探秘蛟龍?zhí)?中國的深海藏寶圖

本刊記者進入蛟龍?zhí)柼矫?/p>

蛟龍?zhí)枮橹袊L制一份深海藏寶圖

“新蛟龍”：4500米版瞄準市場，1.1萬米版引進民資

與浩瀚的星空相比，深邃的海洋似乎是人類更易觸及的資源寶藏。未來的全球資源競爭，將會在占地球表面積71%、總水量97%的這片藍色海洋上蔓延開來。

2012年6月27日11時47分，蛟龍?zhí)栞d人潛水器再次刷新“中國深度”——下潛7062米，這標志著中國具備了載人到達全球99.8%以上海洋深處進行作業(yè)的能力。2013年6—9月，蛟龍?zhí)栭_啟首次試驗性應用航次，成功帶著多位科學家完成多次下潛任務。

蛟龍?zhí)栆呀洺蔀橹袊浡陨詈＿h洋的先行官，它引領著我國建造更多先進的裝備，去探索深海遠洋，尋找水、深海生物、礦物等那些珍貴的甚至是未知的資源。

蛟龍?zhí)柍晒χ?，我國載人潛水器研制開始向兩個方面發(fā)展：一是4500米級的潛水器，其具有更廣泛的科學應用市場，可以滿足絕大多數科學家的科考需求，并將實現90%的國產化率；二是在我國尚屬研制空白、但技術要求更高的11000米全海深的第三代載人潛水器，其對整個海工裝備的提升和獲得國際合作時平等的價格都至關重要。

在吸金能力方面，前者瞄準的就是市場需求，而后者已經顯現出商業(yè)運作的潛力，并將吸納巨量的民間資本進入海工領域。

為了實現海洋強國，一大批科研學者、企業(yè)家已經意識到，經略海洋要提前出發(fā)、超前謀劃，這就要求中國的深海技術能早日成熟起來。

蛟龍?zhí)栄邪l(fā)團隊中國船舶重工集團公司第702研究所所長翁震平說：“什么叫海洋強國？一個‘深’字，一個‘遠’字。在深海和遠洋能靈活自如地運用我們的力量，就是強國?！?/p>

為中國繪制一份深海藏寶圖

在全球陸地資源愈發(fā)緊張的大背景下，越來越多的國家開始把目光投向海洋，被譽為21世紀最具商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源——“可燃冰”進入了人們的視線。以可燃冰為出發(fā)點，深海寶藏正慢慢揭開它神秘的面紗。

如今，蛟龍?zhí)栆言谥袊虾?、東太平洋、西北太平洋等海域執(zhí)行過73次下潛任務，進行多次科研作業(yè)，而其中一項重要任務就是重點考察“冷泉”（可燃冰的海底出口），并以此為起點，讓越來越多的“蛟龍”到海洋的更遠更深處探秘，繪制一幅深海的藏寶圖。

可燃冰爭奪戰(zhàn)

天然氣水合物（Natural Gas Hydrate），因其外觀像冰一樣且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”（Combustible ice）、“固體瓦斯”。

在可燃冰開采方面，美國、日本和德國等國走在了世界前列。這其中，本土能源資源匱乏的日本尤為積極。2013年3月，日本在全球首次實現海底開采可燃冰，并用特殊的技術把可燃冰轉換成甲烷氣體。

據公開數據整理，迄今為止，在世界各地的海洋及大陸地層中，已探明的可燃冰儲量超過16.7萬億噸油當量，相當于全球煤、石油、天然氣、頁巖氣等傳統(tǒng)化石能源探明儲量的2倍以上，夠人類使用1000年。

可燃冰比人們平時使用的天然氣更為純凈、清潔、無污染。在標準狀況下，1單位體積的可燃冰分解后，最多可產生164單位體積的甲烷氣體，其燃燒產生的能量比煤、石油、天然氣多出數十倍，被稱為低碳社會的理想能源。

參與共同實施開采的日本石油天然氣和金屬礦物資源機構（JOGMEC）表示，已探明的可燃冰儲量可向日本提供“下一代清潔能源”，足以滿足日本100年的天然氣需求。日本政府計劃在2018年前開發(fā)出可燃冰商業(yè)利用的技術。

