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全球最深处“奋斗者”来了 载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底

黄海晨报 2020-11-12 18:29 大字

记者从中国科学院深海科学与工程研究所获悉,10日8时12分,我国全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,深度10909米。

马里亚纳海沟被称为“地球第四极”,水压高、完全黑暗、温度低,是地球上环境最恶劣的区域之一,其最深处接近11000米。今年10月10日,“奋斗者”号与“探索一号”“探索二号”母船一起,从海南三亚启程开展万米级海试。10月27日,“奋斗者”号在西太平洋马里亚纳海沟成功下潜突破1万米(达10058米),创造了中国载人深潜的新纪录。

“奋斗者”号

如何承受万米深潜重压?

面对如此巨大的压力,“奋斗者”号该如何“抗压”?世界上其他到达过这里的载人潜水器又是怎么做的?

8年前,加拿大导演卡梅隆就曾乘坐着“深海挑战者”号,成功挑战了马里亚纳海沟。而抗压的关键在于它结实耐压的球形载人舱。

与世界上的其他潜水器相比,“深海挑战者”号的球舱的厚度相差不多,但大小却不到它们的一半,可谓“皮厚馅小”,这也是卡梅隆能够抵达万米的原因。

但“深海挑战者”号球舱太小,连五六岁的儿童都很难站直,无法搭载更多的科学家和科研设备。为了能在里面连续待上6个小时,卡梅隆甚至要专门练习瑜伽。

为了保证载客量,载人舱要足够大;而为了减轻潜水器的负担,球舱又不能太重。为了承受万米海压,做成又大又轻又坚固的载人舱至关重要。国产新型钛合金材料就是解决这一问题的关键。

经过多年的不断优化和上千次的测试,中国自主研制的新型钛合金终于问世。强度高、韧性好,可以容纳最多3名乘客安全地在海底进行科考任务。现在,“奋斗者”号终于可以顶住巨大的海底压力,安全载人潜入万米深海。

从出发到回家,“奋斗者”号会经历什么?

在茫茫大海上,如果把“奋斗者”号看作是前往深海的交通工具,那么从出门到完成任务后平安归来,这一路上“奋斗者”号会经历什么呢?

“奋斗者”号就像是前往深海的交通工具。出门在外,首先需要确认好下潜海域的水文、气象和地形信息,之后要对“奋斗者”号进行充油、充氧以及充电。这样,活力满满的“奋斗者”号,就可以从停放车间由轨道推出,到达母船艉部,通过A架向海面布放了。

三名潜航员会在潜器推出前进入内部,在舱内进行通电检查,确保设备运转正常。之后,A架的两台液压臂会将潜器提起、移动、下放,最终布放到海面上。

这时,舱门紧闭的“奋斗者”号就形成了一个密封球体,彻底将外部的海水和空气隔绝开来。

当母船想要与“奋斗者”号联系时,就需要使用无线电通信甚高频通信系统。建立通信后,就可以等待母船上的指挥中心下达命令了。

接到下潜命令后,蛙人小队就会帮助潜器脱钩,潜器就开始注水下潜。

在临近海底后,潜器会抛掉第一组压载铁使自己达到悬浮在水中的均衡状态,并按照作业计划进行海底作业。完成作业后,潜器会抛载掉第二组压载铁,使潜器所受的浮力大于自身的重力,上浮返航。经过几个小时的漫长归程,“奋斗者”号就会浮出海面,醒目的桔红色涂装和装载的GPS信号发射器会让母船迅速找到“奋斗者”号,“奋斗者”号只需依照之前的布放流程原路返回,就能平安返回母船。

坐底10909米

为何探深海?

从深海提取“档案”分析解读犹如找到地球《资治通鉴》

海面3000米之下暗流涌动。深海底下两亿年的沉积层,记录了地球历史上无数精彩的故事。

从深海提取“档案”,追溯大洋水圈和岩石圈的变化历史,经过分析解读,犹如是找到了地球的《资治通鉴》。深海还隐藏着更多的人类发展宝藏,由内而外影响着我们的环境、我们的生活。

深海生命亦值得探究。世界大洋估计22万种动物,有10亿个类型的微生物,尤其是深海的生物有着各种各样的“特殊功能”。有的能适应高温高压,有的能在缺氧环境下繁盛,有的具备非人类尺度的长寿能力,提供这些特殊功能的基因就是无价之宝。

深部生物圈、热液与冷泉、大洋钻探、海底地震与火山、深海矿物与生物资源……总之,深海是地球系统中关键而又缺乏了解的部分。

从20世纪后期起,人类开始进入海洋内部,对于深海取得了前所未有的新认识。

有什么意义?

说明我国技术已足以支撑 万米深海中的科考和通讯

马里亚纳海沟是世界上海洋深度最深的区域,被称为“地球第四极”,水压高、完全黑暗、温度低,是地球上环境最恶劣的区域之一,其最深处接近11000米,堪称深海之最,因此对此处的深潜探测,被认为是国家对自己的深海科考能力最好测试。

虽然我国的深海探测器是第三个抵达马里亚纳海沟的,但从技术上说,我国此次活动堪称刷新人类深海探测的记录。因为之前抵达马里亚纳海沟的二者,仅仅是抵达,抵达之后无法进行任何活动,纯粹是为了完成这个记录。

我国的“奋斗者”号抵达海沟之后,还在海底停留了6个小时,进行一系列的深海探测科考活动,带回了矿物、沉积层、深海生物及深海水样等珍贵样本,并在深海中完成了和水上的通话。这说明我国的科学技术已经足以支撑万米深海中的科考和通讯,这一点是相当值得注意的。

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我国载人潜水器发展历程

1986年

中国第一艘载人潜水器———7103救生艇研制成功。虽然它只能下潜300米,航速也只有四节,但也是那个年代最先进的救援型载人潜水器。

2010年7月

中国第一台自主设计和集成研制的载人潜水器“蛟龙”号下潜深度达到了3759米,中国成为继美、法、俄、日之后,世界上第五个掌握3500米大深度载人深潜技术的国家。

2016年6月

“蛟龙”号7000米级载人潜水器完成了它的终极挑战,最终将记录保持在了7062米。“蛟龙”号还拥有世界先进的悬停和自动驾驶功能,可以抵御海流的干扰,工作时稳稳地“定”在海底。

2017年10月

我国第二代载人潜水器———4500米型的“深海勇士”号完成全部海上试验任务,随后投入使用,国产自主率超过95%,实用性更强。

2020年11月

“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,深度10909米,代表我国迈向国际深潜设施制造前列。

除了载人潜水器,我国还有“海斗”号、“海燕”号和“海翼”号等许许多多的无人潜水器。其中,“海斗”号有远程遥控和自动作业两种模式,是中国首台万米级科考潜水器,让中国拥有了自主研究万米深海的能力。(本报综合整理)

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