挑戰(zhàn)蔚藍極限

吳應清

馬里亞納海溝，全球最深的海溝，它像一座在海底倒立的山峰，最大深度“挑戰(zhàn)者深淵”相當于珠穆朗瑪峰頂疊加一座西岳華山的海拔高度，是已知海洋的最深處。2020年11月10日，“奮斗者”號坐底“挑戰(zhàn)者深淵”，創(chuàng)造了中國載人深潛新紀錄，在世界上首次同時將3人帶到海洋最深處。從“蛟龍”號、“深海勇士”號到“奮斗者”號，中國深潛人用劈風斬浪的數(shù)十年，矢志創(chuàng)新，一次次挑戰(zhàn)著深?？萍嫉闹聘唿c，書寫著一幕幕深海傳奇。

“蛟龍”號的橫空出世，曾歷經(jīng)多少曲折？“深海勇士”號的研發(fā)有哪些難忘瞬間？對深海永不止步的探索有著怎樣的價值和意義？歷任“蛟龍”號副總設計師，“深海勇士”號總設計師，“奮斗者”號副總設計師，中國船舶第七〇二研究所研究員胡震從親歷者角度道出了承載于一代代深潛人心中的那個永不褪色的“深藍夢”。

跨越十年的等待

“7062米”，打破當時服役作業(yè)型載人潛水器下潛的世界紀錄。創(chuàng)造這一奇跡的是我國自行設計、自主集成研制的“蛟龍”號載人潛水器。在其立項之初，我國曾研制過最深可達600米的潛水器，從600米到7000米，是一次超乎尋常的技術跨越，更是中國深潛人用幾十載堅守換來的厚積薄發(fā)。

作為擁有300多萬平方公里海洋專屬經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展中國家，深海技術的發(fā)展對于我國開發(fā)海洋資源，提升國民經(jīng)濟意義尤為重要。從20世紀80年代起，國內一批專家開始將關注點轉向深海裝備技術研究，七〇二所也不例外。

20世紀80年代末，憑借在深海裝備領域的技術優(yōu)勢，七〇二所先后研制出單人常壓潛水器、雙功能常壓潛水器等裝備。懷著一腔報國熱情，1992年至1993年間，七〇二所向原國家科委（現(xiàn)科技部）提出研制6000米級大深度載人潛水器的建議。然而由于種種原因，申請一直未獲批準。

20世紀末，隨著中國大洋協(xié)會在國際海底調查研究工作的深入，對載人潛水器應用的需求越來越迫切。新世紀的鐘聲剛剛敲響，中國大洋協(xié)會組織全國海洋地質、海洋礦物資源、海洋生物資源等領域和部門的院士、專家，舉行了深海運載裝備需求論證會，形成了初步論證報告。2001年1月，國內海洋界10位院士和15位教授級專家以及發(fā)改委、財政部、科技部、外交部的有關領導匯集一堂，進行深入探討，達成研發(fā)載人潛水器的共識。

2001年6月，科技部原部長徐冠華親自到七〇二所視察并聽取載人潛水器研制相關技術匯報?？萍疾扛咝录夹g司隨即著手開展立項論證的有關工作。2001年12月，中國大洋協(xié)會、中國船舶七〇二所、中國科學院沈陽自動化所、中國科學院聲學所、中國船舶七〇一所等單位的專家編寫完成了《7000米載人潛水器總體方案論證報告》;2002年4月國家海洋局向科技部報送了“關于啟動7000米載人潛水器重大專項的請示”。2002年6月11日，科技部批準立項。

十年的堅持，七〇二所迎來了神圣而又艱巨的使命。在國家海洋局的領導和大洋協(xié)會組織下，作為載人潛水器總師單位，七〇二所聯(lián)合沈陽自動化所、聲學所等單位負責載人潛水器的本體研制任務，同時承擔載人潛水器總裝與集成工作。一場深海技術領域的攻堅戰(zhàn)拉開了帷幕。

“蛟龍”入海長民族志氣

大國重器，凝聚中國智慧，背后有無數(shù)埋頭苦干的身影，胡震就是其中一位。

1993年從中國科學院沈陽自動化所研究生畢業(yè)后，胡震進入七〇二所，跟隨后來任“蛟龍”號總設計師的徐芑南院士研發(fā)無人潛水器。國家科研經(jīng)費投入少、條件差，有時工資也發(fā)不了，身邊的許多同事陸續(xù)離開，但胡震卻選擇堅守?！爱敃r所里進行了改革，要求大家向市場要項目、要經(jīng)費。潛水器研制出來后，我們會到處跑市場，雖然所得經(jīng)費很少，但卻做了很多事情，在實際工程應用中我們的技術得到了檢驗。開發(fā)海洋不可能總靠國外的技術，肯定要靠自己，我總感覺國家在這方面遲早是要發(fā)展的?！北M管困難重重，對未來胡震始終充滿信心。