日本成功開采可燃冰的消息，迫使世界各主要經濟體加快了對可燃冰開采研發(fā)的腳步。

不僅是歐美等發(fā)達國家，一些發(fā)展中國家對此也早有對策。早在1995年，印度地質調查局就對其海域進行了有關可燃冰的地質、地球化學和地震資料的初查與復查。在此基礎上，印度科學和工業(yè)委員會設立“全國氣水合物研究計劃”，計劃在1996—2000年由國家投資5600萬美元對其周邊海域的可燃冰進行前期調查研究。

日前，印度能源管理局官員透露，該國已在東海岸的孟加拉灣發(fā)現了可燃冰，并計劃于近期在該地區(qū)開挖鉆井，進行試驗性生產，以確定相關資源的儲藏規(guī)模。 據印度能源管理局初步估計，印度可燃冰中儲藏的天然氣足以支持該國100年的需求。

經略深海還是要靠自己、早謀劃

然而，各國都將可燃冰開采方面的技術視為高度機密。在中美第二次戰(zhàn)略經濟對話簽署的能源合作協(xié)議中，盡管雙方同意在清潔能源技術方面展開廣泛合作，但是可燃冰開采方面的技術合作卻被排除在外。

據悉，目前我國可燃冰開發(fā)的重點還是前期的基礎研究，已形成由國家調查專項、國家“863”計劃項目、“973”項目及中國石油、中國石化、中國海油三大石油公司的勘察項目組成的勘察投入體系，商業(yè)化開采的時間表被普遍認為是2030年。

2013年12月12日，央視財經論壇現場，參與蛟龍?zhí)栄兄频闹袊爸毓ぜ瘓F公司第702研究所所長翁震平告訴《中國經濟周刊》，人類對海洋的認知遠沒有對太空的認知那么深，以海底的可燃冰為例，這種清潔能源要靠深海裝備去勘探、發(fā)現、開采、運輸。

今年6月，蛟龍?zhí)柕氖渍灸虾?，最主要的任務就是在國內海洋油氣資源最發(fā)達的區(qū)域繪制一份海底“藏油圖”。據悉，國內目前對南海的定位是“2020年的另一個深水大慶”。屆時，南海深水區(qū)將建成年產4000萬～5000萬噸油當量能力，相當于大慶油田的年產油量。

據2011年的研究估算，我國已探明的可燃冰儲量也相當可觀，初步探明的可燃冰資源蘊藏量已超過438億噸油當量。而在今年12月17日，國土資源部召開新聞發(fā)布會介紹2013年中國海域可燃冰勘探成果時，與會專家表示，僅南海地區(qū)可燃冰的儲量預計就能達到680億噸油當量。國土資源部官員還表示，可燃冰有望接棒石油等傳統(tǒng)能源，中國商業(yè)開發(fā)或在2030年，這就對深海裝備提出了更高的要求。

除可燃冰之外，中國的南海還蘊藏著大量的油氣資源，同樣需要深海裝備去勘探、開采。“蛟龍?zhí)柕难兄瞥晒?，既是我國現在建設海洋強國走出的一小步，同時也引領著我國建造更多先進的深海裝備?！蔽陶鹌秸f。

翁震平一直在為可燃冰的開采利用而努力。早在今年國家海洋局在江蘇召開的“建設海洋強國座談會”上，他就建議，由江蘇牽頭成立可燃冰開采公司，形成一個從開采到運輸、銷售的整個產業(yè)鏈?！斑@件事，必須要超前謀劃，要快做。日本花了20多年的時間來研究可燃冰，美國人對于頁巖氣從基礎研究到商業(yè)化開采也用了20多年。創(chuàng)新不是一朝一夕的事，需要長期不懈的堅持?！?/p>

海洋強國：深+遠

蛟龍?zhí)柼剿骱Ｑ蟮囊恍〔?，將引領我國在經略海洋方面邁出一大步。蛟龍?zhí)柛笨傇O計師、702所水下工程研究設計室主任胡震向《中國經濟周刊》表示，對海洋的勘探開發(fā)，特別是深海生物、生物基因的研究轉變成藥物，其實已經進入百姓生活，只是感覺不到。而且，探索海洋資源可以為百姓生活的發(fā)展提供更多的食物、水、礦產等資源。

今年，日本海洋開發(fā)機構與東京大學組成的科研小組宣布，已成功發(fā)現日本南鳥島附近海域的海底泥層中含有高濃度稀土。據稱，這些稀土的濃度最高達0.6%，約是中國稀土礦石的20倍，其總量可供日本國內消費230年。

