水下國際空間站

李忠東

法比恩·庫斯托是法國著名的海洋探險家和導演，2006年他曾在紀錄片《鯊魚末日》中自制了一條約4米長的仿鯊魚潛艇。潛艇外部由一層類似魚皮的材料包裹，安裝在尾部的馬達可以讓尾鰭來回擺動，可以每小時9千米的速度在水中安靜前進。法比恩藏身其中，與鯊魚群共度驚心動魄的旅程。他的祖父是法國海洋探險家雅克·伊夫·庫斯托，20世紀50年代至70年代制作和主持了上百部關于海洋的紀錄片，其中最著名的一部紀錄片《雅克·伊夫·庫斯托的海底世界》在10年內(nèi)被美國廣播公司（ABC）反復播出，節(jié)目觀眾達上億人次。對此，《戶外》雜志高度評價道：“雅克幾乎塑造了現(xiàn)代人的海洋觀?！边@位被譽為“水肺潛水之父”的傳奇人物在歐美的知名度，僅次于法國的戴高樂將軍。

法比恩·庫斯托4歲時學會水肺潛水，并隨祖父一起參加了探險研究。水肺潛水指的是潛水員自行攜帶水下呼吸系統(tǒng)所進行的潛水活動，其中有開放式呼吸系統(tǒng)和封閉式呼吸系統(tǒng)。多年來，庫斯托家族一直致力于提高人類對海洋環(huán)境的關注。2016年，法比恩·庫斯托創(chuàng)立了總部位于紐約的非營利組織“法比恩·庫斯托海洋學習中心”。法比恩·庫斯托認為，水肺潛水很神奇，等于為海底探險打開了另一扇門。可惜人類潛水的時間十分有限，解決方案只能是建造水下棲息地，為研究人員提供在海洋中做更多擴展工作的機會。就如同外太空一樣，神奇的海洋也催促著我們?nèi)ノ幢惶剿鞯漠愑蚨ň印?/p>

為了克服水肺潛水的限制，法比恩·庫斯托決定在繼承家族遺產(chǎn)的基礎上，在海洋深處建造一座最先進的研究設施。他的靈感源于希臘原始海神“普羅吐斯”，該海神可以呈現(xiàn)出不同的形狀，是知識的守護者。這座水下棲息地兼研究站位于加勒比海庫拉索島附近的一個海洋保護區(qū)，處在水下約18米的位置，面積約372平方米，法比恩·庫斯托將其命名為“Proteus”。建成以后，“Proteus”最多可以同時容納12人在水下生活幾周甚至幾個月的時間。

“Proteus”將為世界各地研究海洋的科學家和研究人員提供一個研究氣候變化影響、新海洋生物及醫(yī)學突破的據(jù)點，可以預警海嘯和颶風，還能在可持續(xù)性、能源和機器人技術方面開創(chuàng)雄心勃勃的新研究。據(jù)美國媒體報道，“Proteus”堪稱國際空間站的水下版，在那里，來自不同國家或機構(gòu)的科學家可以不分國界地精誠合作。

該項目的戰(zhàn)略合作伙伴有美國東北大學、美國羅格斯大學和加勒比生物多樣性研究與管理組織（一家總部設在庫拉卡的非營利組織）。據(jù)估算，“Proteus”的建造成本以及前三年的運營費用約為1.35億美元，以后每年的運營成本約為300萬美元。雖然“Proteus”已得到一些私企的支持，但是法比恩·庫斯托還在尋求更多的資金支持。

建造水下棲息地

早在20世紀60年代，雅克·伊夫·庫斯托就建造了一系列名為“Conshelf”的水下棲息地。1962年，“Conshelf-I”問世，期間有2名潛航員在此居住了一周。1963年，外型酷似海星的棲息地“Conshelf-II”建造成功，此后有5名潛航員在那里居住了整整一個月。最后建成的“Conshelf-III”位于水下約100米處（比前2個棲息地深10倍），6名潛航員在此幾乎與世隔絕地居住了3周，他們還定期到棲息地外進行科學試驗。Conshelf系列棲息地極大地激發(fā)了大眾對水下棲息地的興趣。在接下來的20年里，世界各地相繼出現(xiàn)了一系列類似的項目，但目前仍在使用的并不多。

特別值得一提的是“寶瓶座”海底實驗室。它由美國海軍以及美國國家海洋和大氣管理局于1986年聯(lián)合建造，2012年被佛羅里達國際大學接管并經(jīng)營。它位于佛羅里達州基拉戈海面下約19米深處，面積約37平方米，是目前全球唯一存在的水下永久性實驗室。它的大小與國際空間站的宇航員生活艙類似，里面設有空調(diào)、無線網(wǎng)絡、浴室與6張床鋪。此外，它還設有一個舷窗，可24小時觀看周圍的海洋生物。

雅克·伊夫·庫斯托還曾制造了世界上第一艘能在水下維持人類生命的深海船，他乘坐這艘深海船，在紅海約9米的深水里生活了30天，并且將此次經(jīng)歷拍攝成了紀錄片《沒有陽光的世界》，獲得奧斯卡獎。為了紀念50多年前祖父雅克·伊夫·庫斯托成功的水下探險，吸引更多人關注海洋保護，2014年6月1日，法比恩·庫斯托團隊成員共同潛入深水，在“寶瓶座”展開了為期31天的科考活動。此次研究對推動海洋事業(yè)的發(fā)展起到了重要作用，因此被命名為“31計劃”。為了這個項目，該團隊經(jīng)過多年準備，最終以1天的優(yōu)勢打破了雅克·伊夫·庫斯托深水下生活30天的紀錄。

