最大下潜深度达7062米!2012年6-7月“蛟龙”号深海载人潜水器在7000米级海试中,创造了中国载人深潜新纪录。“蛟龙”号也一跃成为世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。6年过去了,“蛟龙”号又开展了哪些工作?取得了怎样的成果?未来将如何继续发挥重要作用?蛟龙、海龙、潜龙等组成的深潜器新矩阵,将怎样助推新时代中国深海科技事业大踏步前进?今天,“新时代·新本领”栏目带您走进“蛟龙”号母港——国家深海基地,一探究竟。

青岛鳌山湾畔

  5月的青岛鳌山湾畔,满目苍翠,碧波荡漾。

  这里10年前只是一个普通的近海渔场,如今已建成我国首个国家深海基地。

国家深海基地(李成 摄)

  国家深海基地不仅在国内史无前例,而且是继俄罗斯、美国、法国和日本之后,世界上第5个深海技术支撑基地,对于维护国家的海洋安全和海洋权益具有长远战略意义。“蛟龙”号深海载人潜水器,即安家于此。

  高超技能铸就探海重器,可进入全球99.8%的海洋区域

  红色顶盖、白色舱体,厚厚的外壳、坚固的支架,鱼一样的线条……走进国家深海基地,“蛟龙”的飒爽身姿即映入眼帘。

国家深海基地里的“蛟龙”号1:1高仿真模型(视觉中国)

  “蛟龙”号潜水器长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米,重约22吨。“多方面技术突破和创新铸就了我国的‘蛟龙’。”国家深海基地管理中心副总工程师丁忠军向我们介绍。

  ——潜得深,大深度作业

  要潜入深海,首先面临的问题就是巨大的海水压力。深度每增加10米,压力就增加一个大气压。“蛟龙”号要下潜到7000米,海水产生的压力为700个大气压。“这是一个什么概念,也就是说‘蛟龙’需要承受的压力,相当于14座埃菲尔铁塔的重量。”“蛟龙”号创建了7000米级载人潜水器安全性设计技术体系,在国际上首次成功解决了超高水压下大直径大开口钛合金载人舱和系统设备的安全可靠性挑战,确保具备大深度作业能力。

  很多人可能都知道,著名导演卡梅隆曾使用“深海挑战者”号深潜器,下潜深度达10898米。那么这个记录和“蛟龙”号创造的7062米深潜记录有没有可比性呢?

国家深海基地管理中心副总工程师丁忠军介绍“蛟龙”号主要技术优势(李成 摄)

  采访中,专家解答说,“深海挑战者”仅仅是探险型深潜器,仅供一人乘坐,并不具备深海作业能力。而“蛟龙”号则是作业型深潜器,可搭载3人,具备深海科考能力。

  ——定位准,精准悬停作业

  “蛟龙”号拥有高精度定点悬停作业能力。一旦在海底发现目标,“蛟龙”号不用像大部分国外深潜器那样坐底(指潜航器完全降落至海床上),驾驶员只要行驶到相应位置,与目标保持固定的距离,然后停下,再用机械手进行操作;而且“蛟龙”号可以稳稳“定住”,避免海底洋流等导致自身摇摆不定和机械手运动而带动潜水器晃动等情况的干扰。

“蛟龙”号机械臂在海底获取岩石样品(新华社)

  ——传输稳,高超的水声通信技术

  潜水器一般都配备有母船,为潜水器作业提供支持和维护。载人潜水器能否与水面上的母船及时取得联系,关系到潜水器和下潜人员安全,水声通信能力是成功下潜的关键因素,“蛟龙”号拥有先进的水声通信能力。

  “‘蛟龙’号研制了国际首例可传输图像、数据、文字和语音等信息的潜水器水声通信系统,在115分贝恶劣背景噪声条件下实现了最远8.6千米、最大数据率10千比特/秒的稳定通信,达到国际领先水平。”丁忠军说。

  此外,“蛟龙”号还配备并搭载了时间序列热液保真取样器、多级原位海水微生物采集系统、多参数测量传感器、岩芯取样器等系列化作业工具,支撑了其对巨型生物、微生物、岩石、水体、沉积物、热液流体等高保真样品的采集,实现了温度、盐度、浊度、溶解氧等参数的原位测量。

  ……

  2009年-2012年,“蛟龙”号开展了为期4年的海试,成功通过了各项性能指标的验收。

“蛟龙”号和其母船“向阳红09号”科考船

  “7000米级海试成功,意味着中国已经能够深潜到世界上99.8%的海洋区域了,这是我国在深海技术领域的重大进步,我国一跃进入世界载人深潜第一梯队,成为继美、法、俄、日之后第5个掌握6000米以上大深度载人深潜技术的国家。”国家深海基地管理中心主任于洪军说。