用于生產高科技電子產品和武器系統(tǒng)的稀土，是一種戰(zhàn)略金屬。近年來，稀土礦物市場緊缺，而最大的稀土消費國之一日本一直在尋找其替代品。學者對深海稀土龐大儲量的研究，令日本上下為之振奮。

深海采礦還不止于稀土，還包括石油、天然氣，煤、鐵、銅等固體礦產，海底裂谷噴出的高溫巖漿冷卻沉積形成的熱液礦藏，多金屬結核和富鈷錳結殼，以及可燃冰。

不過，以目前的技術水平，深海采礦耗費太高，有學者甚至指出，深海采礦就像是上月球采礦那么難，商業(yè)化則更遙遠。

但凡事預則立，不預則廢。技術演進需要時間，資源戰(zhàn)略競爭卻不等人。“什么叫海洋強國？一個‘深’字，一個‘遠’字。在深海和遠洋能靈活自如地運用我們的力量，就是強國。”翁震平說。

零距離探“蛟龍”

“清晨，海風微微，細波粼粼。我又一次爬上腳手架，細細檢查每一個設備。每一次觸摸潛水器，我都像撫摸自己的孩子，關切中帶著期待。我深深了解潛水器上每一條脈絡，每一條脈絡上流動著的激情，我知道它不會讓我失望。”這段海試日記出自蛟龍?zhí)柛笨傇O計師胡震之手。對于蛟龍?zhí)?，所有工作人員都投入了太多的感情與心血。

2013年12月12日，央視第十四屆中國經濟年度人物頒獎盛典，蛟龍?zhí)栞d人潛水器團隊榮獲創(chuàng)新獎。站在頒獎臺上，已經77歲高齡的蛟龍?zhí)柨傇O計師徐芑南向所有支持蛟龍?zhí)栄邪l(fā)的科研人員以及他們的家屬致謝。

10年研制刷新世界紀錄

2002年，因為一個電話，徐芑南從美國回國，被任命為7000米級載人深海潛水器總設計師。當年，他66歲，身患心臟病、高血壓，還有偏頭痛，一只眼睛已僅存光感?！拔乙凰伎紳撍鞯膯栴}，頭就不疼，不思考就疼。接下這個任務，讓我感覺舒坦?！毙燔荒险f。

蛟龍?zhí)柛笨傇O計師、中國船舶重工集團公司第702研究所（下稱“702所”）水下工程研究設計室主任胡震告訴《中國經濟周刊》，2002年項目立項之初，蛟龍?zhí)枅F隊老中青三代人團結協(xié)作，突破了超大潛深結構設計和密封技術等大量關鍵性技術，填補了國內空白，具備了世界先進技術水平?！澳菚r候，研究所里的燈都是徹夜點亮?！?/p>

與已經達到萬米深度的無人潛水器和一次性的探險型載人潛水器相比，進行深?？蒲械淖鳂I(yè)類載人潛水器的技術要求更高。

在團隊的努力下，從2002年科技部蛟龍?zhí)柫㈨?，?012年6月27日蛟龍?zhí)柕竭_西太平洋馬里亞納海溝7062米海底，僅用了10年時間，蛟龍?zhí)柋闼⑿铝俗鳂I(yè)類載人潛水器下潛深度的世界紀錄。此前同類潛水器下潛深度的保持者是日本的“深海6500號”，它于1989年8月潛入海底6527米。

徐芑南介紹，根據進行海底資源和科學調查研究的目標需求，蛟龍?zhí)柕那驓ぶ睆绞?.1米，一次可容納三個人。具備海底巡航和強大的懸停能力，可以沿著海底的平原、山坡和熱液噴口進行調查活動。同時，蛟龍?zhí)栠€要進行海底作業(yè)，把設備放到海底，又把海底的樣品取回來，這需要潛水器具備良好的平衡控制能力。

2013年12月5日，《中國經濟周刊》記者來到位于江蘇無錫的702所，在蛟龍?zhí)柧S護車間看到了今年夏季成功完成了為期100余天試驗性應用航次的蛟龍?zhí)枴５巧暇嗟?0余米高的腳手架，進入蛟龍?zhí)栺{駛艙，記者看到，封閉的球體內部各種操作平臺整齊有序。