參加這次歷史性探險的有來自美國東北大學的布利安·海爾莫斯教授以及他的同事麗茲·瑪吉博士，他們在水下實驗室中總計工作了14天，主要研究人類活動對海洋的影響。他們不僅要定時潛水，而且每天24小時地向世界各地的科學家和學生全程直播水下實驗室的工作和生活實況，引發(fā)了極大的關注。

因為宇航員登陸小行星可能更像在太空中“游泳”，所以美國宇航局（NASA）多次派出宇航員和科學家進行水下模擬太空實驗項目。2007年，NASA的2名宇航員和1名太空醫(yī)學專家來到“寶瓶座”實驗室，模擬太空醫(yī)學實驗，研究航天飛行對人類的生理和心理造成的影響。2012年，“寶瓶座”實驗室接待了由宇航員和科學家組成的國際小組，開展了為期12天的水下訓練，模擬未來登陸小行星的場景。

研究海洋要比征服太空重要1000倍

“Proteus”由工業(yè)設計師伊夫·貝哈爾設計，涉及可穿戴設備、智能搖籃、安全機器人等。為了把“Proteus”打造成與眾不同的水下版“國際空間站”，伊夫·巴哈爾設計團隊提前做了很多功課，甚至研究了科幻小說的相關橋段等。根據(jù)伊夫·貝哈爾的說法，這是一個全新的、與眾不同的、鼓舞人心的、未來派的水下實驗室，并且注重健康和科技功能。比如，娛樂區(qū)域窗戶的設計，力求讓盡可能多的光線進入艙內(nèi)。此外，通過一條臍帶生命線連接到水面，可以輸入空氣和通訊信號。

“Proteus”被設計成一個2層的圓形結(jié)構(gòu)，采用多條“腿”的支撐方式，以能適應多變的地形。從上往下俯視，“Proteus”就像是2只可愛的小腳丫錯位踩在一起，一只只“小腳趾”里分布著實驗室、醫(yī)療區(qū)、錄影棚和起居室等。其中，最大的艙里有一個可讓潛水器?？康脑鲁?，潛航員也可以從那里進入海底。此外，2層圓形結(jié)構(gòu)通過螺旋坡道連接，旨在鼓勵潛航員們多開展體育運動。螺旋坡道兩端連接了內(nèi)部的公共空間，包括客廳、廚房、餐廳和工作區(qū)等，這些設計讓人感受到家的舒適。這些“腳趾”可以增加或分離，以適應不同用戶的特殊需求。水下棲息地的設計呈模塊化，今后有很多方式可以對其進行升級和擴展，以促進諸多研究領域的發(fā)展。

“Proteus”由風能、太陽能和海洋熱能轉(zhuǎn)換提供動力。此外，“Proteus”還將建成一個水下溫室，以便于探險家們通過種植獲得新鮮食物。在海底，最大的2個挑戰(zhàn)莫過于與世隔離和缺乏自然光線?！癙roteus”的中心空間將為居住者的身體健康、社交關系和團隊協(xié)作等提供更多支持。有了“Proteus”，科學家們可以日夜不停地潛水，而無需在2次潛水之間進行數(shù)小時減壓。就像宇航員在太空一樣，科學家可以在水下連續(xù)待數(shù)周乃至數(shù)月。

“Proteus”開辟了藥物研發(fā)、可持續(xù)的食品生產(chǎn)以及氣候變化等研究更廣闊的空間，其中最可能推動的是藥物研究和新藥發(fā)現(xiàn)。伊利諾伊州中西部大學藥理學教授亞歷杭德羅·梅耶進行的跟蹤研究顯示，自1969年以來，美國食品藥品監(jiān)督管理局已經(jīng)批準了12種海洋藥物。這些藥物包括從各種魚類、海綿和其他海洋動物身上提取的治療癌癥、疼痛和皰疹的化合物。此外，目前還有超過24種以海洋為基礎的藥物正在臨床研發(fā)中。

生物制藥的早期研究通常是收集和測試從海洋中回收的數(shù)以千計的標本。而“Proteus”的存在將使研究人員能夠在設施內(nèi)部和外部建立容器，使科學家能夠觀察到?jīng)]有受到壓力的完整群落和植物。

加州斯克里普斯海洋學研究所海洋學和藥學教授威廉·芬尼科認為，雖然生活在水下實驗室的潛水者能夠進行較長時間的探索，但探索的距離仍然有限。因為新藥的發(fā)現(xiàn)基于多樣性和大量的測試材料，考慮到這一限制，法比恩·庫斯托也有意突破18米的深度，希望未來在水下183米左右建造Triton實驗室。法比恩·庫斯托研究團隊還將通過使用自主水下機器人，去探索水下約610米的深度。

據(jù)美國國家海洋和大氣管理局人員估算：盡管海洋覆蓋了地球表面的71%，但人類迄今只探索了其中的5%，繪制的海洋地圖不到20%。而與探索海底世界相比，太空探索卻獲得了更多的關注和資助經(jīng)費。法比恩·庫斯托表示：“希望通過‘Proteus讓人們更加關注海洋，并最終建立一個世界范圍的水下研究網(wǎng)絡。對于人類的生存及未來發(fā)展而言，研究海洋要比征服太空重要1000倍。這是我們的生命維持系統(tǒng)，這正是我們存在的原因。我在強調(diào)海洋研究的同時，也是太空探索的堅定支持者，因為兩者在本質(zhì)上是相似的，都需要人類在極端條件下與世隔絕地進行探索?！?/p>