從研制使用ROV（無人帶纜潛器）、AUV（無人無纜自控潛器）到研制載人有纜潛器、載人無纜潛器，一步一個腳印，在實踐中胡震得以迅速成長，逐漸成為七〇二所載人潛水器高技術領域的帶頭人之一。

十年堅守，青年變壯年。2002年，隨著7000米載人潛水器重大專項批準立項，胡震終于迎來自己人生中的第一個“國字號”大項目——研究“蛟龍”號載人潛水器，并擔任副總設計師。

“因為很多老科學家經(jīng)常跟我們說，他們干了一輩子海洋科研，從來沒有遇到過這么大的一個項目。感覺這種機會很難得，所以當時非常興奮?！焙鹫f。

這是一個中國人從未涉足的領域。胡震與團隊成員一起近乎白手起家，許多前所未有的難題擺在他們面前。

一場高難度的持久攻堅戰(zhàn)，首先需要一支兵強馬壯的研制隊伍。而此時七〇二所水下工程領域的人才，有的早已退休，有的轉了崗位，現(xiàn)有年輕的科研人員有銳氣但缺乏經(jīng)驗。面對這支新老交替的隊伍，如何排兵布陣，是一道難題。緊要關頭，已退休準備帶孫子的徐芑南研究員臨危受命，挑起了總設計師的重擔，為這支年輕隊伍注入了強心劑。年輕人學習能力強，接受新東西速度快，在老同志帶領下迅速成長起來。

沒有可參考的模型，不了解相關工藝和技術，不知道去哪里找制造材料，即便是電纜、插頭或者水箱這樣很小的部件，當時國內都沒有研發(fā)，所有的一切對這支隊伍來說都是巨大的挑戰(zhàn)。

很多人以為副總設計師只須統(tǒng)籌決策，其實并非如此。事事親力親為的胡震，被同事稱為“隨時在線的總師”?！膀札垺碧枓佪d裝置的電磁鐵要求耐壓、水密、防腐蝕，為了找到最合適的材料，他把國內60多個相關廠家全部找出來，一家一家打電話。為了這個小部件，他一年半曾去了十多趟上海，最后以廠家的電磁鐵為原型加以改進設計，終于確保了它的安全可靠。

胡震一絲不茍的科學精神和嚴謹認真的工作態(tài)度感染了整個團隊，大家團結一致、攻堅克難。超大深度耐壓、密封、安全技術，深海通信和導航技術，深海復雜環(huán)境下精細作業(yè)等技術紛紛取得突破。2007年8月底，曾經(jīng)無數(shù)次在圖紙上、腦海里、夢里見到的潛水器，終于完成了總裝，成型“出爐”。通過“蛟龍”號的研發(fā)，胡震帶領團隊向世界證明中國已具備深海載人潛水器自主設計、集成創(chuàng)新等核心能力。

作為“蛟龍”號載人潛水器的技術負責人，胡震一直擔任下潛試驗甲板指揮長，以他的專業(yè)和敬業(yè)，帶領技術保障部門及時排除“蛟龍”號潛水器一次次疑難雜癥，闖過一道道坎坷難關，出色完成了技術保障、下潛試驗和故障處理等任務，為順利完成海上試驗發(fā)揮了重要作用。從2009年至2012年，“蛟龍”號接連取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。其中，2012年6月“蛟龍”號成功下潛7062米，更是創(chuàng)造了作業(yè)類載人潛水器新的世界紀錄，宣告了我國深海潛水器已成為海洋科學考察的前沿與制高點之一。

在胡震心里，具備載人到達全球99.8%以上海洋深處進行作業(yè)能力的“蛟龍”號，對于我國開發(fā)利用深海資源有著特殊意義。因為它不只是一個深海裝備，更代表了一種精神，一種不畏艱險、趕超世界的精神。作為我國載人深潛發(fā)展歷程中的一個重要里程碑，正是它吹響了中華民族進軍深海的嘹亮號角。

“蹲下去”是為了跳得更高

“蛟龍”號取得成功后，胡震并沒有停下探索的腳步，而是結合我國深?？茖W研究對載人潛水器的需求，又繼續(xù)開展了4500米載人潛水器的研制，這就是后來被大眾熟知的“深海勇士”號。有人曾問他：“‘蛟龍?zhí)栆殉晒ο聺?000米了，為何還要研發(fā)下潛深度只有4500米的‘深海勇士號？”

其實“蛟龍”號還在進行海上試驗時，研制自主設計自主生產(chǎn)的載人潛水器的想法就被提了出來。海洋平均深度3700米，4500米級潛水器更具實用性。更重要的意義在于，“深海勇士”號從設計到裝備要爭取國產(chǎn)化，真正實現(xiàn)自主創(chuàng)新?！翱梢哉f，下潛7000米的‘蛟龍?zhí)栕屛覀冊谏詈Ｑb備領域‘站起來了，4500米的‘深海勇士號是讓我們‘蹲下去。‘蹲下去是為了做更好的技術積累，為未來跳得更高做準備。”胡震說。

