作、拼搏奉獻、勇攀高峰”——在中國載人深潛精神的激勵下,“奮斗者”號為科技創新樹立了典范。

  科技部部長王志剛說:“‘奮斗者’號成功研制和萬米海試的突破,是新型舉國體制的生動實踐,將為深海科學考察、海底精細作業提供堅實的技術基礎,為下一步帶動深海能源、材料等高技術產業發展提供強勁動力。”

  深海蘊藏著地球上遠未認知和開發的寶藏。6500米以深的深淵,是國際公認的解決生命起源、地球演化、氣候變化等重大科學問題的前沿領域。

  隨著“奮斗者”號成功完成萬米海試并返航,一系列科研成果將為人類揭開更多海洋奧秘。

  “奮斗者”號的研制,還有效帶動我國深海通用元器件、高性能電池、精密傳感器、特種功能材料等深海通用技術和裝備的研發和產業化。


11月28日,“探索一號”科考船抵達三亞市南山港。新華社記者 趙穎全 攝


11月28日,在三亞市南山港,“探索一號”科考船的科考人員下船。新華社記者 陳凱姿 攝

  按照“沒有單位、只有崗位”的理念,我國吸引和匯聚陸地與空天高科技力量下海,組織全國近100家單位,形成了大協同的深海科技創新體系。

  此外,“海斗”號無人潛水器、“海翼”號水下滑翔機……新裝備層出不窮,新紀錄如約而至。我國形成了從1000米、4500米、7000米到萬米級全海深潛水能力,作業功能覆蓋海洋科研、大洋礦產資源開發、搜救打撈、旅游觀光等方面。

  深海世界,我們來了!

  在探索海洋的道路上,中國不會止步。在認識、保護、開發海洋的道路上,人類的新征程剛剛啟動。