從某種角度看,去深海比去太空更難?,F(xiàn)在,全世界有600 多人去過地面100 公里以上,而去過深海1 萬米的只有40 余人。
二十年前,大學(xué)剛畢業(yè)一年的葉聰加入剛立項(xiàng)的“蛟龍”號團(tuán)隊(duì),從此開始見證中國載人深潛從空白到領(lǐng)跑。
2020 年11 月10 日,葉聰擔(dān)任總設(shè)計(jì)師的“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底10909 米,創(chuàng)下萬米紀(jì)錄。
如今,作為載人深潛技術(shù)的帶領(lǐng)者,葉聰更希望傳達(dá)的是:深潛裝備是安全和高效的,會把科學(xué)家一次次送至他們向往的未知之處,帶回他們想要的樣本和數(shù)據(jù),累積起足以支持國際科學(xué)計(jì)劃的信息。
走進(jìn)中國船舶科學(xué)研究中心,會看到我國3 臺載人潛水器的一比一模型。從左至右分別是:“奮斗者”號、“深海勇士”號和“蛟龍”號
“蛟龍”號是我國第一臺大深度載人潛水器,目標(biāo)深度定在7000 米,主要服務(wù)于國際海底。但是深海中還有方方面面的需求和場景,比如海底作業(yè)、搜尋打撈等,一臺“蛟龍”號解決不了所有問題。
綜合考慮,基于國內(nèi)的技術(shù)力量,國家決定造一臺新的潛水器,目標(biāo)定在4500 米——這就是“深海勇士”號,用了8 年時間。
2010 年前后,全世界興起了第二次對深海的探索熱潮。在對國內(nèi)的設(shè)計(jì)和制造水平進(jìn)行了評估后,又有了在5 年內(nèi)完成一臺萬米級載人潛水器的研發(fā)和應(yīng)用計(jì)劃,于是就有了現(xiàn)在的“奮斗者”號。
“奮斗者”號在創(chuàng)造深海萬米紀(jì)錄后,已于去年開始了常規(guī)科考。最近,“奮斗者”號正在南海開展工作,今年的萬米下潛航次也在走外交程序。因?yàn)槲覈茌牭暮S蛩钜话悴怀^6000 米,所以,“奮斗者”號要做深淵下潛,一般不在我國海域,這就涉及到外交程序,包括申請、報(bào)備等。
關(guān)于潛航員,“深海的哥”是一個很形象的比喻:每天在熟悉的路線,用熟悉的交通工具(潛水器)帶不同的乘客(科學(xué)家)下潛。
英雄才冒險(xiǎn),“深海的哥”更注重專業(yè)和責(zé)任:帶乘客去想去的地方,同時保證乘客的安全和舒適?!暗母纭币邆渑袛喹h(huán)境的能力,比如遇到水流或懸崖時怎么處理。
必要時出于安全和規(guī)則考慮,“深海的哥”有權(quán)中止旅程。如果當(dāng)天海況不好,“的哥”可能就不上班了。
葉聰說:“以前看過‘用直升機(jī)削鉛筆’之類的挑戰(zhàn),現(xiàn)在對潛水器的水下作業(yè)也提出了這樣精細(xì)的要求。比如,做熱液(俗稱‘海底黑煙囪’)方面的研究,就要去深海中找‘黑煙囪’。找到了,只能懸停在‘煙囪’旁邊。空氣中的煙囪會順著氣流方向飄,深海中的也一樣,我們不能‘迎風(fēng)作業(yè)’,否則渾濁的水流會影響視線……”
另外,如果潛水器有技術(shù)故障,“的哥”也要很清楚,就像司機(jī)一定要對自己的車非常了解。比如,聽到異響或儀表報(bào)警,要能判斷并決定是繼續(xù)作業(yè)還是中止作業(yè)。
那么,去深海萬米,有哪些技術(shù)挑戰(zhàn)?
葉聰說:“設(shè)計(jì)潛水器不像裝修房子,你可以到網(wǎng)上看各種材料,在家里裝出一個很好看的餐廳或書房。我們面臨的情況是市場上沒有現(xiàn)成的材料,一切需要定制。比如球形的載人艙,原則上肯定是越大越好,窗戶越多越好。但是,一個鈦合金球殼如果做得很大,厚度也會變大,焊縫變厚,就要砸很多板,板越來越厚,它的均勻性怎么樣?方向怎么辦?加工性能怎么樣……從材料、工藝到檢測和應(yīng)用,整個鏈條都需要做很多優(yōu)化和折中?!?/p>
還有其他方方面面的需求改變。比如,以前“蛟龍”號下到7000 米大概用時3 小時,現(xiàn)在“奮斗者”號下到1 萬多米也是3 個小時。為什么是3 小時?因?yàn)檎麄€流程是12 個小時,這對人體來說是一個挑戰(zhàn),對電池來說也是合理的時間區(qū)段,這就需要把速度加快,這樣才能保證把大量的寶貴時間留給在海底的作業(yè)人員。
葉聰說:“我現(xiàn)在經(jīng)常要做一個解釋:‘奮斗者’號只是全海深潛水器,并不是全海域都能去。具備了去萬米的能力,并不意味著可以去海洋中的任何地方。我們還有很多挑戰(zhàn)要迎接。比如,靠近極地的地方,我們現(xiàn)在還不具備到那里開展冰下作業(yè)的條件。那里的空氣溫度比海水溫度低很多,在那里進(jìn)行軌道覆蓋有一定的難度。另外,要到達(dá)極地海洋需要水面船舶輔助,不僅僅是耐壓材料,還包括防寒材料等。”