從副手到“統(tǒng)帥”，作為總設計師的胡震肩上的擔子更重了?！?009年到2014年是‘深海勇士號的關鍵技術攻關階段，潛水器上的載人艙球殼、浮力材料、推進器，都是自主研發(fā)的。我們原本設想花三到四年時間來攻關關鍵技術，但實際上花了五六年，中間遇到的困難和挑戰(zhàn)非常多?！焙鹫f。

鈦合金載人艙球殼是潛水器最核心的部件，受制于裝備技術水平，“蛟龍”號的球殼是俄羅斯制造的，這次得靠自己。當時國內沒有相關規(guī)格的材料，也沒有相關的生產(chǎn)工藝，一開始設想的是學“蛟龍”號那套工藝路線?；?年時間形成了一個工藝方案，進行了一些驗證，最后發(fā)現(xiàn)這套工藝路線相對來說還是比較落后，行不通。之后，胡震又帶領團隊轉變思路向國際最先進的工藝路線靠攏。這其中的每一步都走得很艱難，要經(jīng)過反復驗證，測試樣件做了成千上萬件。最終“深海勇士”號載人球殼設計為內徑2.1米的鈦合金球，由厚達91毫米的鈦合金板壓成兩個半球，再焊接而成，從立項到成品花了整整6年，實現(xiàn)了鈦合金從材料到工藝新的突破。

研制載人潛水器的超高壓海水泵也花了大力氣。在深海中要實現(xiàn)密封，要高效加壓，隨著深度的增加結構還不能變形，這種精細的控制很難。胡震帶領團隊前前后后試驗了上百種配方，陶瓷、金屬、高分子等材料都試過，用了5年終于把問題解決。

胡震記得剛接過總師“帥印”時，科技部的一個領導曾對他說：“不要小看‘深海勇士號，從深海技術突破角度來看，它要比‘蛟龍?zhí)栯y度更大，要做好吃苦的準備?！碑敃r雖然壓力很大，但胡震卻很有信心。

因為，通過“蛟龍”號多年的錘煉，從實際設備的加工建造、系統(tǒng)的測試調試、總裝建造到海上試驗，團隊已積累了大量的實戰(zhàn)經(jīng)驗和技術基礎。同時通過“蛟龍”號多年的合作研究，協(xié)作各方在能力上也在不斷提升。另外，國內相關部委部署的攻關和基礎研究，在海洋裝備技術方面也取得了長足進步。在這些基礎上，結合國內其他力量的支持，在“深海勇士”號上實現(xiàn)裝備自主研發(fā)應該有十足把握。

帶領團隊，堅定不移地走深海技術自主創(chuàng)新之路，堅持產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，胡震團隊加班加點，協(xié)力突破了潛水器優(yōu)化設計技術、艙內布局優(yōu)化設計技術、鈦合金載人艙材料和制造工藝研究、超高壓海水泵、充油鋰電池組、推進器、深海照明和高清拍攝等一系列關鍵技術，建立了深海載人潛水器多學科優(yōu)化設計方法和制造技術，形成了載人艙布局優(yōu)化設計方法，建立了載人艙球殼極限承載能力設計計算方法并突破了制造工藝和檢測技術，并在國內首次成功研制出超高壓海水泵和大深度高容量充油鋰電池及電池管理系統(tǒng)。

在設計集成階段，胡震又帶領團隊，嚴把質量與進度，通過潛水器陸上聯(lián)調與水池試驗反復測試，確保了“深海勇士”號載人潛水器一鼓作氣在49天時間內下潛28次，圓滿完成了全部海試任務。2017年12月1日，“深海勇士”號潛水器項目順利通過專家組驗收，交付用戶。

經(jīng)過海上試驗的考驗，“深海勇士”號總體性能優(yōu)異、國產(chǎn)化裝備穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了潛水器“核心技術自主化、關鍵設備國產(chǎn)化”，有力推動了深海裝備技術從集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。

胡震說：“‘深海勇士號載人作業(yè)潛水器是整個深海作業(yè)體系中的一個重要環(huán)節(jié)，我國正在實現(xiàn)潛水器的譜系化，包括載人、無人潛水器，各有側重和互相配合地開展深海作業(yè)，相輔相成。借助這些深海裝備去探索海洋、開發(fā)海洋、保護海洋，將加快我國在建設海洋強國的路上邁出更加堅實的步伐。”

