入地篇：“蛟龍”入海，探秘“龍宮”

本刊實(shí)習(xí)記者 馬云川

入地篇：“蛟龍”入海，探秘“龍宮”

本刊實(shí)習(xí)記者 馬云川

2012年6月30日，在馬里亞納海溝進(jìn)行7000米海試第六次下潛的“蛟龍”號(hào)成功返回母船。此次下潛深度達(dá)7062米，不僅創(chuàng)造了我國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄，也使我國(guó)具備了在全球99.8%的海洋深處開展科學(xué)研究和資源勘探能力，成為繼美、日、法、俄之后第五個(gè)掌握載人深潛技術(shù)的國(guó)家。

海試試驗(yàn)：戰(zhàn)略意義重大

6月21日，以“走向深?！Ｑ竽茉粗袊?guó)策”為主題的“新聞中國(guó)”論壇在京舉辦。在論壇上，國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心副主任車長(zhǎng)波說，2011年我國(guó)油氣產(chǎn)量分別為2.03億噸和1031億方，分別列世界第四和第六位。但我國(guó)石油消費(fèi)也快速增長(zhǎng)，2011年為4.7億噸，天然氣消費(fèi)為1294億立方米，因此，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，油氣不足的壓力會(huì)越來越大。但另一方面，我國(guó)的海洋資源尤其是豐富的深海資源得不到有效的開發(fā)利用，包括70萬(wàn)平方公里油氣資源沉積盆地。其中，石油資源量估計(jì)為240億噸左右，天然氣資源量估計(jì)為14萬(wàn)億立方米，還有大量的天然氣水合物資源，即最有希望在本世紀(jì)成為油氣替代能源的“可燃冰”。

因此，加強(qiáng)海洋深潛研究，提高深?？瓶己唾Y源調(diào)查活動(dòng)的能力，維護(hù)我國(guó)國(guó)家主權(quán)和保障海洋權(quán)益，合理開發(fā)和利用海洋資源尤其深海資源以及帶動(dòng)材料、水聲通信等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，緩解我國(guó)的石油短缺等均具有重大的意義。

我國(guó)的深潛試驗(yàn)始于改革開放以后，是在一窮二白的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。2002年，科技部將“蛟龍”號(hào)載人深潛器研制列為了國(guó)家863計(jì)劃重大專題，啟動(dòng)了“蛟龍”號(hào)載人深潛器的自行設(shè)計(jì)、自主集成的研制工作。

2009年8月，“蛟龍”載人深潛器開始了下潛試驗(yàn)，即1000米和3000米級(jí)海試，取得了巨大的成功。

七千米海試

本次7000米海試開始于6月15日，試潛地點(diǎn)在馬里亞納海溝，北緯11°20，東經(jīng)142°11.5。據(jù)海試現(xiàn)場(chǎng)的副總指揮崔維成介紹說，第一次下潛的潛航員為葉聰、楊波，目標(biāo)是達(dá)到2011年5000米海試時(shí)的整體技術(shù)狀態(tài)，同時(shí)全面驗(yàn)證潛水器的功能和性能，檢驗(yàn)潛水器在經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)后的狀態(tài)。此次下潛深度為6671米。

6月19日，“蛟龍”號(hào)進(jìn)行了第二次下潛試驗(yàn)。試驗(yàn)的主要內(nèi)容是開展近底巡航、照相、攝像海底微地形地貌測(cè)量，并坐底完成沉積物及海水取樣、標(biāo)志物布放等作業(yè)，最大下潛深度達(dá)到6965米?！膀札垺碧?hào)海試現(xiàn)場(chǎng)總指揮劉峰介紹說，在本次下潛中，“蛟龍”號(hào)的可調(diào)壓載系統(tǒng)無(wú)法正常實(shí)現(xiàn)排水功能，預(yù)計(jì)需要一天時(shí)間徹查故障原因，進(jìn)而排除故障并完成潛水器的例行維護(hù)。

6月22日，“蛟龍”號(hào)進(jìn)行了第三次下潛試驗(yàn)。據(jù)深海試驗(yàn)指揮部發(fā)布的信息，此次下潛才海底作業(yè)近3個(gè)消失，6次坐底，取得了3個(gè)水樣，3個(gè)沉積物樣并拍攝到了海底生物，而最大的下潛深度達(dá)到了6963米，但此次的上浮速度比往常慢，比預(yù)定時(shí)間晚了近1個(gè)小時(shí)，原因可能是可調(diào)壓載系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致上浮速度變慢。

6月24日，“蛟龍”號(hào)進(jìn)行了第四次下潛試驗(yàn)，3位潛航員葉聰、楊波、劉開周。此次下潛深度首次突破7000米大關(guān)，達(dá)到了7020米，創(chuàng)造了我國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄，而“蛟龍”號(hào)的設(shè)計(jì)深度即7000米，具備深海探礦、海底高精度地形測(cè)量、可疑物探測(cè)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。

6月27日，“蛟龍”號(hào)進(jìn)行了第五次下潛試驗(yàn)，最大深度達(dá)到7062米。此次下潛取得3個(gè)水樣，2個(gè)沉積物樣，1個(gè)生物樣品，進(jìn)行了測(cè)深側(cè)掃等試驗(yàn)。此外通過布放生物誘餌，吸引了很多海底生物，借機(jī)抓拍了很多照片，完成了全流程驗(yàn)證計(jì)劃。

