7月16日,三名深潛員在歡迎儀式上。當日,搭載“蛟龍”號深潛器的母船“向陽紅09”返抵青島奧帆中心碼頭,國家相關部門及青島市民代表近千人舉行儀式迎接“蛟龍號”載人潛水器7000米級海試隊伍凱旋。新華社記者 李紫恒 攝
新華社山東青島7月16日電(記者 劉奕湛、羅沙)16日,執行載人7000米級海試任務的“蛟龍”號順利返抵青島。至此,歷時44天的“蛟龍”號圓滿完成了本次海試任務,也標誌著“蛟龍”號10年研製和海試工作圓滿結束。
2012年6月3日,“向陽紅09”船自江陰起航奔赴馬裏亞納海溝執行“蛟龍”號載人潛水器7000米級海試任務。本次海試,共完成6次下潛試驗,其中3次超過7000米,最大下潛深度達到7062米。
據介紹,海試期間,參試隊員對潛水器289項、水面支持系統24項功能和性能指標進行了逐一驗證,對關鍵指標進行了多次驗證。此外,開展了坐底、定深定高航行、近底巡航和海底微地形地貌精細測量作業內容,取得了地質、生物、沉澱物樣品盒水樣,並記錄了大量海底影像資料,實現了人類首次親臨7000米深的海底開展作業和科學研究實驗。
據了解,科技部將會同有關部門繼續落實《國家深海高技術發展專項規劃(2009-2020)》各項任務,全面推進不同類型潛水器國産化、譜係化進程。科技部還將會同國內海洋界,以形成“蛟龍”號載人潛水器深海作業能力為目標,針對特殊作業需求,研發配套工具和作業技術,促進相關配套産業的發展。
“蛟龍”猜想──“蛟龍號”業務化應用關鍵熱點解答
新華社青島7月16日電(記者 張旭東、羅沙、劉奕湛)“蛟龍號”載人潛水器結束7000米級海試任務後,隨母船“向陽紅09”于16日返回青島。這標誌著“蛟龍號”已完成研製與海試,即將轉入業務化應用。對於剛“畢業”的“蛟龍”,第一份工作會是什麼?是否會有女潛航員駕馭“蛟龍”?“蛟龍”又是否會有“姊妹”?對“蛟龍號”未來的種種猜想,海試參試單位相關負責人進行了權威解答。
“蛟龍”首份工作或赴南海
中國大洋礦産資源研究開發協會辦公室主任金建才説,“蛟龍號”載人潛水器業務化應用階段將主要用於深海科研和海底資源勘查,提高人類認識海底和利用海底資源的水平。“海底不僅擁有廣闊的空間,還有豐富的礦産等資源。載人潛水器是勘探開發資源的基礎,而且在生物多樣性和海洋環境評價方面具有不可替代的作用。”他説。
“但是‘蛟龍號’試驗母船‘向陽紅09’已有34年船齡,噪聲大、作業甲板高,工作條件和環境有限,而且潛器存放、維護和保養的國家深海基地還未動工建設,因此未來3年至4年宜進行試驗性應用。”金建才説。
中國大洋礦産資源研究開發協會辦公室副主任、“蛟龍號”載人潛水器7000米級海試現場總指揮劉峰介紹,明年“蛟龍號”的任務正在進行申報,計劃是進行南海進化史研究和調查,並分析南海海洋環境對我國的影響。“‘蛟龍號’最突出的特點是具有定點和精確作業的能力,這是無人潛水器所不能企及的。”他説。
“調查、評價海底礦産資源和試採過程中,載人潛水器也都將發揮不可代替的作用。”劉峰説,“此外,在地形調查中,載人潛水器也比多波束調查的數據精確很多。”
性別不是成為潛航員的阻礙
劉洋成為我國首位女宇航員引發了人們對首位女潛航員的關注,女性是否可以成為潛航員?劉峰表示,潛航員首先是要心理素質過硬,其次是要有好的身體條件,性別不應該是成為潛航員的阻礙。
“潛航員最重要的是心理素質,在7000米級海試的時候,每次下潛作業長達10多個小時。他們長期待在狹窄的空間內,周圍一片漆黑,有幽閉症肯定不行。如果遇到故障就慌張,操作出現失誤就可能有危險,這也肯定不行。”劉峰説。