  5年试验性运用横跨7大海区,实现了100余次100%安全下潜

  “‘蛟龙’号从诞生到使用,可划分成海上试验、试验性应用和业务化运行3个阶段。”国家深海基地管理中心副主任邬长斌向我们介绍。

  如果说海试阶段是为了检验它能否下潜到设计深度,验证其各项技术指标是否达到设计要求。2013年-2017年,5年试验性应用阶段主要是为了培养专业化的业务支撑队伍,建立全国开放共享机制,提高它的作业效率和能力。

  自2013年试验性应用以来,“蛟龙”号先后在中国南海、东太平洋海盆区、西太平洋海沟区、西太平洋海山区、西南印度洋脊、西北印度洋脊等七大海区开展了下潜作业,取得了一系列勘探成果。

国家深海基地管理中心主任于洪军(右)介绍“蛟龙”号试验性应用情况(李成 摄)

  ——2013年,中国大洋31航次,“蛟龙”号在南海冷泉区和海山区、东太平洋海盆和西太平洋海山区完成22次下潜作业。

  ——2014-2015年,中国大洋35航次,“蛟龙”号在西太平洋海山区、西南印度洋脊完成26次下潜作业。其中,第100次下潜是2015年2月3日在西南印度洋完成。

  ——2016年,中国大洋37航次,“蛟龙”号在西太平洋海山区、西太平洋海沟区完成21次下潜作业。

  ——2017年,中国大洋38航次第一、第二、第三航段,“蛟龙”号分别在西北印度洋脊、南海和西太平洋进行11次、9次和10次下潜。

  2017年6月23日,“蛟龙”号顺利抵达青岛国家深海基地码头。至此,中国大洋第38航次圆满完成,标志着“蛟龙”号五年试验性应用阶段圆满结束,即将步入业务化运行阶段。

  于洪军向我们介绍,从开展海试到试验性应用结束,“蛟龙”号共成功下潜158次(其中,试验性应用阶段95次),总计历时557天,总航程超过8.6万海里,实现100%安全下潜,取得了丰硕的深海科考成果。它在多个海域的海山区、冷泉区、热液区、洋中脊探索多个海底“矿区”,取回了大量深海生物样品、富钴结壳样品、多金属结核样品等,对海山、热液、海沟等典型海底地形区域有了初步探查。

“蛟龙”号探测到的海底多金属矿藏和深海生物(视觉中国)

  2018年1月8日,“‘蛟龙’号载人潜水器研发与应用”项目在2017年国家科学技术奖励大会上,被授予国家科学技术进步奖一等奖。

  “从今年开始,‘蛟龙’号将进行技术升级,之后将同它的新母船一同步入业务化运行,和我国深海其他高新技术装备协同作业,执行2020年6月至2021年6月的环球载人深潜科考任务。”国家深海基地管理中心技术部副主任杨磊说。

  更重大的使命有待蛟龙去实现,更广阔的海洋有待蛟龙去探索。相信不久的将来,蛟龙会带给我们更多惊喜。

  从“蛟龙”到“龙”家族,中国深海装备迎来谱系化大发展时代

  国家深海基地不仅是“蛟龙”的家,也是“潜龙”“海龙”等众多深潜器的家。地球表面70%以上被海水覆盖,深海大洋辽阔而富饶,蕴藏着无穷的宝藏和科学奥秘,亟待人类去探索,这离不开众多深海装备。

  “蛟龙”号的研制与应用,极大提振了我国自主研发深海重大装备的信心和决心,带动建成了“海龙号”无人缆控潜水器、“潜龙号”无人遥控潜水器等装备体系。中国重大深海技术装备走向谱系化,可谓“龙丁兴旺”。

  专家跟我们说,深潜器通常分为载人潜水器(HOV)、无人有缆潜水器(ROV)和无人无缆潜水器(AUV),“蛟龙”号、“海龙三号”和“潜龙三号”分别是3类潜水器的代表。

“海龙三号”无人缆控潜水器

  “海龙”是无人缆控潜水器,通过一根线缆与母船相连接,由操作手在支持母船遥控,根据潜水器线缆传来的海底影像远程控制潜水器运动与机械手操作,其突出优势是水下工作时间长,主要用于深海热液硫化物、生物与环境等深海勘探与科学调查。该系列最先进的“海龙三号”,最大作业水深6000米。