蛟龍?zhí)柕那蝮w載人艙使用高強度鈦合金材料，在俄羅斯加工制成，該球體內直徑2.1米，巨大的海水壓力全靠它承擔。在同級別、同類型潛水器中間，蛟龍?zhí)柕妮d人艙空間已經是最大的。當然，殼體也可以再增大，可以在艙內增加更多的設備，人員也更加舒適，但是如果要保持相同的作業(yè)深度，就必須加大殼體厚度，這樣會帶來指數級的重量增加，所以還是有一定限制的。

據胡震介紹，蛟龍?zhí)栣槍ψ鳂I(yè)目標穩(wěn)定的懸停定位能力，可以保證潛水器在需要停留的深度進行高精度作業(yè)。此外，蛟龍?zhí)栠€具備先進的水聲通信和海底微地形地貌探測、高速傳輸圖像和語音、探測海底小目標的能力。

“千里傳音”看似簡單，但實際有許多難題需要攻克。蛟龍?zhí)柺紫瘽摵絾T、702所水下工程研究設計室副主任葉聰，是蛟龍?zhí)柨偛贾孟到y(tǒng)的主任設計師，也參與、主持了蛟龍?zhí)栄邪l(fā)過程中的多項設計工作，他告訴《中國經濟周刊》：“2009年蛟龍?zhí)柺状蜗潞Ｔ囼?，剛脫離母船就失去了聯系，我就每兩分鐘呼叫一次，總共呼叫了兩個小時?！比~聰回憶，他當時并不緊張。

經過多次試驗，蛟龍?zhí)柲壳安捎昧讼冗M的水聲通信技術，利用聲波來實現和水面母船的通訊。聲波速度大約是1500米/秒，蛟龍?zhí)栐诖蠛Ｉ钐巶魉偷穆曇簟⑽淖趾蛨D像，只要不到5秒鐘就能被水面上的母船接收到。

并不神秘的蛟龍?zhí)?/p>

2012年6月24日，憑借著先進的通信技術，在深海潛到7000多米的蛟龍?zhí)?，與在太空翱翔的“神舟九號”來了一次“海天對話”。這次最遙遠的對話，令葉聰記憶猶新。

迄今為止，葉聰已經參加了蛟龍?zhí)?3次下潛中的47次，被親切地稱為“海底的哥”。經歷越多，葉聰越感受到自己的無知、自然的偉大和人類的渺小。6年研制、4年海試給他的感覺是“直臨深淵、如履薄冰”。

與大自然相比，蛟龍?zhí)柌⒉簧衩?。葉聰告訴《中國經濟周刊》，蛟龍?zhí)柕南聺撨^程一般全程控制在12個小時之內（來回路程各用3小時左右，海底作業(yè)時間6小時），清晨開始作業(yè)，傍晚結束。一次下潛3個人，一個駕駛員帶兩個乘客，乘客多為生物學家、地球化學家等?？茖W家引導駕駛員到達感興趣的區(qū)域，駕駛員利用機械手采集標本。

據悉，蛟龍?zhí)?013年試驗性應用航次完成了21次下潛任務，從深海帶回了共390只生物、161枚結核、8塊結殼、32塊巖石和180公斤沉積物等樣品。

近期熱播的《地心引力》引發(fā)了人們對于宇宙無限的求知欲望，也讓一些人對深海出艙產生了興趣。對此，葉聰表示，航天是1個大氣壓的壓力，而海底是700個大氣壓的壓力，“根本不可能出艙”，而且“也無需出艙，潛水器本身的機械手可以靈活作業(yè)”。

“2016年完成4500米級蛟龍?zhí)栄兄啤?/p>

成功突破7000米之后，胡震眼下正率領蛟龍?zhí)枅F隊全力撲在4500米級載人潛水器上。之所以回過頭來研究4500米級的潛水器，是因為這個深度的潛水器有更廣泛的科學應用市場，可以滿足絕大多數科學家的科考需求，同時在鈦合金耐壓球、機械手等關鍵技術上繼續(xù)攻關。

胡震告訴《中國經濟周刊》，下潛深度為4500米的新一代蛟龍潛水器，從球體的設計上增加和擴大了觀察窗，提升了作業(yè)能力。較之7000米級的蛟龍?zhí)枺靶买札垺贝蟠蠼档土耸褂贸杀竞途S修成本，更具經濟性。

