“蛟龍”：挺進深海

高博　陳瑜　劉曉瑩

一聲汽笛,“蛟龍”號再赴征途。初夏季節,它搭乘“向陽紅09”船駛離江陰,奔向3000公里外的馬里亞納,那是地球上最深的海。

科技部副部長王偉中說,“我國具備挑戰載人深潛7000米級的技能,這是各方緊密地通過協同創新而取得的重大成果。”

蛟龍團隊肩負著全國的期待,卻無法斷言海試會一帆風順。此番挑戰,并非輕松的例行任務,而是充滿艱險的拓荒。

5000米級的一次下潛,讓潛航員付文韜記憶猶新:返回到水面時突降暴雨,陣風達到8級,能見度很低。“近半個鐘頭,母船始終找不到我們的蹤影。”付文韜說,當時有可能在海面飄蕩整晚,這是非常危險的。幸運的是,船上的高清攝像機最終找到了“蛟龍”號。

海試不可能排除不測因素。7000米級海試也是一波三折。

滄海橫流顯英雄

剛出長江口,“向陽紅09”船就得知繼續前行會碰上臺風“瑪娃”,只好拋錨等待。到達預定海域后,受西太平洋熱帶風暴“古超”影響,第一次下潛試驗推遲了。

一直到6月15日,“蛟龍”號才正式吹響7000米級海試開始的號角。這是“蛟龍”號的第46次下潛。46是按照國際慣例,從潛水器第一次下海開始的連續編號。

入水后3個多小時,“蛟龍”號達到6671米的最大下潛深度——這已經刷新了世界紀錄。監控屏幕前,海試現場總指揮劉峰滿意地鼓掌。回到甲板上,三名試航員接受了例行的歡迎儀式——幾桶海水從頭澆到腳。

然而,這次海試也暴露了問題:潛水器數字通信在深海中斷;主液壓源預報警;兩只推進器運行不正常;可調壓載系統不啟動。技術人員一一解決了這些問題。

不料,第二次下潛前,潛水器液壓系統的管道又出現故障。排查后,工作人員發現了問題:一根管子由于銹蝕而破裂。為了徹底杜絕隱患,工作人員換掉了“蛟龍”號上16根同樣的管子,海試不得不再次延遲。

第二次下潛6月19日才開始,這次順利下潛到6965米。新的問題又出現了:可調壓載系統無法正常實現排水功能,這不影響安全,但會讓上浮變慢。大家為此加班到半夜,排除故障。

第三次下潛,最大深度6963米。繼續排查故障。

在這幾次下潛試驗中,逼近7000米的“蛟龍”號并不急于撞線。他們按照計劃,逐一驗證功能,力爭在各項考核上都拿到高分。

“反復試驗是為了把問題逼出來,不讓它潛伏。”海試臨時黨委書記劉心成說,“這種嚴謹求實的作風是載人深潛精神的‘魂。”

在今年的下潛期間,潛水器拆裝維修的程度,超過了以往任何一次海試,就是為了對可能出現的故障進行充分試驗。

“整個海試都是在發現問題、解決問題中度過的,我們不怕出現問題、故障,海試就是為了解決設計中存在的問題的。”“蛟龍”號副總設計師胡震說,如今與1000米級海試相比,“故障解決時間大大縮短,解決能力大大增強,這是試驗積累的經驗。”

幾年來,海試隊員就是這樣穩扎穩打,一步步向深海進發。

6月24日,“蛟龍”號的第49次下潛開始了,風力大于6級,早晨5點,在滂沱大雨中,身著紅白戎裝的潛水器,在A字架吊車的牽引下,緩緩離開母船的懷抱,接著撲向大海。很快,潛水器以每分鐘41米的速度,向深海進發。

1109米,3759米,5188米,這些曾經帶給海試隊巨大困難和榮譽的熟悉深度,今天被“蛟龍”號甩在了身后。

當下潛深度突破7000米時,劉峰、劉心成不約而同地起身帶頭鼓掌,劉峰眼中閃爍著淚花。

9點25分,通過水聲通信系統,在馬里亞納海溝的7020米深度,葉聰代表同行的楊波、劉開周兩名試航員,清晰地向外層空間送出來自海洋深處的聲音。

“等到了多少年,我們終于等到了這一天。”試航員葉聰在6月24日的日記里這樣寫道。

進入“深潛俱樂部”

“10年前,我們和世界說,要到7000米深度去。這是我們主動提出的,沒人逼我們干。”海試團隊里一位資深專家說,“但從那時起,7000米就成了一條無形的線,一天不到,這條線對我們來說就是無形的壓力。”

“蛟龍”號撞線7000米后,又下潛兩次,達到了7062米的最大深度。整個海試過程中,潛水器的兩百多項功能和性能指標得到了逐一驗證。這標志著“蛟龍”號順利結束了試驗階段。

