深潛器：揭開海底神秘面紗

陳卓　王笑

海洋，是生命的起源，它占據(jù)了地球表面71%的面積，蘊含了豐富的生物以及礦產(chǎn)資源。伴隨著近些年來陸地資源的過度開采和造船技術(shù)的不斷提高，海洋資源顯得尤為重要，開發(fā)海洋資源也成為一個國家發(fā)展的重中之重。

深海技術(shù)被認為是與航天技術(shù)、核能利用技術(shù)并列的高新領(lǐng)域，而深潛器則是海洋開發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展的最前沿和制高點，其水平可以體現(xiàn)出一個國家材料、控制、海洋學等領(lǐng)域的綜合科技實力。

什么是深潛器？

深潛器，是指具有水下觀察和作業(yè)能力的活動深潛水裝置，是深海資源勘查和科學研究的基本運載工具。深潛器分為載人和無人兩大類。在無人潛水器中，遙控式潛水器（ROV）可以進行大功率、長時間的水下工作；自治式潛水器（AUV）適合于大面積海底勘測，并提供準確、高質(zhì)量的有效數(shù)據(jù)。載人潛水器（HOV）則可以運載科學家和工程技術(shù)人員安全抵達深?，F(xiàn)場，充分利用人的感官，即眼、耳和身體感知深海環(huán)境，操作機械手進行海底作業(yè)，執(zhí)行水下考察、海底勘探、海底開發(fā)和打撈、救生等任務，并可以作為潛水員活動的水下作業(yè)基地。

探索深海奧秘 深潛器各國大盤點

美國：作為較早開展載人深潛的國家之一，早在1964年就成功建造出載人潛水器——“阿爾文”號，這是美國載人潛水器的代表作?！鞍栁摹碧柗沼诿绹槠澔魻柡Ｑ笱芯克?，作為世界上著名的深潛器，它成功地參與了對泰坦尼克號沉船的搜尋和考察工作，還幫助定位并找回了一枚丟失的氫彈。近年來，深潛器還頻頻在美國的軍事偵察領(lǐng)域中大顯身手，例如，美海軍推出的“奧德塞”Ⅲ、CETUSⅡ、“海洋探險者”“遠距離環(huán)境監(jiān)測單元系統(tǒng)”“戰(zhàn)場準備自主潛動器”“自主潛航器”等。此外，美國還在研究“任務重組無人潛水器”，主要用于特種作戰(zhàn)部隊的支援與攻擊、反水雷、沿海地區(qū)潛艇跟蹤以及情報、監(jiān)視和偵察等。

法國：1985年，法國成功研制的“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(jié)合區(qū)域、深海海底生態(tài)等調(diào)查，以及沉船、有害廢料等搜索任務。此外，法國的Alister自主潛航器于2002年開始海試，是一種軍民兩用長航時自主潛航器，采用鋰離子電池。Alister設計有兩種型號，一種重600公斤，能在水下300米處工作；另一種重1100公斤，能在水下3000米處工作。

俄羅斯：目前，世界上擁有載人深潛器最多的國家就是俄羅斯，其最著名的是1987年建造完成的“和平一號”“和平二號”兩艘6000米級深潛器。俄羅斯總統(tǒng)普京于2009年8月1日搭乘“和平一號”深潛至世界最深淡水湖貝加爾湖水面下大約1400米處，探查新能源“可燃冰”，在水下待了超過4小時。電影《泰坦尼克號》里的很多鏡頭就是它們探測的片段。

