潛入深海有多難？

□張北國

2011年7月1日，“向陽紅09”試驗?zāi)复\載著“蛟龍”號載人潛水器，按預(yù)定計劃向東北太平洋海試區(qū)域進發(fā)?！膀札垺碧柎舜涡袆邮且獔?zhí)行為期約47 天的5 000 米深海下的科學(xué)探索和試驗。2010年7月13日，“蛟龍”號在我國南海已下潛到3 759米的深度，使中國成為繼美、法、俄、日之后第五個掌握3 500 米以上深度載人深潛技術(shù)的國家。

技術(shù)保障

下潛到深海要求“蛟龍?zhí)枴北仨殱M足各種技術(shù)要求。例如，“蛟龍?zhí)枴本哂心蛪航Y(jié)構(gòu)、生命保障、遠程水聲通訊、系統(tǒng)控制等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)都是自己研發(fā)的，只有少許非核心零部件進口。

在海底探索，首先是要承受海水壓力。在水下每增加10 米就增加大約1個大氣壓。2010年“蛟龍?zhí)枴毕聺撝梁５? 759 米要承受近376個大氣壓。在這個深度的壓力相當(dāng)于1 平方米的面積要承受3 700 噸的重量。現(xiàn)在，“蛟龍?zhí)枴币聺摰胶Ｏ? 000 米，其承受的壓力1 平方米的面積大概要承受5 000 噸，比3 000 米水深時多出2 000 噸。

能夠承載3個人的“蛟龍?zhí)枴痹诳諝庵械闹亓窟€不到22 噸。而“蛟龍?zhí)枴钡耐鈿ぶ饕捎玫氖氢伜辖鸩牧希ㄟ^先進的焊接技術(shù)連為一體，具有彈性，能夠承受高壓。它在深海受到壓力縮小后，回到海面又能夠彈回來，同時其抗腐蝕性也很好。

此外，溫度也是深海探索必須解決的問題。對于外部的高溫和低溫，比如海底火山口附近的溫度可能達到350～400 攝氏度，“蛟龍?zhí)枴笔强梢钥购獾?，而?nèi)部的溫度則會適時調(diào)節(jié)?！膀札?zhí)枴陛d人艙的溫度可以調(diào)控。隨著不斷下潛到深海，溫度會越來越低，在5 000 米海底溫度大概為1～2攝氏度，但艙內(nèi)溫度會保持在15 攝氏度左右。不過，到了深海船員需要添加衣服。此外，艙內(nèi)是常壓環(huán)境，有專門供氧和吸收二氧化碳的設(shè)備，異味氣體也可以吸收。

海底的通訊更是保證深海探測能順利進行的重要條件。在海底，“蛟龍?zhí)枴焙湍复g必須實時通訊，才能夠通過彩色圖片、數(shù)據(jù)和語音把海底情況傳達到母船。這些技術(shù)“蛟龍?zhí)枴币呀?jīng)解決。由于在深海中無法使用無線電，因此要用水聲通訊來替代，而且水聲通訊被視為是水下遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ环椒?。水聲通訊的傳遞速度只有每秒1 500 米，但陸地上的無線電通訊速度是每秒30萬千米，兩者的差異是巨大的?！膀札?zhí)枴本哂邢冗M的水聲通訊能力，可以高速傳輸圖像和語音。在語音通訊方面盡管有2～3 秒的延遲，但基本上接近于實時。

“蛟龍?zhí)枴痹诤５椎奶剿鞅仨毾袢艘粯幽苎塾^六路、耳聽八方。“蛟龍?zhí)枴钡难劬褪窃谏顫撈魃涎b備的很多水下傳感器，可以在水下自動導(dǎo)航，為“蛟龍?zhí)枴倍ㄏ?、定高、定深。而“蛟龍?zhí)枴钡亩褪瞧溲b備的聲納，可以知道什么地方是深溝，什么地方是海底山，什么地方需要繞道或躲避，并且在復(fù)雜的海底環(huán)境中，能對地形地貌進行測量。

安全保障

從理論上講，潛水器從海面下潛至7 000 米深度約需5 小時，整個作業(yè)最長可達12 小時。2010年“蛟龍?zhí)枴毕聺?，作業(yè)時間最長超過9 小時，其中一次還利用機器人手臂將中國國旗插在南海海底。

“蛟龍?zhí)枴边@次下潛5 000 米，如果以每秒0.5 米的速度下潛，預(yù)計需要160 分鐘左右。當(dāng)然，海底探索對潛航員的要求更高，需要工作的時間較長。例如，在3 000 米級海試時，潛航員最長要在水里待9個小時左右，在海底工作5個小時。在5 000 米級別的試驗中，這兩個時間相應(yīng)都要增加。因此，這對潛航員的要求很高，需要他們在長期封閉空間中經(jīng)受生理的考驗。同時，由于在幽閉隔絕環(huán)境中工作，也要經(jīng)受住心理的考驗。另外，潛航員要生活工作在內(nèi)徑為2.1 米的球體艙內(nèi)，空間十分狹小，剛好能容下3個人，但3個人很難同時站立起來。此前，中國的潛航員已經(jīng)經(jīng)受過下潛3 759 米的考驗，有深海工作和生活的豐富經(jīng)驗。這一次下潛到5 000米，潛航員將會積累更多的經(jīng)驗。

對于安全問題，“蛟龍?zhí)枴币灿谐浞值谋ＷC?！膀札?zhí)枴庇惺?，這就是它的機械臂。機械臂的作用是采樣，但是機械臂也有可能被海草纏住，這時“蛟龍?zhí)枴笨梢話仐墮C械手，斷臂求生。而且，在緊急情況下，“蛟龍?zhí)枴笨梢园褦y帶的鐵塊、蓄電池箱、采樣籃扔掉，上浮逃生。如果陷入淤泥，“蛟龍?zhí)枴钡膱缶到y(tǒng)會發(fā)射浮標(biāo)到海面，母船會立即到位施救。

這次“蛟龍?zhí)枴毕聺摰? 000 米深的海底，并在檢驗各項功能和完成任務(wù)后安全返回，表明中國載人深潛水平已達到世界先進水平，也將為2012年7 000 米海試奠定基礎(chǔ)。