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      “蛟龍”再創(chuàng)新功

      2011-09-22 07:15:14劍民
      科學(xué)啟蒙 2011年9期
      關(guān)鍵詞:潛水器蛟龍深海

      劍民

      太空與深海,是人類長久以來一直夢(mèng)想征服的領(lǐng)地。在“嫦娥一號(hào)”開啟中國人探月之門后,漆黑極寒的南海海底也出現(xiàn)了中國人的身影。

      2011年7月28日,我國首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成的載人潛水器“蛟龍”號(hào)在東北太平洋海域進(jìn)行了第三次下潛,最大下潛深度達(dá)5?188米,成功創(chuàng)造了中國載人潛水器新歷史。

      “蛟龍”風(fēng)采

      這條“蛟龍”有著怎樣的風(fēng)采?深海作業(yè)又是怎樣一幅圖景?帶著這些疑問,《科學(xué)啟蒙》小記者第一時(shí)間采訪了設(shè)計(jì)小組的科學(xué)家。

      本領(lǐng):勘探海底資源

      小記者:請(qǐng)問“蛟龍”號(hào)有哪些本領(lǐng)?

      科學(xué)家:“蛟龍”號(hào)可以對(duì)多金屬結(jié)核資源進(jìn)行勘查,通過攝像、照相對(duì)多金屬結(jié)核覆蓋率、豐度等進(jìn)行評(píng)價(jià);可執(zhí)行水下設(shè)備定點(diǎn)布放、海底電纜和管道的檢測等復(fù)雜作業(yè)。

      小記者:“蛟龍”號(hào)又突破了哪些技術(shù)?

      科學(xué)家:“蛟龍”號(hào)是我國第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的深海載人潛水器。從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì),全部由我國工程技術(shù)人員自主完成??傮w裝備和海上試驗(yàn)也由我國獨(dú)立完成?!膀札垺碧?hào)的耐壓結(jié)構(gòu)、生命保障、遠(yuǎn)程水聲通訊、系統(tǒng)控制等關(guān)鍵技術(shù),都是我們自己突破的。

      小記者:這次5?000米級(jí)海試有何意義?

      科學(xué)家:去年“蛟龍”號(hào)潛入3?759米深海后,我國成為繼美國、法國、俄羅斯、日本之后第五個(gè)擁有3?500米大深度載人深潛技術(shù)的國家。雖然前四國均已有可下潛6?000米甚至6?500米的載人潛水器,但目前經(jīng)常下潛的深度還是在5?000米以內(nèi)。這次海試成功,意味著我國載人深潛水平進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

      操作:機(jī)械手臂采集樣本

      小記者:深海里工作環(huán)境怎樣?“蛟龍”號(hào)靠什么獲取勘探樣本?

      科學(xué)家:對(duì)潛航員來講,海平面以下200米幾乎一片黑暗。他們靠聲納系統(tǒng)知道哪里有魚洞、哪里是坑、哪里的障礙物需避開。潛航員在封閉的、狹小的載人艙里,一坐就是八九個(gè)小時(shí),需要有超人的耐力和心理承受力。至于如何獲取勘探樣本,首先要由導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定向、定高、定深和定位,然后用“蛟龍”號(hào)裝備的機(jī)械手進(jìn)行采集樣本作業(yè)。

      小記者:如何保障人員安全?

      科學(xué)家:國際領(lǐng)先的保障人員安全的技術(shù),我們都已掌握。安全問題關(guān)鍵是處理好重量與浮力的關(guān)系,只要有足夠的浮力,潛水器就能浮上來。緊急情況下,可把攜帶的鐵塊、蓄電池箱、采樣籃扔掉。如被海草纏住,“蛟龍”號(hào)將自行“斷臂”,拋棄機(jī)械手。最糟糕的是陷入淤泥,如果遇到這種情況,“蛟龍”號(hào)的報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)射浮標(biāo)到海面,母船會(huì)立即到位進(jìn)行施救。

      載人深潛意義深遠(yuǎn)

      海洋,是生命的起源。

      幽暗的大海深處究竟是什么樣子?那里藏著多少奧秘?以前,我們只能想象和假設(shè),為那未知的海底世界勾畫出或絢麗、或神秘、或恐怖的形象,直到某一天,我們不再滿足于想象,而是更希望能親眼見證。

      人類開始用各種方式潛入大海,一次次潛入更深的海底,從此,這一未知的世界才慢慢揭開了神秘的面紗。

      海底資源開發(fā)和利用

      1855年,有一個(gè)德國人建造了一個(gè)大鋼球,用繩子系著沉入海里,人坐在鋼球里可以潛入75米深的海底去撈取沉船上的財(cái)寶。是的,財(cái)寶或許是最初促使人們探索深海的直接動(dòng)力,但是,海洋本身就是財(cái)寶,在那片寧靜的海底蘊(yùn)藏著巨大的財(cái)富,就看你想不想知道,能不能發(fā)現(xiàn),有沒有能力獲取。