萬米深處續(xù)寫深海傳奇

為保障海試安全，當年胡震未隨“蛟龍”號下潛，而是留在水面把控潛水器下潛過程中的所有技術狀態(tài)。在“深海勇士”號上他圓了下潛夢，十幾個小時的下潛，在胡震看來時間似乎并不漫長，他的注意力完全被周圍的奇觀奇景所吸引。雖沒有《海底兩萬里》描述的那樣奇幻，但周圍的發(fā)光生物、海底的奇怪圖案，甚至這個別樣世界里的荒蕪、靜謐都令他著迷。因為永葆一顆好奇心，所以挺進深海一直是胡震執(zhí)著的方向。

自1993年加入七〇二所，歲月讓青絲變成白發(fā)，但胡震那顆追尋“深藍”夢想的心依舊滾燙?！吧詈Ｓ率俊碧栄兄平Y束，已過知天命之年的胡震還在續(xù)寫深海傳奇——研制11000米級載人潛水器。

作為副總設計師，胡震清楚面臨的挑戰(zhàn)：“到了11000米的深度，水壓會更大，潛水器的相關部件需要使用更好的材料。例如，它的載人艙球殼就需要完全重新研發(fā)一套材料。新的深度對密封和結構技術也提出了新要求。原來的密封模式和結構形式到萬米可能不一定達標，另外一些設備的功能也會因為深度變化受到影響，比如通信、安全控制，高壓和低溫可能導致材料性能發(fā)生改變。如何克服這些變化帶來的影響，都需要一一攻關?！?/p>

在“十三五”國家重點研發(fā)計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項的支持下，以“蛟龍”號、“深海勇士”號載人潛水器的研發(fā)力量為主的科研團隊擔起了攻關重任。融合了之前兩代深潛裝備的優(yōu)良血統(tǒng)，“奮斗者”號不僅采用了安全穩(wěn)定、動力強勁的能源系統(tǒng)，還擁有先進的控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，以及安全耐壓的載人球艙和浮力材料。在鈦合金材料制備及焊接、聲學通信定位等方面實現(xiàn)多項重大技術突破，順利完成了潛水器的設計、總裝建造、陸上聯(lián)調、水池試驗和海試驗收，具備了全海深進入、探測和作業(yè)能力，正式轉入試驗性應用階段。繼2020年11月10日創(chuàng)造10909米的中國載人深潛新紀錄之后，“奮斗者”號載人潛水器又在13日、16日和19日完成3次萬米深潛。在海試過程中獲取的一批沉積物、巖石和海底生物樣品，為進一步開展深淵科學研究提供了第一手資料。

如果說“蛟龍”號標志著中國進入世界載人深潛俱樂部，“深海勇士”號代表中國潛水器可與世界先進潛水器并跑，那么“奮斗者”號就是一次超越，標志著中國載人深潛技術水平可以達到世界領先水平，引領國際潛水器的發(fā)展。

胡震說：“在整個地球的演變過程中，海底萬米級的深淵是人類沒有大量涉足的、長期未受到侵擾的區(qū)域，那里存在著大量化學物質、沉積物、巖石等，許多未知信息有待探索。另外，全球超過6000米深的海溝有20多條，這些海溝都處在兩個板塊俯沖形成的地震帶，到這些地區(qū)進行考察，將對了解地球的結構演變有很大幫助。科學家對這些機制的形成過程，以及那里的生態(tài)系統(tǒng)，都非常感興趣。我們的任務，就是要把科學家們帶到最近的現(xiàn)場去。”

深海蘊藏著地球上遠未認知和開發(fā)的寶藏，但要得到這些寶藏，就必須在深海進入、深海探測、深海開發(fā)方面掌握關鍵技術。不管是進行深海探測還是最終要實現(xiàn)深海開發(fā)，深海進入都是最關鍵一環(huán)，只有深海裝備技術先行，才能將科學家?guī)敫畹暮５?，保障其他兩環(huán)的實現(xiàn)。而深海環(huán)境的神秘莫測，決定了有更多難題會在未來的每個階段出現(xiàn)，深潛人要做的是隨時做好準備，迎接每一個挑戰(zhàn)。

萬米海試成功后，胡震又有了新目標。他說：“載人潛水器的研發(fā)最根本還是要靠基礎材料和技術來突破。結合新材料和新技術的發(fā)展，接下來我們會去研發(fā)定制化程度更高、應用目標更明確的載人潛水器。還會結合人工智能等新領域，實現(xiàn)新的操控模式，減少勞動強度，提升安全性能。未來，像‘透明海洋大科學計劃描繪的那樣，科學家們在實驗室里就能知道海水的運動有著怎樣的規(guī)律、海溫變化如何影響氣候、魚群變化如何發(fā)生。到那時，廣袤的深海將不再神秘，黑暗無邊的大海將變得‘透明可測。”

為實現(xiàn)這個“深藍夢”，胡震又一次站在了起跑線上。