劉峰表示,其實女性與男性相比,更為細心,而操作潛器就需要膽大心細,動作敏捷,女性在這方面挺有優勢。美國就有女潛航員,日本也正在培訓一名年輕的女潛航員。因此,女性只要心理素質和身體條件過硬,學習能力強,都可以報名參加第二批潛航員的選拔。
國家海洋局北海分局副局長、“蛟龍號”載人潛水器7000米級海試臨時黨委書記劉心成説,由於“蛟龍號”內部空間十分狹小,而每次下潛長達10余個小時,如果一名女潛航員和兩位男潛航員下潛,他們在潛器內解手將是很大的問題。“當然,如果是三名女潛航員下潛就不會出現這樣的問題。”他説。
“蛟龍”將有“小姊妹”
中船重工第702研究所副所長、“蛟龍號”載人潛水器7000米級海試現場副總指揮崔維成介紹,“蛟龍號”海試成功後,我國載人深潛的另外一項重要工程就是進行4500米級高國産化率載人潛水器關鍵技術的研製。4500米級的潛水器是要在比較經濟的前提下滿足國內大部分科研需求。
“載人球艙、高壓海水泵、潛水器用鋰電池以及國産推進器,是我們目前正在集中攻關的關鍵技術。從國內的科研需求來説,4500米級的潛水器可以滿足大部分需要,同時更多強調經濟性,相比‘蛟龍號’可以降低大約40%的使用成本。”崔維成説。
據了解,“蛟龍號”與新造的4500米級載人潛水器將視具體需要配合使用。
對於將來人們是否可以乘“蛟龍號”等載人潛水器去體驗觀光,崔維成表示,載人深潛成本高昂,出海船舶的成本就很高,加上潛器等人力成本,常人很難承受。同時,我國現階段研發載人潛水器是用於科研和資源勘探,並非是為滿足個人好奇心。
崔維成説,如果個人經濟能力確實比較強,我國科研人員同樣可以為其製作類似喀麥隆乘坐的潛器,下到海底11000米,甚至比他們的潛器更先進,可以乘坐兩個人。但這種潛器只是為體驗和拍攝視頻,其他功能要弱很多。
“蛟龍”號從這裡駛向大海——探尋“蛟龍”號背後的故事
新華社南京7月16日電(記者 蔡玉高、王敏)圓滿完成7000米海試任務的“蛟龍”號從哪誕生?它的背後又有著怎樣的技術團隊?它的成功需要克服哪些技術難題?適逢“蛟龍”號載譽歸來之際,新華社記者走近“蛟龍”號總體設計和集成的責任單位及總設計師單位——位於太湖之濱無錫市的中船重工702所,探尋“蛟龍”背後的故事。
中國“蛟龍”號,無錫702所造
美麗的太湖之濱,坐落著“蛟龍”號的設計生産單位——中船重工702所。
“十年磨礪闖海溝,四度探海成正果。”步入702所大門,眼前紅色橫幅上的這句話讓人印象深刻。研究所副所長、黨委書記蔡大明介紹,聽到海試成功的消息,整個研究所沸騰了,很多人流下了淚水,“20年的夢想和十年的艱苦努力,終於有了回報”。
1951年建立,1965年總部搬至無錫的702所主要從事船舶及海洋工程領域的水動力學、結構力學及振動等相關技術的研究,以及高性能船舶與水下工程的研究設計與開發。為向海洋強國夢想邁進,上世紀90年代,在成功研製載人潛水器、有纜水下機器人和無纜水下機器人後,研究所老一代科學家們提出了設計大深度載人潛水器的計劃。但由於當時條件所限,研究工作未能啟動。
2002年6月,科技部正式把7000米載人潛水器列為國家863計劃重大專項。在科技部、國家海洋局的領導下和中國大洋協會的具體組織下,作為載人潛水器總師單位,702所聯合中科院瀋陽自動化所、中科院聲學所負責潛水器本體研製任務,同時承擔總裝與集成、潛航員培訓等工作。
十年來,以702所為主的國內100多家科研單位,從無到有,在很多深海設備、加工工藝國內外處於空白的情況下,打造出了在海洋深處潛行自如的“蛟龍”號。
“蛟龍”身後有支“龍之隊”
從總體方案設計,到潛水器的初步設計和詳細設計,到總裝聯調和水池實驗,以及最後的海試……“蛟龍”號是一條完全自行設計、自主集成的“中國龍”,而這些都得歸功於它身後有支“龍之隊”。
