資料圖:“深海勇士”號。中新社記者 張素 攝
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十三屆全國人大一次會(huì )議3月5日開(kāi)幕,國務(wù)院總理李克強在政府工作報告中回顧5年“成績(jì)單”時(shí)提到,深海探測等重大創(chuàng )新成果不斷涌現。
深海蘊藏著(zhù)豐富的資源,是人類(lèi)未來(lái)發(fā)展的藍色空間,是國家和民族長(cháng)遠發(fā)展的戰略新疆域。
深海中也有許多未知的奧秘。例如在陽(yáng)光無(wú)法抵達的萬(wàn)米深淵仍有生命存在,是怎樣的環(huán)境孕育了深海生命體?它們與環(huán)境之間如何進(jìn)行物質(zhì)能量交換?深海熱液體系如何孕育獨特的礦產(chǎn)資源和生物資源?
2018年,中科院將執行第三次深淵科考,4500米載人潛水器“深海勇士”號將開(kāi)始試驗性運行,一場(chǎng)場(chǎng)“大戲”即將在深?!拔枧_”上演。
三探海溝
“海翼”“海斗”有望再建新功
全球深度大于6000米的海溝共有37條,這些海溝所在的區域被稱(chēng)作海斗深淵,簡(jiǎn)稱(chēng)深淵。它們是迄今全球海洋中人類(lèi)知之極少卻又很難企及的地方。其中包括馬里亞納海溝在內的9條最深的海溝分布在西太平洋,它們中的5條深度超過(guò)萬(wàn)米。這些海溝僅占全球海底總面積的1%,卻代表了45%的最深海洋區域。
2016年,由中科院深淵科考隊執行的首次深淵科考,開(kāi)啟了我國深海探索的全新航程。今年中科院將啟動(dòng)第三次萬(wàn)米深淵科考。
深海裝備是深海大洋調查的有力保障,也是推動(dòng)我國深淵科學(xué)研究發(fā)展、建立我國海斗深淵科學(xué)研究體系的基本能力。
2017年,在中科院第二次深淵科考任務(wù)中,“海翼”號在馬里亞納海溝分兩階段開(kāi)展試驗與應用任務(wù),共完成了12個(gè)周期的觀(guān)測任務(wù),最大下潛深度達到6329米,成為目前世界上下潛最深的水下滑翔機?!拔覀冄邪l(fā)的這款水下滑翔機,是奔著(zhù)7000米的下潛深度去的?!敝锌圃荷蜿?yáng)自動(dòng)化所副研究員金文明告訴科技日報記者,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步技術(shù)改造和升級,在第三次萬(wàn)米深淵科考中,“海翼”號將重返馬里亞納海溝,有望再一次刷新世界紀錄。通過(guò)衛星對“海翼”號遠程監控,并實(shí)時(shí)回傳觀(guān)測數據,收集長(cháng)時(shí)間大空間尺度的高分辨率深淵區域水體信息,可為科學(xué)家研究該區域的水文特性提供寶貴資料。
2017年,“海斗”號全海深無(wú)人潛水器最大下潛深度達10888米,創(chuàng )造了我國水下機器人最大下潛及作業(yè)深度的新紀錄。在第三次萬(wàn)米深淵科考中,新設計的“海斗”號全海深無(wú)人潛水器將踏上新征程?!俺送庥^(guān)體型不變,多項關(guān)鍵技術(shù)都進(jìn)行了升級?!敝锌圃荷蜿?yáng)自動(dòng)化所研究員唐元貴告訴記者,新的“海斗”號攜帶了高清相機,可以實(shí)現萬(wàn)米海底高清視頻直播;搭載的高精度深度計和高度計,可融合多傳感器信息。
此次科考中,還將驗證“海斗”號搭載的國產(chǎn)高能量密度比鋰電池在全海深條件下的性能,驗證運行性能提升后定深定向穩定航行能力。
水下考古
“深海勇士”欲喚醒沉睡歷史
南海海域是我國古代海船南下的必經(jīng)航道,早在漢代就開(kāi)辟有經(jīng)南海前往印度洋的“海上絲綢之路”,宋元時(shí)期的海上貿易更是盛極一時(shí)。但是,海上風(fēng)暴、水中暗礁,常常讓眾多滿(mǎn)載貨物來(lái)往于世界各地的船只連同船上的貨物一起沉沒(méi)海底,成為人類(lèi)珍貴的水下文化遺產(chǎn)。
