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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︰新華社作者︰張泉、董瑞豐、趙穎全、陳凱姿責任編輯︰李佳琦
2020-11-28 21:17

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。

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。

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小時後,“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。

從全球範圍看,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。

“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”號先後赴南海、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,為後續深海探測、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。

——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。

——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。

——操控。

潛水器去到萬米深淵,可不只是“到此一游”,還要完成岩石、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雲台。

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後,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。

——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,世界範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!載人深潛精神立典範

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。

“‘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、中國船舶集團第七二研究所副所長葉聰感慨萬千,“參研參試人員克服了多個台風的阻撓,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範。

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並返航,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。

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。

(新華社三亞11月28日電)

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