“奮鬥者”號載人潛水器(資料照片)。
11月28日,“奮鬥者”號的母船——“探索一號”科考船抵達三亞市南山港,受到熱烈歡迎。
海南三亞,南山港。
28日8時30分許,一陣汽笛聲響,創造了10909米中國載人深潛新紀錄的“奮鬥者”號,完成第二階段海試,勝利返航。
1個多月時間,累計完成13次下潛,其中8次突破萬米。10909米的紀錄,讓人類在大深度載人深潛領域有了新座標。
海底1萬米的世界,有多大魅力?中國的深潛勇士們,經歷了怎樣的艱險?載人深潛精神又將如何助力中國勇攀深海科技高峯?
里程碑!
中國躋身“深潛排行榜”
馬裏亞納海溝被稱為“地球第四極”,水壓高、完全黑暗,是地球上環境最惡劣的區域之一,其最深處約11000米,相當於珠穆朗瑪峯疊加華山的海拔高度。
11月10日清晨,載有3名潛航員的“奮鬥者”號從“探索一號”母船機庫緩緩推出,被穩穩起吊布放入水,近4小時後,“奮鬥者”號成功坐底,下潛深度達10909米,創造了中國載人深潛新紀錄,達到世界領先水平。
從全球範圍看,大深度載人深潛是一道很難逾越的關口。
中國起步晚,卻迎頭趕上。
2012年,7000米級“蛟龍”號載人潛水器問世,創造當時同類作業型載人潛水器下潛深度7062米的世界紀錄;2017年,4500米級“深海勇士”號載人潛水器獲得突破,實現“關鍵技術自主化、關鍵設備國產化”。
而作為科技部重點研發計劃的一個核心研製項目,“奮鬥者”號實現了跨系統、跨單位、跨部門的大團隊合作。“十三五”以來,科技部會同中國科學院、中國船舶集團,組織近百家科研院所、高校、企業近千名科研人員,經過艱苦攻關,成功完成“奮鬥者”號的研製工作。自2020年7月起,“奮鬥者”號先後赴南海、西太平洋馬裏亞納海溝海域分階段進行了海試驗證,累計完成30次下潛,其中8次突破萬米。
中國船舶集團董事長雷凡培説,中國船舶集團作為全海深載人潛水器裝備研製項目牽頭單位,充分吸取“蛟龍”號、“深海勇士”號研製的成功經驗,在“奮鬥者”號研製中,突破了一系列關鍵核心技術,已經具備全海深技術能力,為後續深海探測、深海開發打下了堅實基礎。
萬米深海,從此不再對中國人緊閉大門。
不容易!
關鍵技術護航“萬米潛”
海底1萬米的世界,只有跨過核心技術的門檻,才能得其門而入。
“奮鬥者”號的特殊本領,可以用五個關鍵詞來概括。
——設計。
“奮鬥者”號下潛到萬米深海,還要攜帶3名潛航員長時間穩定作業,設計難度可想而知。設計人員針對超高壓複雜環境,採用多系統融合集成設計,使“奮鬥者”號潛浮速度、艙內空間使用率等指標大幅提升,同時通過載人艙實時監測和評估策略,實現潛水器優良的機動性能和安全性能,體現“以人為本”的設計理念。
——抗壓。
在萬米深海,水壓超過110兆帕,約合1千個標準大氣壓,相當於2000頭非洲象踩在一個人的背上。這種極端壓力條件下,按照載人艙的目標尺寸和厚度要求,以往深潛器使用的材料已經不能滿足要求。科研團隊歷時數年,自主發明了特殊鈦合金材料,又通過攻克高強度、高韌性鈦合金焊接技術,成功解決了載人艙球殼的建造難題。
——操控。
潛水器去到萬米深淵,可不只是“到此一遊”,還要完成岩石、生物抓取,以及沉積物取樣等精準科考作業。這需要靈活的機械手、智能化控制系統和電動觀測雲台。
貼海底自動匹配地形巡航、懸停定位、液壓機械手持重能力超過60公斤……針對深淵複雜環境,“奮鬥者”號實現了高精度航行控制、全景科學觀測、高精準作業取樣等功能。
——通信。
“親愛的觀眾們,萬米的海底妙不可言,希望我們能夠通過‘奮鬥者’號的畫面向大家展示萬米的海底。”成功坐底馬裏亞納海溝後,3位潛航員第一時間通過水聲通信系統分享了他們的心情。
水聲通信是“奮鬥者”號與母船“探索一號”之間溝通的唯一橋樑,實現了潛水器從萬米海底至海面的文字、語音及圖像的實時傳輸。
——浮力。
載人潛水器“下得去”,還得“回得來”。這裏面的關鍵是固體浮力材料。這種材料既要密度低,又要耐高水壓,製備技術難度大,世界範圍內僅有少數幾個國家掌握。經過持續攻關和多番論證,一種高強空心玻璃微球脱穎而出,兼顧了材料的密度與強度,實現了浮力材料的重大突破。
接力棒!
載人深潛精神立典範
可上九天攬月,可下五洋捉鱉——這是幾代中國人的夢想。
與載人航天一樣,載人深潛也秉持了“一棒接着一棒跑”的傳統,形成了一批領軍科學家隊伍。“奮鬥者”號總設計師、中國船舶集團第七〇二研究所副所長葉聰感慨萬千:“‘奮鬥者’號部件的國產化率超過了 96.5%。參研參試人員經歷了無數驚濤駭浪的考驗,向世界最深處進軍是我們不懈追求的目標。”