“潜龙三号”无人遥控潜水器

  “潜龙三号”是无人无缆潜水器,是一款“高智商”深潜器。只要出发前将事先规划好的作业深度、路径及内容等命令,输入其大脑——控制计算机,“潜龙三号”就能发挥其聪明才智,实现智能避障,开展勘查工作。

  因习近平总书记考察而名声大噪的“深海勇士”号4500米级载人潜水器,则是中国继“蛟龙”号之后的第二台深海载人潜水器。“深海勇士”号拥有我国自主知识产权,国产化率达到95%,实现我国深海装备由集成创新向自主创新的历史性跨越。

  邬长斌说,在原有“三龙探海”基础上,下一步我国将继续构建“七龙探海”立体深海探测网络,即增加深海钻探的“深龙”号、深海开发的“鲲龙”号、海洋数据云计算的“云龙”号以及作为立体深海科考支撑平台的“龙宫”,持续、充分勘探海洋特别是深海。

  未来,更多的中国“龙”将潜入大海。据介绍,中国万米级作业型载人潜水器的研制正在有条不紊进行,预计2020年完成研制,届时会创造新的“中国深度”。我国深海探测研究活动正从“跟跑”向“领跑”跨越式发展,“下五洋捉鳖”的梦想正一步步成真。

  凝心聚力、奋斗不止,朝着深海研究的更高目标进发

  十年热血,一朝梦成。

  “蛟龙”号的设计以中船重工702所、中科院沈阳自动化所、中科院声学所作为核心单位,联合国内百余家科研、生产部门和高校,经过长达10年研制和试验,才取得项目的成功。

“蛟龙”号总设计师徐芑南

  “蛟龙”号总设计师徐芑南,今年已是82岁高龄。2001年底,得知7000米深海潜水器将要立项时,已经退休近6年的徐芑南身患心脏病、高血压、偏头痛,一只眼睛已仅存光感,但他克服困难,毅然投身项目。在他的带领下,“蛟龙”号团队十年磨一剑,实现了中国大深度载人潜器“从无到有”,从浅蓝迈向深蓝,书写了中国载人深潜的辉煌篇章。

  在“深海勇士”号总设计师胡震看来,“奋斗是科研人员的本分”。胡震原先是“蛟龙”号副总设计师,“蛟龙”号完成研制后,又投身于“深海勇士”号,开展技术攻关。

  比如,最关键的载人球壳,是个内径2.1米的钛合金球,分两个半球冲压,幅宽大于3米、厚达90毫米,试样竟多达几千次!从立项到成品,花了整整6年。“宁可慢点,也要把牢技术”,胡震自豪地说,“现在我们这项技术绝对国际领先。”

  潜航员队伍也是深海探测事业的重要一环,堪称“第一执行者”。在国家深海基地我们见到了两个“80后”傅文韬、唐嘉陵,他们是我国首批自主选拔、培养的载人潜水器潜航员,两人直接参加深潜均超过70次。

国家深海基地管理中心首批潜航员唐嘉陵(左)、傅文韬(右)(视觉中国)

  “深海的世界超乎你想象,充满了未知。潜航员必须非常谨慎和细致,保持精神高度集中,处理突发状况,及时规避可能出现的危险。”唐嘉陵讲述了他当年的“惊魂一刻”:有一次在深海热液区作业时,潜水器停在了一个“假死”的热液喷口旁,不曾想到这里还会喷出热液,将潜水器的浮力块都烧黑了。如果不是及时发现,后果不堪设想。

  吃一堑,长一智。潜航员们在在实践中不断积累经验,修订完善《潜水器水下作业规程》《潜水器海上试验安全保障》等规章制度,确保了深海作业安全。

国家深海基地管理中心潜航员傅文韬介绍“蛟龙”号操作情况(李成 摄)

  除了过硬的身体素质、临危不乱的心理素质、娴熟的操作技术外,潜航员身上更彰显着坚定的政治担当、浓浓的家国情怀。“国家需要是第一需要,我们每一次下潜都必须对国家负责,对蛟龙号潜水器负责,对一同下潜的科研人员安全负责。每次下潜前,即使有再大的危险和挑战,我们肩上的使命和责任也会提醒自己,决不能退缩、不能止步不前。”傅文韬说。

  目前,我们国家深潜队伍不断成长,初步建立了一支职业化的潜航员和技术保障人员,为“蛟龙探海”等国家重大海洋工程的实施提供有力人才保障。

  深海奥秘无穷,探索未有止境。从党的十八大报告提出“建设海洋强国”,党的十九大报告提出“加快建设海洋强国”。“加快”两字为建设海洋强国再一次吹响了号角,我们必须大力提高海洋科技的自主创新能力,开拓海洋强国建设新局面。

  “深海是玩高科技的地方,正如习近平总书记所说‘核心技术是国之重器’‘化缘是化不来的,要靠自己拼搏’。”于洪军说,响应总书记的号召,必须一步一个脚印,扎扎实实奋斗,攻坚核心技术,发挥好国家深海基地的重要作用,把蛟龙等大国重器管理好、维护好、使用好,为发展我们国家深海科技事业作更大贡献。(中央纪委国家监委网站 兰琳宗 郭力萌丨青岛市纪委监委)

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国家深海基地管理中心主任 于洪军

  问:国家深海基地是什么时候成立的?包括哪几个部分?承担哪些工作?

