“蛟龙”:挺进深海

一声汽笛,“蛟龙”号再赴征途。初夏季节,它搭乘“向阳红09”船驶离江阴,奔向3000公里外的马里亚纳,那是地球上最深的海。

科技部副部长王伟中说,“我国具备挑战载人深潜7000米级的技能,这是各方紧密地通过协同创新而取得的重大成果。”

蛟龙团队肩负着全国的期待,却无法断言海试会一帆风顺。此番挑战,并非轻松的例行任务,而是充满艰险的拓荒。

5000米级的一次下潜,让潜航员付文韬记忆犹新:返回到水面时突降暴雨,阵风达到8级,能见度很低。“近半个钟头,母船始终找不到我们的踪影。”付文韬说,当时有可能在海面飘荡整晚,这是非常危险的。幸运的是,船上的高清摄像机最终找到了“蛟龙”号。

海试不可能排除不测因素。7000米级海试也是一波三折。

沧海横流显英雄

刚出长江口,“向阳红09”船就得知继续前行会碰上台风“玛娃”,只好抛锚等待。到达预定海域后,受西太平洋热带风暴“古超”影响,第一次下潜试验推迟了。

一直到6月15日,“蛟龙”号才正式吹响7000米级海试开始的号角。这是“蛟龙”号的第46次下潜。46是按照国际惯例,从潜水器第一次下海开始的连续编号。

入水后3个多小时,“蛟龙”号达到6671米的最大下潜深度——这已经刷新了世界纪录。监控屏幕前,海试现场总指挥刘峰满意地鼓掌。回到甲板上,三名试航员接受了例行的欢迎仪式——几桶海水从头浇到脚。

然而,这次海试也暴露了问题:潜水器数字通信在深海中断;主液压源预报警;两只推进器运行不正常;可调压载系统不启动。技术人员一一解决了这些问题。

不料,第二次下潜前,潜水器液压系统的管道又出现故障。排查后,工作人员发现了问题:一根管子由于锈蚀而破裂。为了彻底杜绝隐患,工作人员换掉了“蛟龙”号上16根同样的管子,海试不得不再次延迟。

第二次下潜6月19日才开始,这次顺利下潜到6965米。新的问题又出现了:可调压载系统无法正常实现排水功能,这不影响安全,但会让上浮变慢。大家为此加班到半夜,排除故障。

第三次下潜,最大深度6963米。继续排查故障。

在这几次下潜试验中,逼近7000米的“蛟龙”号并不急于撞线。他们按照计划,逐一验证功能,力争在各项考核上都拿到高分。

“反复试验是为了把问题逼出来,不让它潜伏。”海试临时党委书记刘心成说,“这种严谨求实的作风是载人深潜精神的‘魂’。”

在今年的下潜期间,潜水器拆装维修的程度,超过了以往任何一次海试,就是为了对可能出现的故障进行充分试验。

“整个海试都是在发现问题、解决问题中度过的,我们不怕出现问题、故障,海试就是为了解决设计中存在的问题的。”“蛟龙”号副总设计师胡震说,如今与1000米级海试相比,“故障解决时间大大缩短,解决能力大大增强,这是试验积累的经验。”

几年来,海试队员就是这样稳扎稳打,一步步向深海进发。

6月24日,“蛟龙”号的第49次下潜开始了,风力大于6级,早晨5点,在滂沱大雨中,身着红白戎装的潜水器,在A字架吊车的牵引下,缓缓离开母船的怀抱,接着扑向大海。很快,潜水器以每分钟41米的速度,向深海进发。

1109米,3759米,5188米,这些曾经带给海试队巨大困难和荣誉的熟悉深度,今天被“蛟龙”号甩在了身后。

当下潜深度突破7000米时,刘峰、刘心成不约而同地起身带头鼓掌,刘峰眼中闪烁着泪花。

9点25分,通过水声通信系统,在马里亚纳海沟的7020米深度,叶聪代表同行的杨波、刘开周两名试航员,清晰地向外层空间送出来自海洋深处的声音。

“等到了多少年,我们终于等到了这一天。”试航员叶聪在6月24日的日记里这样写道。

进入“深潜俱乐部”

“10年前,我们和世界说,要到7000米深度去。这是我们主动提出的,没人逼我们干。”海试团队里一位资深专家说,“但从那时起,7000米就成了一条无形的线,一天不到,这条线对我们来说就是无形的压力。”

“蛟龙”号撞线7000米后,又下潜两次,达到了7062米的最大深度。整个海试过程中,潜水器的两百多项功能和性能指标得到了逐一验证。这标志着“蛟龙”号顺利结束了试验阶段。