水下考古,正在讓越來(lái)越多的沉船浮出水面,而載人潛水器,也讓水下考古不斷向深海領(lǐng)域拓展,喚醒了更多沉睡海底的歷史。
1985年,美國“阿爾文”號載人潛水器找到了“泰坦尼克”號沉船。而美國導演詹姆斯·卡梅隆執導的電影《泰坦尼克號》中的一些鏡頭,則是下潛深度可達6000米的俄羅斯“和平一號”和“和平二號”載人潛水器拍攝的。
2017年底,“十二五”863計劃海洋技術(shù)領(lǐng)域“4500米載人潛水器總體集成”課題通過(guò)科技部組織的驗收,今年將開(kāi)始試驗性應用。
作為業(yè)主單位,中科院深??茖W(xué)與工程研究所負責航次安排的人士告訴記者,按照計劃,今年4500米載人潛水器“深海勇士”號將在南海、西南印度洋完成約50個(gè)下潛任務(wù),其中包括在南海開(kāi)展6個(gè)考古潛次。國產(chǎn)化及高效應用,使得“深海勇士”號使用成本大幅降低,未來(lái)將可比肩美國“阿爾文”號載人潛水器,具備國際市場(chǎng)競爭力。
在2018年舉行的全國海洋工作會(huì )議上,國家海洋局局長(cháng)王宏透露,今年將推動(dòng)實(shí)施“蛟龍探?!惫こ?,加快建設國家深?;啬戏街行?、深海樣品館、深海綜合觀(guān)測業(yè)務(wù)化示范系統,建造大洋勘探工程船和深海高效綜合調查船。啟動(dòng)“蛟龍”號業(yè)務(wù)化作業(yè),推進(jìn)潛龍二號(4500米級深海資源自主勘查系統)技術(shù)升級與應用,完成海龍三號(6000米勘查取樣型無(wú)人遙控潛水器)和潛龍三號(4500米級自主潛水器)海試。
技術(shù)突破
全海深載人潛水器將刷新紀錄
“深海勇士”號為我國已投入使用的“蛟龍”號技術(shù)更新,以及正在研制的全海深載人潛水器奠定了中國制造的基礎。所謂全海深載人潛水器就是指萬(wàn)米級載人潛水器。
“全海深載人潛水器建成投入使用后,將會(huì )創(chuàng )造新的‘中國深度’,進(jìn)一步提升我國海洋探測能力與研究水平?!敝写毓?02所水下工程研究開(kāi)發(fā)部主任、全海深載人潛水器總設計師葉聰說(shuō)。
從水面到萬(wàn)米的海底,海水密度是變化的,溫度也會(huì )變化。隨著(zhù)深度變化,浮力材料體積會(huì )縮小,因為有一定吸水,重量會(huì )增加。
2018年初,中科院理化所為全海深載人潛水器研制的全新浮力材料開(kāi)展了定型測試,即將開(kāi)始正式生產(chǎn)。
葉聰說(shuō),進(jìn)行定型測試的浮力材料樣品,是運用多種不同的工藝路線(xiàn)研制的,測試是為了選擇一種更優(yōu)的方案,運用到真正生產(chǎn)中。全部浮力材料都必須首先經(jīng)歷模擬萬(wàn)米水下壓力環(huán)境的保壓試驗,測試材料是否能夠滿(mǎn)足實(shí)際工作環(huán)境要求。在此之后,工作人員對浮力材料抽取多種類(lèi)型的樣品,進(jìn)行不同項目的測試。
全海深載人潛水器包括9大關(guān)鍵技術(shù),載人球殼、浮力材料等關(guān)鍵技術(shù)要實(shí)現產(chǎn)品定型,“通俗地說(shuō),是騾子是馬,得拉出來(lái)遛遛了?!比~聰表示。
4500米載人潛水器立項時(shí),定下的目標之一是帶動(dòng)一批深海通用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將裝備國產(chǎn)化率提高到85%以上,實(shí)際國產(chǎn)化率達到95%。葉聰覺(jué)得,“全海深載人潛水器裝備國產(chǎn)化率不會(huì )低于這一比例?!?/p>
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