蛟龍?zhí)栞d人潛水器前第一副總設計師、現任上海海洋大學深淵科技研究中心主任崔維成向《中國經濟周刊》介紹，大規(guī)模的深?？蒲泻蛻枚际窃?500米以內，用7000米級深潛器來完成4500米以內的海域科研，有點類似“殺雞用牛刀”，從使用成本上來看，蛟龍?zhí)柕囊淮紊顫摮杀敬蠹s在50萬，而4500米級潛水器的一次深潛成本希望能夠控制在30萬左右。

除此以外，“新蛟龍”還有一個技術攻關，“就是希望能夠提高國產化率，潛水器的核心部位——高壓鈦合金載人艙和機械手等都將由我們自主研制，預計國產化率將達到90%。”崔維成說。

據悉，“新蛟龍”的球體載人艙現正在寶雞寶鈦集團建造。載人艙相關的軋板、加工、焊接技術只有少數國家具備，其難點有二：一是超厚鈦合金板（3.2m）的軋制；二是如何將兩個半球體天衣無縫地焊接。對于這兩個難關，前者，中國已攻克；后者，中國已基本攻克。

“我們將總結經驗，對載人球艙、高壓海水泵、鋰電池等關鍵技術進行攻關，爭取在2016年完成4500米級載人潛水器的研制。”胡震說。

各國深海潛水器一覽

美國“艾爾文”號

美國是較早開展載人深潛的國家之一，1964年建造“艾爾文”號載人潛水器，可搭載3人，最大下潛深度4500米。1985年，它找到泰坦尼克號沉船的殘骸。它至今已經進行過近5000次下潛，是當今世界上下潛次數最多的載人潛水器?！鞍瑺栁摹碧栐洶l(fā)生過一次事故而沉入海底，幸好沒有人員傷亡。過了整整一年之后，它才被打撈上來。

美國“的里雅斯特”號

1960年1月23日，瑞士工程師皮卡德與一名美國海軍軍官乘坐“的里雅斯特”號探險型深海潛水器前往馬里亞納海溝，抵達海平面以下最深處（由于當時的測量技術不發(fā)達，實際深度沒有這么深）。這是人類有史以來首次抵達海底最深之處。不過，由于海底壓力，深海潛水器一塊19厘米厚舷窗玻璃出現輕微裂痕，皮卡德在海底呆了20分鐘后不得不匆匆上浮，沒有拍過照片。由于當時的材料科學技術發(fā)展所限，潛水器重達150噸，活動能力非常差，上下花了8個小時。

美國“深海挑戰(zhàn)者”號

2012年3月，美國著名導演詹姆斯·卡梅隆獨自乘坐潛艇“深海挑戰(zhàn)者”號，下潛至馬里亞納海溝10898米深海底，刷新個人深海探險深度的世界紀錄。但由于此類潛水器是直上直下，缺乏較好的海底活動能力，卡梅隆只呆了3個小時就上來了，甚至連深海生物都沒拍攝到。

日本“深海6500”號

日本1989年建成了下潛深度為6500米的“深海6500”號潛水器，水下作業(yè)時間8小時，曾下潛到6527米深的海底，創(chuàng)造了作業(yè)型載人潛水器深潛的世界紀錄，直至中國的蛟龍?zhí)柍霈F?！吧詈?500”已對6500米深的海洋斜坡和大斷層進行了調查，并對地震、海嘯等進行了研究，已經下潛了1000多次。影片《日本沉沒》中曾多次出現該艇。

日本“海溝”號

“海溝”號水下機器人是日本海洋科技中心于1986年開始耗時6年研制的水下無人潛艇，可以對深海海底進行拍照、考察、海底樣本采集，供科研人員對深海資源的開發(fā)和利用進行研究。1995年3月，“海溝”號潛水深度超過“的里亞斯特”號15米，達到10911.4米。2003年5月29日，“海溝”號水下機器人在進行調查作業(yè)時神秘失蹤。

俄國“和平一號”

俄羅斯是當前世界上擁有載人潛水器最多的國家，比較著名的是1987年建成的“和平一號”與“和平二號”兩艘6000米級潛水器。帶有12套檢測深海環(huán)境參數和海底地貌設備，最大的特點就是能源比較充足，它可以在水下呆17～20小時。電影《泰坦尼克號》里面很多鏡頭就是“和平一號”和“和平二號”探測的鏡頭。

法國“鸚鵡螺”號

法國1985年研制成的“鸚鵡螺”號潛水器最大下潛深度可達6000米，累計下潛了1500多次，完成過多金屬結合區(qū)域、深海海底生態(tài)等調查，以及沉船、有害廢料等搜索任務。