日本：1989年，日本制造的“深海6500”深潛器，長9.5米，重25噸，可乘員3人，作業(yè)水深6500米，水下連續(xù)作業(yè)時間在6小時以上。該深潛器上裝備有最新的聲成像聲吶系統(tǒng)、攝影機、錄像機、電視系統(tǒng)、機械手以及各種自動測量儀器。它能夠?qū)?500米深的海洋斜坡和大斷層進行調(diào)查，并對地震、海嘯等情況進行了研究，至今已下潛了1000多次。2015年2月，日本海洋科技中心（JAMSTEC）又提出了建造世界上潛水最深的新型載人潛水器“深海12000”的構(gòu)想方案，預期在資源探測以及深海生物調(diào)查方面發(fā)揮積極作用。“深海12000”將在其外部的機械探測臂頂端安裝傳感器，屆時超高精度的相機、高性能燃料電池、浮力材料等多項新技術(shù)有望得到應用，預計2025年完成研發(fā)。

加大研發(fā)力度 中國深潛器追趕世界腳步

20世紀80年代，中國開始在深海技術(shù)研究領(lǐng)域加大研發(fā)力度，加快了追趕世界先進技術(shù)水平的腳步。1985年12月，中國第一臺水下機器人“海人一號”首航成功，中國人開始了在深潛器方面的探索。

在隨后的十幾年里，中國深水機器人的幾個重要型號相繼問世，特別是“探索者”號的研制成功，實現(xiàn)了我國水下機器人從有纜到無纜的重大飛躍。進入21世紀，中國在深海技術(shù)領(lǐng)域逐步取得了令世界矚目的成績。

海龍?zhí)枺?009年10月，“海龍?zhí)枴睙o人遙控潛水器（簡稱“ROV”）首次在東太平洋海隆區(qū)域觀察到罕見的巨大黑煙囪，用機械手獲取了熱液黑煙囪樣品，并搭載了部分大洋探測設備，獲取了寶貴的資料。這一發(fā)現(xiàn)標志著我國成為國際上少數(shù)能使用水下機器人開展洋中脊熱液調(diào)查和取樣研究的國家之一，同時也標志著我國ROV技術(shù)從性能和控制方式上超越了國際同類型潛水器，總體性能達到世界領(lǐng)先水平。

潛龍?zhí)枺?2013年10月6日，在東太平洋5000多米深的水下工作近10個小時后，我國自主研制的首個6000米水下無人無纜潛水器“潛龍一號”浮出水面。至此，“潛龍一號”成功邁出了試驗性應用的第一步，取得了初步成功，也創(chuàng)下了當時我國自主研制水下無人無纜潛水器深海作業(yè)的新紀錄。此舉也標志著中國在深海資源勘查裝備實用化改造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要進步，將為深海資源勘查提供保障?！皾擙堃惶枴笔侵袊鴩H海域資源調(diào)查與開發(fā)“十二五”規(guī)劃重點項目之一?！皾擙堃惶枴笔俏覈斍白顬橹悄艿囊粋€深潛器，他可以真正實現(xiàn)自主導航、自主作業(yè)以及自我保護，適合較大范圍作業(yè)。目前，潛龍一號有能力完成對全球97%海域的探測，未來還將承擔更多的探測任務。

蛟龍?zhí)枺?012年7月，我國首臺自主設計、自主集成研制的載人深潛器“蛟龍?zhí)枴痹隈R里亞納海溝試驗海區(qū)創(chuàng)造了下潛7062米的中國載人深潛紀錄，也創(chuàng)造了世界同類作業(yè)型潛水器的最大下潛深度紀錄。這意味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。

2002年，中國科技部將深海載人潛水器研制列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）重大專項，啟動蛟龍?zhí)栞d人深潛器的研制工作。2009年至2012年，蛟龍?zhí)柦舆B取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。最大荷載是240公斤，最大速度為每小時25海里，具備深海探礦、海底高精度地形測量、可疑物探測與捕獲、深海生物考察等功能。

目前，我國已經(jīng)建立了以蛟龍?zhí)栞d人潛水器、海龍?zhí)枱o人有纜潛水器和潛龍?zhí)枱o人無纜潛水器為代表的深海大洋勘探重型裝備，又稱“三龍”系列潛水器?！叭垺钡拇罅﹂_發(fā)與應用將成為我國開展深海資源勘查和深海前沿科學研究的主力軍。

（作者單位：遼寧科技情報研究所）endprint