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中国探测世界最深海底技术

参考消息网2025年3月20日报道在太平洋西部的马里亚纳海沟,万米深渊的寂静黑暗被一束耀眼的探照灯打破。2020年11月10日,“奋斗者”号全海深载人潜水器下潜至10909米,在马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。截至2024年底,我国科学家已完成八条全球主要海沟深渊的载人深潜科考,创造多项世界载人深潜作业和科考新纪录,取得一系列原创性重大发现和科考成果……一个个里程碑式的突破,标志着中国深海探测技术实现从跟跑到并跑、部分领域领跑的跨越式发展。

插播:深海探测

从“蛟龙”入海到“奋斗者”探渊,再到如今发起“全球深渊深潜探索计划”,联合全世界深海科学家共同破解深渊地质与生命协同演化之谜,中国深海载人深潜事业走出了一条独具特色的发展道路,正在重绘全球深海探测的科技版图。

回顾:

“奋斗者”号简介

“奋斗者”号是国家“十三五”重点研发计划中深海关键技术与装备专项支持的深海重大科技装备,中国船舶集团第702研究所作为全海深载人潜水器的总体单位。该项目2016年正式立项,主要以“蛟龙”号、“深海勇士”号载人潜水器的科研团队为主,承担了研发任务。

中国“奋斗者”号载人潜水器,融合了之前两代深潜装备的优良血统,不仅采用了安全稳定、动力强劲的能源系统,还拥有更加先进的控制系统和定位系统,以及更加耐压的载人球舱和浮力材料。

4年来,“奋斗者”号科研团队经过方案设计、初步设计和详细设计,攻克了一系列技术难题,今年2月按计划完成了总装和陆上联调,3月开展水池试验。在水池试验过程中,总共完成了包括全流程考核,多名潜航员承担水池下潜培训等25项测试任务。

奋斗者和沧海号组CP探海 中央广播电视总台首次万米深海电视直播

实战:11月10日,由我国自主研制的“大国重器”——万米级全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟最深处——“挑战者深渊”最深区域坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。

风浪中,蛙人艰难安插拖钩。一番周折后,“奋斗者”号终于平安归来。

回顾:最早下潜到这个深度的深潜器叫“特里雅斯特号”,归属于美国军方,但研发者是比利时著名的探险家族皮卡德家族。

图:Trieste 特里雅斯特号

老爷子曾经驾驶高空气球第一个飞到了1.5万米的高空,成功到达平流层。研制特里雅斯特号深潜器的时候,他年事已高,驾驶这艘深潜器的是他的儿子雅克·皮卡德和美国海军的唐·沃尔什。

图:雅克·皮卡德和唐·沃尔什在“大钢球”中

大钢球非常重,根本漂浮不起来,只能建造一个大油箱,里面灌满了汽油,用上万加仑的汽油产生的浮力来吊住这个大钢球。这艘深潜器还带了很多铁沙子,用电磁铁牢牢地吸住。万一出了故障,没电了,电磁铁就会释放,扔掉这些铁沙子,快速上浮。说实话,这个结构其实就是把氢气球的结构移植到了水下。毕竟这是皮卡德家族的家学渊源。

图:特里雅斯特号设计图

到现在为止,深潜器普遍采用的还是这个办法。普通潜水艇是靠高压空气吹除水柜里的水,但在1.1万米的水下,想把水吹出去,力气根本不够,只能靠抛弃配重来实现上浮。特里雅斯特号想要微调浮力,靠的就是那一大罐子汽油。浮力大了,就放掉一点汽油,灌进一点海水。浮力嫌小的话,就丢掉一点铁沙子。总之就是达到浮力和重力的基本平衡,剩下的事儿交给发动机和螺旋桨来控制。

不管怎么说,在深海,任何薄皮的空枪肯定会被压扁,要么做成非常厚的硬壳,要么就把空枪塞满,特里雅斯特号灌满了汽油。现在的深潜器都不采用汽油这么麻烦的东西,而是填充一种由无数玻璃微泡和树脂组成的复合材料,密度只有水的一半,可以产生浮力。而且在极大的压力之下也不会被压坏。当然,该用液体的地方还是要用液体来填充。奋斗者号的锂电池就浸泡在了特殊的油里,不但可以抗压,还有利于散热。

图:一种新型的深海泡沫复合材料

现代深潜器的核心结构还是这个耐压球体,只是换成了钛合金球。钛合金不但够结实,而且耐海水腐蚀。不过钛合金加工非常难,先前蛟龙号的钛合金球直径3米,还是靠俄罗斯帮忙加工的。这一次的奋斗者号用的是我们自己加工的高端钛合金球。这也说明:这几年,技术难关在一个个被我们攻破,我们一直在进步。

图:蛟龙号的钛合金球

现代的深潜器一般都没办法下潜到水下1万米的地方,因为代价实在太大了。即便是特里雅斯特号,也只是在挑战者海渊转了12分钟,立刻见好就收了。除了看上几眼,拍拍照,根本无法开展科学研究工作。

大导演詹姆斯·卡梅伦拍摄电影《泰坦尼克号》的时候,接触到了俄罗斯的深潜器和平号,他爱上了深海探险,于是他自掏腰包专门制造了一个单人潜水器,钛合金球只有1米的直径,算是比较便宜的。他是第2批、第3个下到1.1万米深度的人。但是他也是看一眼就走了,无法开展科学考察工作。

奋斗者号上的3名驾驶员成了第3批下潜到挑战者深渊海底的人。目前为止,到过这个深度的人不过才6个而已。别忘了,奋斗者号可以完成很多复杂的科考工作,和前两艘“只许看,不许摸”相比,我们中国人向前迈进了一大步。

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