“蛟龍”號正式立項時,被譽為“中國深潛領路人”的徐芑南已退休。接到擔任總設計師的邀請,儘管身體不好,但徐老還是義無反顧地回到了工作崗位上,一幹就是十年。剛從“蛟龍”號陸上基地保障中心回到702所的徐芑南説:“載人潛水器是從海洋大國走向海洋強國的重要支撐,為實現這一夢想,我們願意發揮餘熱。”
在如此信念支撐下,一批老科學家重新聚集在702所,他們帶著年輕的科研人員,很快組成了“蛟龍”號載人潛水器創新團隊。
“龍之隊”最終用7000米級成功海試向世界宣告,中國已經掌握了深海載人潛水器自主設計、集成創新等核心能力。徐芑南感慨地説,“全靠團隊精神,沒有這樣的團隊,怎麼也拿不出如此複雜的系統工程産品。”
“蛟龍”號每一次下潛都伴隨著風險,尤其是每個深度的第一次嘗試。作為“蛟龍”號第一副總設計師、702所副所長的崔維成,在1000米級、3000米級、5000米級和此次7000米級的海試中,自始至終衝在第一線。
一批年輕科技人員在工程實踐中逐步成長,成為國家海洋裝備開發的骨幹。“蛟龍”號第一次突破1000米、3000米、5000米及7000米,都在33歲的葉聰駕駛下完成的。“當艙門關上的那一刻,所有恐懼和焦慮都隨之拋開。潛行在幾千米的大洋深處,想得最多的是祖國!”葉聰的話道出了“龍之隊”的動力所在。
求解12道技術難題
“蛟龍”號立項之初,我國曾研製過最深載人潛水器只有600米,從600米到7000米,是一次非常困難的技術跨越。徐芑南介紹,正如載人航天器一樣,“蛟龍”號也是總體設計和總體集成的。在7000米的水壓下,一元硬幣也會壓成薄片,研究人員必須設計出能承受水壓的殼體、裝置,同時要使處在7000米水下的艙內潛航員仍處於常壓環境下。
據介紹,“蛟龍”號整個項目分為12個系統,主要包括總體性能、結構設計、航行控制、動力和配電、生命支持、水聲通信等,其中10個系統都由702所承擔。
每一道難題的解決都挑戰著設計人員的智慧極限。以潛水器構型為例,從方案設計、初步設計、詳細設計,到進行多個尺度的拖曳試驗、下潛上浮試驗的優化設計,研究團隊經歷了數不清的失敗。有時為解決一個細節問題,研發人員要熬上兩個通宵。
“蛟龍”號結構系統主任設計師胡勇介紹,“蛟龍”號如鯊魚般的身型完全是研究人員獨創的,正是憑著這一巧妙的身型,它才能在大洋深處來去自如。
“蛟龍”號有許多獨創:穩定的貼近海底自動巡航能力、精確的懸停定位能力、充油蓄電池……
徐芑南説,“蛟龍”號的成功,在於科研團隊每個人的心中都懷抱著同樣堅定的夢想。
蛟龍歸來,下一站駛向哪?——專訪“蛟龍”號總體設計者
新華社北京7月16日電(記者 王敏、蔡玉高)經過日夜兼程的長途跋涉,搭載“蛟龍”號載人潛水器的“向陽紅09”船16日順利返抵青島,這標誌著“蛟龍”號歷時10年的研製和海試工作圓滿結束。下一站,“蛟龍”號將駛向哪?記者為此專訪了中船重工702所研究員、“蛟龍”號總設計師徐芑南和中船重工原總工程師、中國造船工程學會副理事長方書甲等。
“蛟龍”號圓夢記
10年前,就在數個國家已經多次執行5000米級下潛作業時,我國還沒有1000米級深潛器。“我們用10年時間,步入了深潛界先進國家行列。”徐芑南告訴記者,然而,“蛟龍”號的夢想早在20年前就在中船重工人的心中紮根發芽了。
藍色的大海不僅風光秀美,深邃的海底深處蘊藏著無窮無盡的奧秘和寶藏:與陸地截然不同的生命系統和壓力環境,尤其是在陸地資源日益緊張甚至面臨枯竭的情況下,豐富的油氣、可燃冰、多金屬結核體,吸引著造船人云集的中船重工:啥時候能造一個“蛟龍”,也到深海裏遛遛?