從下潛幾十米到6000米,美、法、日、俄四國差不多花了50年。這50年間,中國完全缺席。而“蛟龍”號則用10年時間,趕超了世界強國。

美國《華爾街日報》的一篇報道,將“蛟龍”號深潛稱為中國在高風險科技領域與美國競爭的標志性事件。

這篇報道指出:伴隨著深海礦藏越來越有利可圖,美在該領域也可能被中國超越。

隨著“蛟龍”號證明其深海工作的實力,科學資源寶庫向中國人打開了大門。

首先,海底大量的多金屬礦產,比如錳結核的開發,離不開深潛技術的幫助。其次,深潛技術還能大幅降低油氣勘探成本。“在‘蛟龍項目論證階段,中海油就很支持,因為他們感到深潛的技術缺乏。”

中國船舶重工集團公司原總工程師方書甲說。

不僅如此,海底電纜維修等工程任務,也是需要深海潛水器發揮的領域。

方書甲告訴記者:“蛟龍”號可以在海底布放地震探測裝置,通過浮標和衛星傳遞給科學家,通過裝置研究海嘯等現象,這是拖船等設備做不到的。另外,海底生物、海底熱流和可燃冰也只能通過深潛去研究。

這樣的場景不遙遠:科學家搭乘“蛟龍”號,在海山、洋脊、盆地和熱液噴口等復雜海底地形進行機動、懸停、正確就位和定點坐坡,有效進行地質、化學、環境和生物科學考察。

實際上,據劉峰介紹,明年4月到5月,“蛟龍”號很可能開赴南海,將水深4000多米的南海盆地底部進行勘測。

深海是研究地球科學和生命起源的突破口,無法獲取深海第一手信息是研究的瓶頸。與其他深潛設備相比,“蛟龍”號最適合“解剖麻雀”,明年有望帶1到2名科學家下到海底,觀察、甄別取樣。

南海試驗完后,“蛟龍”號可能在明年晚些時候在西南印度洋熱液硫化物區開展作業,也可能奔赴東太平洋開展多金屬結核區詳查,為日后的開采圈劃采礦小區,然后去東太平洋熱液硫化物礦區下潛。一年總作業時間約為150天。

“有了‘蛟龍號,我們算是跨入了世界載人深潛高技術俱樂部。”“蛟龍”號副總設計師崔維成說。

帶動深海科技熱

“通過‘蛟龍號,我們真正掌握了大深度載人潛水器的設計和集成技術。”崔維成說,在“蛟龍”號的帶動下,相關技術的水平得到了大幅提高,這是用錢買不來的。

從“九五”起,中國開始設立海洋技術領域,但很少涉及大裝備技術。一個五年計劃只支持某一種深海裝備研發。

但如今,深海潛水器技術與裝備已列入國家863計劃“十一五”重大項目,已經支持了包括ROV(遙控潛水器)、AUV(自主潛水器)、深海鉆機、水下滑翔機等大型深海裝備研發,從點到線,未來還將實現譜系化。

中科院沈陽自動化所研究員張艾群評價說:“沒有‘蛟龍號的影響和顯示度,國家在這方面投入不可能大幅度增長。”

崔維成介紹說,2010年開始,中國在總結“蛟龍”號已有經驗的基礎上,吸收國外先進設計理念,展開4500米載人潛水器的研制。其載人球艙、高壓海水泵、鋰電池和推進器都在研制當中。4500米載人潛水器更加考慮經濟性,成本預計比“蛟龍”號要低40%左右。

除此以外,今年5月底,正在研制的中國深海空間工作站系統也首次向公眾展示。這種深海空間站形狀像一艘小潛艇,可以讓12人的團隊在1500米以下的深海待上至少十幾天。

中船重工702所副所長顏開表示,與“蛟龍”號相比,深海空間站的身軀可能重達幾百噸至幾千噸。“與用水面船控制潛水器進行水下作業相比,利用深海空間站進行水下作業,可避免海面上狂風惡浪的影響。”

研制這么一個大家伙,得突破大潛深結構設計、特種材料及建造工藝、水下設施承壓密封等關鍵技術。而“蛟龍”號的經驗將為此提供借鑒。

為“蛟龍”號提供保障的深海基地也在建設當中。據悉,位于青島的基地有望年內開工。一期工程計劃用兩年時間建成,初步滿足業務化運行要求,屆時,試驗母船和“蛟龍”號將在深海基地“安家落戶”。中國將成為繼俄羅斯、美國、法國和日本之后世界上第五個擁有深海技術支撐基地的國家。

不僅如此,建造專業化工作母船的可能性正在討論;中國還計劃從明年起招收8-10位潛航員。各項工作正有條不紊地推進。