从下潜几十米到6000米,美、法、日、俄四国差不多花了50年。这50年间,中国完全缺席。而“蛟龙”号则用10年时间,赶超了世界强国。

美国《华尔街日报》的一篇报道,将“蛟龙”号深潜称为中国在高风险科技领域与美国竞争的标志性事件。

这篇报道指出:伴随着深海矿藏越来越有利可图,美在该领域也可能被中国超越。

随着“蛟龙”号证明其深海工作的实力,科学资源宝库向中国人打开了大门。

首先,海底大量的多金属矿产,比如锰结核的开发,离不开深潜技术的帮助。其次,深潜技术还能大幅降低油气勘探成本。“在‘蛟龙’项目论证阶段,中海油就很支持,因为他们感到深潜的技术缺乏。”

中国船舶重工集团公司原总工程师方书甲说。

不仅如此,海底电缆维修等工程任务,也是需要深海潜水器发挥的领域。

方书甲告诉记者:“蛟龙”号可以在海底布放地震探测装置,通过浮标和卫星传递给科学家,通过装置研究海啸等现象,这是拖船等设备做不到的。另外,海底生物、海底热流和可燃冰也只能通过深潜去研究。

这样的场景不遥远:科学家搭乘“蛟龙”号,在海山、洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底地形进行机动、悬停、正确就位和定点坐坡,有效进行地质、化学、环境和生物科学考察。

实际上,据刘峰介绍,明年4月到5月,“蛟龙”号很可能开赴南海,将水深4000多米的南海盆地底部进行勘测。

深海是研究地球科学和生命起源的突破口,无法获取深海第一手信息是研究的瓶颈。与其他深潜设备相比,“蛟龙”号最适合“解剖麻雀”,明年有望带1到2名科学家下到海底,观察、甄别取样。

南海试验完后,“蛟龙”号可能在明年晚些时候在西南印度洋热液硫化物区开展作业,也可能奔赴东太平洋开展多金属结核区详查,为日后的开采圈划采矿小区,然后去东太平洋热液硫化物矿区下潜。一年总作业时间约为150天。

“有了‘蛟龙’号,我们算是跨入了世界载人深潜高技术俱乐部。”“蛟龙”号副总设计师崔维成说。

带动深海科技热

“通过‘蛟龙’号,我们真正掌握了大深度载人潜水器的设计和集成技术。”崔维成说,在“蛟龙”号的带动下,相关技术的水平得到了大幅提高,这是用钱买不来的。

从“九五”起,中国开始设立海洋技术领域,但很少涉及大装备技术。一个五年计划只支持某一种深海装备研发。

但如今,深海潜水器技术与装备已列入国家863计划“十一五”重大项目,已经支持了包括ROV(遥控潜水器)、AUV(自主潜水器)、深海钻机、水下滑翔机等大型深海装备研发,从点到线,未来还将实现谱系化。

中科院沈阳自动化所研究员张艾群评价说:“没有‘蛟龙’号的影响和显示度,国家在这方面投入不可能大幅度增长。”

崔维成介绍说,2010年开始,中国在总结“蛟龙”号已有经验的基础上,吸收国外先进设计理念,展开4500米载人潜水器的研制。其载人球舱、高压海水泵、锂电池和推进器都在研制当中。4500米载人潜水器更加考虑经济性,成本预计比“蛟龙”号要低40%左右。

除此以外,今年5月底,正在研制的中国深海空间工作站系统也首次向公众展示。这种深海空间站形状像一艘小潜艇,可以让12人的团队在1500米以下的深海待上至少十几天。

中船重工702所副所长颜开表示,与“蛟龙”号相比,深海空间站的身躯可能重达几百吨至几千吨。“与用水面船控制潜水器进行水下作业相比,利用深海空间站进行水下作业,可避免海面上狂风恶浪的影响。”

研制这么一个大家伙,得突破大潜深结构设计、特种材料及建造工艺、水下设施承压密封等关键技术。而“蛟龙”号的经验将为此提供借鉴。

为“蛟龙”号提供保障的深海基地也在建设当中。据悉,位于青岛的基地有望年内开工。一期工程计划用两年时间建成,初步满足业务化运行要求,届时,试验母船和“蛟龙”号将在深海基地“安家落户”。中国将成为继俄罗斯、美国、法国和日本之后世界上第五个拥有深海技术支撑基地的国家。

不仅如此,建造专业化工作母船的可能性正在讨论;中国还计划从明年起招收8-10位潜航员。各项工作正有条不紊地推进。