      發(fā)達(dá)國家對(duì)海洋探測的興趣由來已久。

      深海技術(shù)被認(rèn)為是與航天技術(shù)、核能利用技術(shù)并列的高新技術(shù)領(lǐng)域,而載人深海潛水器則被認(rèn)為是海洋開發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展制高點(diǎn)之一,體現(xiàn)著一個(gè)國家的綜合技術(shù)力量。在“蛟龍”號(hào)誕生之前,世界上只有美國、日本、法國、俄羅斯四個(gè)國家擁有載人深潛器。這些國家的深潛器的最大工作深度為6?500米,而“蛟龍”號(hào)設(shè)計(jì)的最大工作深度為7?000米,具備深海探礦、海底高精度地形測量、可疑物探測與捕獲、深海生物考察等功能,理論上它的工作范圍可覆蓋全球99.8%的海洋區(qū)域。

      探索深海生命的秘密

      1977年,美國《國家地理》雜志報(bào)道了美國地質(zhì)學(xué)家的一個(gè)驚人發(fā)現(xiàn)。他們乘坐“阿爾文”號(hào)在東太平洋加拉帕戈斯海底裂谷航行時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)充滿生命的熱泉口。這些奇怪的熱泉溫度竟然高達(dá)350℃。更奇怪的是,在熱泉口附近浮游著各式各樣前所未見的生物:大得出奇的紅蛤和海蟹、血紅色的管狀蠕蟲……這個(gè)在沒有陽光的大洋深處、在超過沸點(diǎn)的海水里、在高壓的深海環(huán)境下的生命系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)后,便成為生命形成和演化方面“無法解答的復(fù)雜謎題”。

      之后,美國科學(xué)家破譯了這種特殊生物的基因圖譜。這種微生物可以在溫度極高的海水中以二氧化碳為生。這項(xiàng)研究確定了自然界中除了細(xì)菌和包括人在內(nèi)的真核生物以外,還有第三種生命形式。

      載人深潛“之最”

      最多:俄羅斯

      俄羅斯是目前世界上擁有載人深潛器最多的國家,最著名的是1987年建造完成的“和平一號(hào)”與“和平二號(hào)”兩艘6?000米級(jí)深潛器,電影《泰坦尼克號(hào)》里的很多鏡頭就是它們探測的畫面。

      “和平一號(hào)”還有一位大名鼎鼎的乘客——俄羅斯總理普京,他曾在2009年搭乘“和平一號(hào)”深潛至世界上最深的淡水湖貝加爾湖的水面下大約1?400米處,探查新能源“可燃冰”。

      最深:10?916米

      世界最大載人潛水深度為10?916米,由美國 “的里雅斯特”號(hào)深潛器保持,這個(gè)紀(jì)錄至今已保持了51年。1960年1月,兩位美國科學(xué)家曾乘坐“的里雅斯特”號(hào)潛入馬里亞納海溝進(jìn)行科學(xué)考察。

      最傳奇:“阿爾文”號(hào)

      “阿爾文”號(hào)是世界上著名的深潛器,服務(wù)于美國的一家海洋研究所,從1964年6月5日下水至今已工作47年。

      “阿爾文”號(hào)的主要用途是科學(xué)考察,偶爾也要完成一些其他緊急任務(wù)。1966年初,在西班牙東海岸,美國空軍的一架空中加油飛機(jī)在給一架轟炸機(jī)加油時(shí),兩機(jī)相撞,墜毀在附近海岸。墜毀的轟炸機(jī)上攜帶著4顆氫彈,3顆落在西班牙本土,1顆則消失在地中海里。美國海軍不得不求助于建成不久的“阿爾文”號(hào)。一個(gè)多月后,“阿爾文”號(hào)不負(fù)眾望,在1?000多米深的海底找到了這顆氫彈,一舉成名。

      1986年,“阿爾文”號(hào)再建新功,它成功地參與了對(duì)泰坦尼克號(hào)沉船的搜尋和考察。

      “蛟龍”號(hào)引領(lǐng)先進(jìn)技術(shù)

      “蛟龍”號(hào)最大工作設(shè)計(jì)深度為7?000米,這一深度預(yù)計(jì)2012年將進(jìn)行海試。

      相比國際上現(xiàn)有的大深度載人潛水器,“蛟龍”號(hào)在技術(shù)上有三大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì):首先,“蛟龍”號(hào)具有先進(jìn)的近底自動(dòng)航行功能和懸停定位功能,便于目標(biāo)搜索和定位,可以在海底自由前后航行。其次,它具有高速水聲通信功能,可以將潛水器在水下的語音、圖像、文字等各種信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)侥复?,母船的指令也可以?shí)時(shí)地傳給潛水器,專家可以現(xiàn)場進(jìn)行指揮。第三,與其他載人潛水器相比較,“蛟龍”號(hào)上的充油銀鋅蓄電池容量是最大的,從而保證了在水下作業(yè)的時(shí)間。

      目前“蛟龍”號(hào)仍是中國唯一一艘載人深潛器??茖W(xué)家透露,他們接下來的目標(biāo)是研發(fā)不同潛深能力的深潛器,形成一個(gè)系列,并提高載人深潛器的國產(chǎn)化比例,降低使用成本。

      “蛟龍”號(hào)成功書寫了中國載人深潛新的神話,也必將揭開中國深海開發(fā)新的篇章。

      (責(zé)任編校:劉國峰)

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