“20年前,社會對深海開發還沒有成熟的需求。我們一直開展相關研究作技術積累。直到2002年國家863計劃該項目批下來1.8億元。”方書甲回憶説,有了資金,立即啟動了“蛟龍”號研製工作。
於是,沒有任何可直接套用的技術資料、沒有任何實戰經驗,中船重工702所造一條“龍”只能從零做起:
深海高水壓、低溫度、腐蝕性強,僅做“龍形”的外殼材料就讓人頭疼,在無數次探索中,研發人員對鈦合金材料進行了強度、衝擊、疲勞、變形等一系列實驗,掌握了鈦合金材料在水下的特性,畫出第一張設計圖紙;
為了挑戰7000米海底的能量供給,研發人員發明了一種極其大膽又巧妙的充油式蓄電池,電池浸泡在油中,核心部件卻與海水隔絕,即使傾斜60度,電解液也不會與海水接觸……
“‘蛟龍’號經費並不寬裕,要把錢花在刀刃上。”方書甲告訴記者,就連用來配合“蛟龍”號實驗的“向陽紅09”母船,也是利用一艘1978年超期服役的科考船改裝而來。
2009年8月以來,“蛟龍”號轉戰海試:1000米、3000米、5000米、7000米……
“蛟龍”號歸海記
“蛟龍”號這次海試一波三折。
“‘蛟龍’號剛一齣海,就遭遇颱風‘瑪娃’,只好在長江口綠華山錨地拋錨避風。到達預定海域後,受西太平洋熱帶風暴‘古超’影響,第一次下潛試驗只好推遲。”徐芑南介紹,6月15日海試正式開始後,接著潛水器液壓系統的管路出現故障,海試又被迫延遲。
“雖然在地面上我們有倣真的模擬實驗水池,做了大量的試驗,但真正的深海環境是誰都沒有遇到過的。”徐芑南告訴記者,這畢竟是我國第一台深海載人潛水器,第一次到達這樣的深度,出現問題是預料中的,但要儘快想辦法解決問題。
經過排查,問題很快被找到了。工作人員發現部件生銹帶來銹蝕,從而使一根管子爆裂。“當時,我們不是説簡單地換掉一根管子,而是徹底檢查‘蛟龍’號,同樣的管子一共用了16根,於是把所有的管子全部換掉,這樣海試就延遲了。”
好事多磨。正是在研發人員精益求精、舉一反三的工作作風下,此次“蛟龍”號海試共進行6次下潛試驗,其中3次超過7000米,4次改變我國記錄,最深達到7062米。
“通過這些試驗,圓滿完成了預定的7000米級海試任務,全面驗證了潛水器的各項性能和功能,充分説明蛟龍號具有在佔世界百分之九十九以上的海域進行海底作業考察調研的能力。”徐芑南説。
深海之處的奧秘讓76歲的徐芑南欣喜而激動。“想想,深海一片漆黑,燈光一打,‘蛟龍’號在海底釋放出誘餌後,各種各樣不同大小、不同顏色的魚、蝦、海參等都游過來。我們還逮住兩隻海參。”
他説:“造物主多麼神奇!在7000米海底,每平方米都要承受相當於一個埃菲爾鐵塔的重量,然而,這些生物是怎樣生存的,如果研究透了,是否可以有益人類長壽,甚至有可能解釋地球形成之初生命的起源。這是一個多大的課題。”
此次“蛟龍”號在7000米海底按預定計劃完成了坐底、拍攝海底景象、獲取水樣、沉積物、礦物樣品、捕捉海底生物、布放標誌物等全部試驗內容,取得了珍貴的數據和資料。
“越探索越能發現海洋的神奇和價值。”方書甲説,開發利用海洋資源是我國的必然選擇。“蛟龍”深潛7000米獲得成功,為我們認識海洋開闢了新途徑,為開發保護海洋提供了新支撐,為利用海洋聚集了新人氣,為保衛海洋增添了軟實力。
“蛟龍”號應用記
“雖然7000米級海試獲得成功,但‘蛟龍’號的路還很長。”徐芑南説,“蛟龍”號是實實在在的科考作業平臺,這次出征海試不是終點站,下一步將轉向業務化運行,進入應用階段,發揮科學效益。
