比空間站更遙遠的“海洋空間站”

沉舟舟

世界上有一群特殊的潛水員，他們要下潛到幾百米深的海底作業(yè)，作業(yè)結束后回家比宇航員從太空返回地球還費時間，堪稱最孤獨而危險的職業(yè)。這種潛水需要一整套復雜而精密的設備做支撐，被稱為“飽和潛水系統(tǒng)”。

加壓生活艙

潛水員為下潛做準備的地方，也是居住和休息的場所，通常位于一艘大船上。艙內會模擬深海的壓力環(huán)境逐漸加壓，使?jié)撍畣T的身體逐漸適應高壓環(huán)境。加壓艙的前部有個過渡艙，用于與潛水鐘對接時過渡。

潛水鐘

將潛水員送到海底的設備，類似于一臺深海電梯，內部同樣是高壓環(huán)境。潛水員從加壓艙進入潛水鐘，通過潛水鐘絞車，從母船下放到指定深度的海里。潛水鐘還會攜帶氣管、電纜、水管等一起下放，為潛水員提供生命支持。潛水鐘到達目標深度后，潛水員出艙執(zhí)行任務。

生命支持系統(tǒng)

飽和潛水系統(tǒng)的核心部分，為加壓生活艙和潛水鐘提供穩(wěn)定的空氣和熱水，并及時清除潛水員呼出的二氧化碳和產生的廢物，以確保潛水員的生命安全和健康。

高壓逃生艙

與普通逃生艙的區(qū)別就是它能夠營造出潛水員深潛時的高壓環(huán)境，在潛水員需要緊急撤離時，能夠迅速帶著他們升到水面或離開母船，相當于一個“移動”的加壓生活艙。

潛水服與臍帶

潛水員在海里通過一束粗管子與潛水鐘連接在一起。維持潛水員體溫的熱水會通過管子輸送到潛水服，潛水員呼吸的空氣，與外界聯(lián)絡的信號和作業(yè)需要的電能，也靠這束管子傳輸，因此管子也被稱為“臍帶”。

潛水員在海里通過一束粗管子與潛水鐘連接在一起。維持潛水員體溫的熱水會通過管子輸送到潛水服，潛水員呼吸的空氣，與外界聯(lián)絡的信號和作業(yè)需要的電能，也靠這束管子傳輸，因此管子也被稱為“臍帶”。

如果說空間站是宇航員在太空中的家，能夠讓宇航員長期在太空中生活和工作，那么飽和潛水系統(tǒng)就是潛水員在大海里的空間站。潛水員在加壓艙中分為兩到三組，在長達數(shù)天的時間里，輪班乘坐潛水鐘下潛作業(yè)，并回到加壓艙中休息。潛水員全程待在高壓環(huán)境中，直到任務結束才進行一次減壓后出艙。

去往深海，呼吸是個難題

人類想要潛入深海，最需要解決的問題是什么？你可能會說，是呼吸。沒錯，為了能在水下呼吸，人類發(fā)明了水肺式潛水，但這不是萬事大吉，當下潛超過一定深度和時間，潛水員就要面對一種特殊危險——“減壓病”，它會引起暈眩和關節(jié)疼痛，甚至導致殘疾和死亡。

為什么會有“減壓病”呢？這還是跟呼吸有關?？諝獾?8% 都是氮氣，我們呼吸時除了會吸入氧氣，氮氣也會溶解在我們的身體中，到一定量時就飽和不再溶解。但潛水時水越深水壓越大，額外的壓力會使人體內的氮氣溶解度增加，停留的時間越長，人體內溶解的氮氣就越多。當潛水員上浮時，隨著水壓變小，氮氣又會逐漸從血液和組織中跑出來。這時如果上浮速度太快，這些氮氣就會聚集成氣泡，像是可樂中的泡沫一樣在人體內橫沖直撞，造成嚴重的傷害。這就是減壓病。

飽和潛水，打造大海空間站

為了避免減壓病，潛水員在回到水面時，每上浮一段距離就必須停留很長一段時間，以慢慢適應水壓，排出氮氣。幾分鐘的下潛，可能需要十幾個小時來上浮，留給潛水員海底停留的時間非常短暫，消耗的體力也十分巨大。這樣低下的效率，無法適應復雜的海底作業(yè)，于是人們發(fā)明了一套飽和潛水系統(tǒng)。

潛水員在接受嚴格的體檢后，會進入加壓生活艙里。隨著艙內逐漸加壓，潛水員可以提前適應和目標水深一樣的高壓環(huán)境，體內溶解的惰性氣體也會達到飽和。在整個作業(yè)期間，潛水員始終往返于加壓生活艙、潛水鐘和深海三處壓力一致的環(huán)境中，不需要面對減壓病的威脅，可以在深海長時間工作。在全部工作結束后，潛水員在加壓艙中進行一次減壓，才可以出艙返回正常生活中。

此外，過多的氮氣會讓人像喝醉了酒一樣暈眩，就是所謂的“氮醉”，因此生命支持系統(tǒng)給飽和潛水員提供的空氣，是由氧氣、氮氣和氦氣按照一定比例混合而成的。

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既然氮氣這么危險，那在水下可以呼吸純氧嗎？很遺憾，隨著水壓升高，人體耐受的氧氣濃度會越來越低，超過55 米水深時，呼吸正常空氣都會導致氧氣中毒，更不要說純氧了。

飽和潛水，能做什么

飽和潛水員是復雜、孤獨而危險的職業(yè)，需要非常謹慎地進行每個環(huán)節(jié)的操作，稍有差錯就是一去不返。但同時這也是擁有重要價值、不可或缺的工作。

生物啟蒙

·七年級生物下“人體的呼吸”

·你的身體每時每刻都在通過呼吸系統(tǒng)與周圍的空氣進行氣體交換。

01.水下作業(yè)

飽和潛水一開始就是為了石油工業(yè)的水下作業(yè)發(fā)明的，海洋石油開采、海底管道維修等都需要用到它。

02科學研究

飽和潛水技術也被廣泛應用于科學研究中，如海洋生物學、地質學、水下考古等。在這些研究中，科學家需要長時間停留在水下進行采樣、觀測、測量等任務。

03.救援打撈

飽和潛水還可以應用于救援打撈領域，如尋找失事飛機、船舶、潛艇等。

趣味小知識：

1. 潛水員說話像鴨子：潛水員吸入氦氣后，聲調會發(fā)生改變，像唐老鴨一樣又尖又細，十分滑稽。為了解決交流難題，潛水員們配備了變聲器來還原聲音。

2. 高壓吃飯沒味道：高壓環(huán)境下，食物會因為受擠壓而粘在牙齒上，需要使勁咀嚼才能咽下去，并且高壓會使味覺變遲鈍，但為了保持足夠的體力應對海底作業(yè)，潛水員還得多吃高熱量食物。

3. 超長減壓期：飽和潛水員們結束工作后，需要在生活艙里待上一周甚至十幾天來減壓才能返回正常世界，比宇航員從空間站返回地球的時間要久得多。所以他們雖然是在地球上，卻比在太空中的宇航員離家更遠。