你好!海底1万米 “奋斗者”号标注中国载人深潜新坐标
海南三亚,南山港。
11月28日8时30分许,一阵汽笛声响,创造了10909米中国载人深潜新纪录的“奋斗者”号,完成第二阶段海试,胜利返航。
1个多月时间,累计完成13次下潜,其中8次突破万米。10909米的纪录,让人类在大深度载人深潜领域有了新坐标。
海底1万米的世界,有多大魅力?中国的深潜勇士们,经历了怎样艰险?载人深潜精神又将如何助力中国勇攀深海科技高峰?
里程碑
中国跻身深潜世界前列
你好,神秘的深海!大洋之底,马里亚纳海沟,迎来“奋斗者”号的无声问候。我国从此具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力。认识海洋,才能更好地开发、保护海洋。
马里亚纳海沟被称为“地球第四极”,水压高、完全黑暗,是地球上环境最恶劣的区域之一,其最深处约11000米,相当于珠穆朗玛峰叠加华山的海拔高度。11月10日清晨,载有3名潜航员的“奋斗者”号从“探索一号”母船机库缓缓推出,被稳稳起吊布放入水,近4小时后,“奋斗者”号成功坐底,下潜深度达10909米,创造了中国载人深潜新纪录,达到世界领先水平。
从全球范围看,大深度载人深潜是一道很难逾越的关口。中国起步晚,却迎头赶上。2012年,7000米级“蛟龙”号载人潜水器问世,创造当时同类作业型载人潜水器下潜深度7062米的世界纪录；2017年,4500米级“深海勇士”号载人潜水器获得突破,实现“关键技术自主化、关键设备国产化”。
攻关不停步,海洋科技必须自主自强。作为科技部重点研发计划的一个核心研制项目,“奋斗者”号实现了跨系统、跨单位、跨部门的大团队合作。“十三五”以来,科技部会同中国科学院、中国船舶集团,组织近百家科研院所、高校、企业近千名科研人员,经过艰苦攻关,成功完成“奋斗者”号的研制工作。自2020年7月起,“奋斗者”号先后赴南海、西太平洋马里亚纳海沟海域分阶段进行了海试验证。
不容易
五大关键技术“护航”万米深潜
1设计
“奋斗者”号下潜到万米深海,还要携带3名潜航员长时间稳定作业,设计难度可想而知。设计人员针对超高压复杂环境,采用多系统融合集成设计,使其潜浮速度、舱内空间使用率等指标大幅提升,同时通过载人舱实时监测和评估策略,实现潜水器优良的机动性能和安全性能,体现“以人为本”的设计理念。
2抗压
在万米深海,水压超过110兆帕,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。这种极端压力条件下,按照载人舱的目标尺寸和厚度要求,以往深潜器使用的材料已经不能满足要求,需要找到一种高强度、高韧性、可焊接的钛合金。科研团队历时数年,自主发明了特殊钛合金材料,又通过攻克高强度、高韧性钛合金焊接技术,成功解决了载人舱球壳的建造难题。
3操控
潜水器去到万米深渊,还要完成岩石、生物抓取以及沉积物取样等精准科考作业。这需要灵活的机械手、智能化控制系统和电动观测云台。贴海底自动匹配地形巡航、悬停定位、液压机械手持重能力超过60公斤……“奋斗者”号实现了高精度航行控制、全景科学观测、高精准作业取样等功能。
4通信
“亲爱的观众们,万米的海底妙不可言……”成功坐底马里亚纳海沟后,3位潜航员第一时间通过水声通信系统分享了他们的心情。
水声通信是“奋斗者”号与母船“探索一号”之间沟通的唯一桥梁,实现了潜水器从万米海底至海面的文字、语音及图像的实时传输。相较“蛟龙”号与“深海勇士”号载人潜水器,“奋斗者”号的声学系统实现了完全国产化,技术指标更高。
5浮力
载人潜水器“下得去”,还得“回得来”,这里面的关键是固体浮力材料。这种材料既要密度低,又要耐高水压,制备技术难度大,世界范围内仅有少数几个国家掌握。经过持续攻关和多番论证,一种高强空心玻璃微球脱颖而出,兼顾了材料的密度与强度,实现了浮力材料的重大突破。
接力棒
载人深潜精神立典范
可上九天揽月,可下五洋捉鳖——这是几代中国人的梦想。与载人航天一样,载人深潜也秉持了“一棒接着一棒跑”的传统,形成了一批领军科学家队伍。
“‘奋斗者’号部件的国产化率超过了96.5%,具备了全海深进入探测和作业的能力。”“奋斗者”号总设计师、中国船舶集团第七〇二研究所副所长叶聪感慨万千,“参研参试人员克服了多个台风的阻挠,经历了无数惊涛骇浪的考验,向世界最深处进军是我们不懈追求的目标。”
深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏。6500米以深的深渊,是国际公认的解决生命起源、地球演化、气候变化等重大科学问题的前沿领域。随着“奋斗者”号成功完成万米海试并返航,一系列科研成果将为人类揭开更多海洋奥秘。
“奋斗者”号的研制,还有效带动我国深海通用元器件、高性能电池、精密传感器、特种功能材料等深海通用技术和装备的研发和产业化。按照“没有单位、只有岗位”的理念,我国吸引和汇聚陆地与空天高科技力量下海,组织全国近100家单位,形成了大协同的深海科技创新体系。
此外,“海斗”号无人潜水器、“海翼”号水下滑翔机……新装备层出不穷,新纪录如约而至。我国形成了从1000米、4500米、7000米到万米级全海深潜水能力,作业功能覆盖海洋科研、大洋矿产资源开发、搜救打捞、旅游观光等方面。
在探索海洋的道路上,中国不会止步。在认识、保护、开发海洋的道路上,人类的新征程刚刚启动。据新华社
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