據透露,目前我國正在加快構建深海基地,兩年後將完成包括深潛器和母船停靠碼頭在內的一期工程建設,我國將成為繼俄羅斯、美國、法國和日本之後世界上第五個擁有深海技術支撐基地的國家。屆時,“向陽紅09”號試驗母船和“蛟龍”號載人潛水器將在深海基地“安家落戶”。
徐芑南表示,海試完成後,未來3至5年將開展“蛟龍”號試驗性應用。在總結“蛟龍”已有經驗的基礎上,團隊還將開展常用工作深度專用深潛器關鍵技術攻關工作。
“我們還有大量的工作要做。一方面要儘快滿足國內科技界對‘蛟龍’的急切需求,取得一批高水平研究成果;另一方面逐步培養出一支專業化和職業化的‘蛟龍’號應用隊伍,充分開發、利用好海洋資源。” 徐芑南説。
而在更遠的將來,“蛟龍”號母船將有望由海面轉到海下,在海裏和“蛟龍”號進行一次“交會對接”。“海面畢竟還要受到風浪影響,未來要在海裏為‘蛟龍’號構建海底行宮——通過深海空間站實現物品儲存供給和潛航員長期駐留。”方書甲説。
到那時,普通人將有機會下潛一睹深海秘境。
記者手記:未來人人都可以做“卡梅隆”
新華社北京7月16日電(記者 王敏)僅僅因為對海底世界的無限迷戀和真知探尋,美國導演卡梅隆駕駛其單人深潛器成功下潛至海下一萬米。
7月16日,隨著搭載“蛟龍”號載人潛水器的“向陽紅09”船返抵青島,“蛟龍”號圓滿完成任務。中船重工702所研究員、“蛟龍”號總設計師徐芑南告訴記者,未來人人都可以做“卡梅隆”,都有機會一睹深海秘境。
藍色的海洋,被譽為“生命的搖籃”,蘊藏著無數奧秘和寶藏。早在遠古時代,從第一艘獨木舟開始,人類便掀開了探索海洋、開發海洋的一頁。
中國是個海洋大國,如何開發利用好海洋資源,是時代擺在我們面前的課題。
十年前,就在數個國家已經多次完成5000米級下潛作業時,中國還沒有1000米級深潛器。
十年後,“蛟龍”號成功完成了從1000米級到7000米級的全部海試任務,即將進入試驗性應用階段。
這十年當中,體現著中國造船人堅持不懈的創新精神、精益求精的紮實作風、一往無前的豪邁氣概。
迄今為止,人類一共有11位造訪過深海7000米及以上。除了卡梅隆之外,還有瑞士科學家畢卡達,美國軍官唐·華士,于1960年1月23日乘坐“曲雷斯特”號造訪11000米級深海。
此外,就是我國參加“蛟龍”號海試的8名潛航員和試航員。他們是:葉聰、唐嘉陵、付文韜、崔維成、楊波等。這些潛航員,大多是“蛟龍”號的設計師。“蛟龍”號凝聚了設計者的心血,設計者駕駛著它終於可以在海底馳騁。
上世紀60年代人類第一次造訪深海時幾乎什麼都沒有得到,而“蛟龍”號不僅在7000米海底按照預定計劃全面完成了坐底,即面對水下一平方米7000噸的水壓,克服壓力、阻力,安全到達預定位置,而且完成了拍攝海底景象、獲取沉積物、礦物和生物樣品、布放標誌物等全部試驗內容,取得了珍貴的數據和資料,和地面甚至和太空中的宇航員實現了無障礙的海天對話。
此前,卡梅隆深潛時的主要任務是探險和拍攝影像資料。“深海挑戰者”號只能載1人,耐壓艙的直徑只有1.09米,只能供卡梅隆一人看看海。
“‘蛟龍’號可以同時帶著3個人到海底深處進行資源調查和科學研究。它可以沿著海底平原、山坡進行自主‘行走’,具有很強的巡航和作業能力。”徐芑南説。
7000米級海試並不是“蛟龍”號的最終目標。3至5年的未來,“蛟龍”號主要開展試驗性應用,其科考結果將日益走進尋常百姓家,使普通人受益。