6月30日，“蛟龍”號(hào)進(jìn)行了第六次下潛試驗(yàn)，也是最后一次下潛。本次下潛是在6900-7000米范圍內(nèi)，即距離海底只有2-3米處航行，以進(jìn)行海底沉積物和礦物的取樣、誘捕海底生物。

海試試驗(yàn)完全結(jié)束以后，蛟龍?zhí)枌⑦M(jìn)入試驗(yàn)性應(yīng)用階段。

“蛟龍”號(hào)：實(shí)現(xiàn)三大技術(shù)突破

參與控制系統(tǒng)研發(fā)的中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所水下機(jī)器人研究中心主任王曉輝介紹說，近底自動(dòng)航行和懸停定位、高速水聲通信、充油銀鋅蓄電池容量是“蛟龍”號(hào)的三大技術(shù)突破：

首先，穩(wěn)定性好。它具備自動(dòng)航行功能，駕駛員設(shè)定好方向后，可以放心進(jìn)行觀察和科研?！膀札垺?號(hào)現(xiàn)在可以完成三種自動(dòng)航行：自動(dòng)定向航行。駕駛員設(shè)定方向后，“蛟龍?zhí)枴笨梢宰詣?dòng)航行，而不用擔(dān)心跑偏；自動(dòng)定高航行，可以讓“蛟龍?zhí)枴陛p而易舉地在復(fù)雜海底環(huán)境中航行，避免出現(xiàn)碰撞；自動(dòng)定深功能，可以讓“蛟龍?zhí)枴北３峙c海面固定距離。

其次，可以實(shí)現(xiàn)懸停定位。一旦在海底發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，“蛟龍?zhí)枴辈恍枰翊蟛糠謬?guó)外深潛器那樣坐底作業(yè)，而是由駕駛員行駛到相應(yīng)位置， “定住”位置，與目標(biāo)保持固定的距離，方便機(jī)械手進(jìn)行操作。在海底洋流等導(dǎo)致“蛟龍?zhí)枴睋u擺不定，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)潛水器晃動(dòng)等內(nèi)外干擾下，能夠做到精確地“懸停”，令人稱道。在已公開的消息中，尚未有國(guó)外深潛器具備類似功能。

最后，深海通信靠“聲”不靠“電磁”。陸地通信主要靠電磁波，速度可以達(dá)到光速。但這一利器到了水中卻沒了用武之地，電磁波在海水中只能深入幾米?？茖W(xué)家研發(fā)了具有世界先進(jìn)水平的高速水聲通信技術(shù)，“蛟龍?zhí)枴睗撊肷詈?shù)千米，采用聲納與母船保持聯(lián)系。

劉保華：須大力發(fā)展深海技術(shù)

目前，在全球能源形勢(shì)日趨緊張的情況下，海洋能源資源已經(jīng)成為了世界海洋開發(fā)與利用的重點(diǎn)，據(jù)《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》報(bào)道，海洋蘊(yùn)藏了全球超過70%的油氣資源，全球深水區(qū)最終潛在石油儲(chǔ)量高達(dá)1000億桶，深水是世界油氣的重要接替區(qū)。近十年來，人們新發(fā)現(xiàn)的探明儲(chǔ)量在1億噸以上的油氣田70%都在海上，其中一半以上又位于深海。因此進(jìn)行深海研究與探測(cè)對(duì)于世界各國(guó)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

國(guó)家深?；毓芾碇行闹魅蝿⒈ＨA介紹說，1000米以上的深海占整個(gè)海洋的49%以上，這里蘊(yùn)藏著豐富的多金屬錳結(jié)核、富鈷結(jié)殼和熱液硫化物等金屬礦產(chǎn)資源，石油、天然氣和可燃冰等深海氣資源以及貽貝、管蟲、磷蝦等深海生物基因資源，這些都是人類未來發(fā)展必不可少的戰(zhàn)略性資源。同時(shí)深海在地球科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等許多領(lǐng)域具有重大的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。

資料鏈接：發(fā)達(dá)國(guó)家下潛深度

美國(guó)：美國(guó)于第二次世界大戰(zhàn)以后率先進(jìn)入這一領(lǐng)域，成為載人深潛領(lǐng)域的領(lǐng)先者。1964年6月5日下潛的“里亞斯特”號(hào)深潛器，下潛深度為10916米，是世界上迄今為止的最大深度。

俄羅斯：俄羅斯擁有世界上最多的載人深潛器。最著名的即“和平一號(hào)”和“和平二號(hào)”兩艘6000米級(jí)深潛器。2009年8月1日，時(shí)任俄羅斯總理的普京即搭乘“和平一號(hào)”至貝加爾湖考察“可燃冰”。

日本：1989年，日本建成了潛深為6500米的載人潛水器。其特點(diǎn)是裝有三維水聲成像等先進(jìn)的觀察裝置，可旋轉(zhuǎn)的采樣籃使操作人員可以在兩個(gè)觀察窗下進(jìn)行取樣。這是其他潛水器做不到的。

法國(guó)：法國(guó)1985年研制成的“鸚鵡螺”號(hào)潛水器最大下潛深度可達(dá)6000米，累計(jì)下潛了1500多次，完成過多金屬結(jié)合區(qū)域，深海海底生態(tài)等調(diào)查，以及沉船、有害廢料等搜索任務(wù)。