  答:2002年,我国科学界正式提出建立国家深海基地。2007年1月,国务院正式批准建设。2013年11月8日,基地在山东青岛鳌山卫开工建设。2014年基地项目一期工程建设完工。2015年基地开始业务化运作。

  国家深海基地在国内史无前例,是继俄罗斯、美国、法国和日本之后世界上第5个深海技术支撑基地,对于维护国家海洋安全和海洋权益具有长远战略意义。

  国家深海基地设有综合科研办公区、码头作业区、装备维护维修区、潜航员训练区、科研仪器海上试验场、港口灯塔导航及大洋通信岸台区等功能区。基地承担深海技术装备的研发和试验,开展深海基地调查船舶、重大装备等的运行和管理,承担潜航员和重大装备操作人员的选拔、培训和管理,组织开展深海资源勘探、科学考察、环境观测,以及深海科学考察的国际合作与交流、深海技术成果的产业转化与服务等工作。

  问:国家深海基地作为“蛟龙”号母港,是怎样发挥保障作用的?

  答:2015年3月,“蛟龙”号及其母船“向阳红09号”科考船入驻国家深海基地。基地是“蛟龙”号的技术保障中枢,帮助“蛟龙”号成功完成了大洋科考任务,先后为中国自主培养了8位深海潜航员,其中,有的已经成长为“深潜界”旗帜性人物。2017年6月,“蛟龙”号结束海上试验性应用航次,目前正在基地进行技术性升级改造。改造结束后,“蛟龙”号即将步入业务化运行阶段,计划于2020年6月至2021年6月执行环球载人深潜科考任务。“蛟龙”号新母船也已获批建造,暂定名为“深海1号”,建成后将成为目前国内最先进的载人潜水器配套母船,届时也将停靠在国家深海基地码头。

  问:未来,国家深海基地的发展方向和目标是什么?

  答:目前,我们深海基地是蛟龙、潜龙、海龙“三龙”入驻。未来,还会有更多的“龙”入驻。根据国家海洋局规划,下一步,我国还将在原有“三龙探海”基础上,继续构建“七龙探海”立体深海探测网络,即增加深海钻探的“深龙”号、深海开发的“鲲龙”号、海洋数据云计算的“云龙”号以及作为立体深海科考支撑平台的“龙宫”,持续、充分地勘探海洋特别是深海之谜。

  国家深海基地将为科学家走向深海,开展地球科学研究、海洋科学研究、生命起源科学研究提供技术支撑,为我国海洋高技术研发提供技术和试验保障,为我国开辟新的矿产资源来源和维护海洋权益提供技术和组织支持,为海洋新兴产业提供技术服务。

  问:习近平总书记一直以来非常关心深海科技事业,他强调指出,要加强创新协作,加快打造深海研发基地,加快发展深海科技事业,推动我国海洋科技全面发展。结合这些年来,我国深海科技事业的发展和工作经历,请谈谈您的认识和体会。

  答:党的十八大以来,习近平总书记准确把握时代大势,科学研判我国海洋事业发展形势,围绕建设海洋强国发表一系列重要讲话、作出一系列重大部署,形成了逻辑严密、系统完整的海洋强国建设思想,为我们在新时代发展海洋事业、建设海洋强国提供了思想罗盘和行动指南。

  深海奥秘无穷,探索未有止境。党的十八大报告提出“建设海洋强国”,党的十九大报告提出“加快建设海洋强国”。“加快”两字为建设海洋强国再一次吹响了号角,我们必须大力提高海洋科技的自主创新能力,开拓海洋强国建设新局面。

  深海是玩高科技的地方,正如习近平总书记所说“核心技术是国之重器”“核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要靠自己拼搏”。我们将在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下,一步一个脚印,扎扎实实奋斗,攻坚核心技术,发挥好国家深海基地的重要作用,把蛟龙等大国重器管理好、维护好、使用好,为发展我国深海科技事业作更大贡献。(采访整理 兰琳宗)