更遠的未來,“蛟龍”號還會與我國將要構建的深海空間站在水下進行“交會對接”,建立長期的“海底行宮”。屆時人們可以到水下去看看海、吃吃魚,盡情享受海底世界的樂趣。
那一天並不遙遠。
“蛟龍”號有望明年執行南海深部計劃
新華社山東青島7月16日電(記者 羅沙 劉奕湛)“蛟龍”號載人潛水器7000米級海試現場總指揮劉峰16日對記者表示,“蛟龍”號將有可能于明年4至5月奔赴我國南海海域執行南海深部計劃,進行試驗性應用階段的“首場秀”。
“深海已經成為科學界認識和研究地球科學、人類起源的突破口,無法獲取深海第一手信息是制約我國科學家進入國際前沿研究的瓶頸。”劉峰説,“南海深部計劃需要做精確調查,明年‘蛟龍’號有望搭載一到兩名科學家下到海底,進行觀察並有甄別地取樣。”據介紹,南海深部計劃是以南海深海過程演變為核心的大型研究計劃,由洋盆形成、沉積響應和生物地球化學三大方面組成。計劃從現代過程和地質記錄入手,解剖南海的深海過程及其演變,再造邊緣海的“生命史”。
“將‘蛟龍’號試驗性應用階段的第一次任務安排在南海,也是考慮到南海海域離家近,有問題很容易從陸地得到支撐。”劉峰説。
“蛟龍”號完成全部海試任務後,將進入為期3至4年的試驗性應用階段,任務內容將從簡到繁、從易到難,同時利用三年時間練兵,等新工作母船造出來後,再將工作全面鋪開。 劉峰同時表示,“蛟龍”號在完成南海任務後,可能在明年晚些時候在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的詳查,並奔赴東太平洋硫化物礦區開展下潛活動,一年中總的作業時間可能將達到150天。
我國將建造一艘全新工作母船搭載“蛟龍”號
新華社山東青島7月16日電(記者 羅沙、劉奕湛)“蛟龍”號7000米級海試現場總指揮劉峰16日透露,目前,發改委已經批准立項,為“蛟龍”號建造一艘全新的工作母船,我們期待能在最短的時間內造出來。當“蛟龍”號結束3年的試驗性應用階段後,可以正式交付到新的工作母船上使用。
劉峰表示,“蛟龍”號載人潛水器項目由潛水器本體和水面支持系統組成,其中潛水器和潛航員的安全以及海上作業效率的提高需要一定的船舶條件。目前,船舶只能基本滿足試驗母船要求,用於潛水器日常應用的話,其海上作業效率將大打折扣。
他説,“向陽紅09”試驗母船作為一條超齡服役的“34歲老船”,雖然經過了改造,但先天不足仍十分明顯,與新設計專用船相比差距較大。其尾部幹舷在滿載情況下達到4.3米,造成風浪稍大就很難安全布放和回收潛水器。相比之下,國外專業的潛水器工作母船,尾幹舷高度最多不會超過3米。
此外,“向陽紅09”船沒有專業的潛水器庫房,對潛水器維護帶來很大困難,而潛水器整日在甲板暴曬讓其部件壽命難以保證。船隻噪音大,嚴重影響潛水器通信系統。沒有裝備動力定位系統,達不到潛水器工作母船的狀態。
對於下階段的重要任務,他説,目前我國自行培養的、能夠駕駛“蛟龍”號的職業潛航員只有兩名,因此選拔和培養我國潛航員隊伍將是接下來的一個重要而緊迫的任務。
據介紹,“蛟龍”號潛航員的選拔標準相當嚴格,除了要具備良好的心理素質,膽大心細、在艙內動作靈敏,同時還要精通工程、海洋等專業知識。目前我國潛航員經過的培訓,光教材摞起來就有一米多高。從明年開始,我國將計劃選拔和培訓一批潛航員,在專業、性別互補方面做一些考慮。只要滿足條件,性別不會成為選拔潛航員的障礙。