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音頻科普:-走向深藍實現海洋人的夢想
來源:
中國數字科技館
發布時間:
2020-11-17
瀏覽次數:
1318
音頻科普:-走向深藍實現海洋人的夢想
從古至今,我們對大海的探索與發掘從未停歇。深藍色的海洋深處到底是什麽樣的?這層神秘麵紗等待著我們去揭開。
我國的海洋資源十分豐富,海岸線長達
1.8
萬公裏,居世界第四。深海海底不但蘊藏著豐富的石油、天然氣、天然氣水合物、金屬結核、熱液和硫化物等礦產資源,還存在著極端生命現象
——
深海生物基因資源,這些資源的寶貴價值可想而知。
但這些海洋資源,尤其是海底的多金屬結核礦區大多在深海,普通的潛水器在下潛能力上無法達到要求,這時,我國第一艘深海載人潛水器——“蛟龍號”誕生了。
關於我國深海載人潛水器“蛟龍號”誕生的故事,要從“馬裏亞納海溝”開始講起。
南極、北極、青藏高原被稱為世界三大極點。幾百年來,一代又一代探險勇士爬冰臥雪,挑戰極限,在人類探索地球奧秘中不斷取得新進展。
然而,世界上還有一個“第四極”未被涉足——馬裏亞納海溝。它的深度超過珠穆朗瑪峰的海拔,是地球上最深之地。
以馬裏亞納海溝為代表的深海大洋,蘊藏著人類社會可持續發展的豐富資源。
20
世紀
90
年代,中國提出了
“
上天、入地、下海
”
的戰略規劃。幾年之後,上天、入地都有斬獲,唯獨下海苦尋無功。而此時,世界上一些國家已經具備了大深度載人深潛技術能力,中國載人深潛技術還僅僅停留在
600
米。
麵對懸殊的差距,許多科學家心急如焚,紛紛呼籲馬上研發深度載人潛水器。可惜,這一想法,一度停留在一張張構思草圖中。
直到
2001
年初,根據國家的規劃安排,中國大洋礦產資源研究開發協會組織
20
餘位國內海洋領域院士、專家齊聚北京再次交流探討,最終取得共識:發展深海技術,已經時不我待。
起初,人們在研製多大深度載人潛水器的問題上意見不一。一種觀點認為,海底礦產資源大多集中在
4500
米左右海底,研製
4500
米級就夠了;另一種觀點主張要有超前眼光,研製大深度載人潛水器。經過反複論證,最終在後一種意見上達成了一致。
有了前期的籌劃,再加上我國不斷攀升的經濟活力,中國對海洋資源的需求從朦朧逐步變為了現實。
講到這裏,我們也終於迎來深海研究領域新的曙光。
2002
年,中國科技部將深海載人潛水器研製列為國家高技術研究發展的重大項目,啟動
“
蛟龍號
”
載人深潛器的自行設計、自主集成研製工作。“中國大洋協會”成為載人潛水器的第一個業主,經過多次論證,最大下潛深度確定為
7000
米,超過了當時世界上所有可工作型載人潛水器的最大下潛深度,活動範圍可以覆蓋全世界
99.8%
的海底,
100
多個單位參加了
“
蛟龍號
”
的研製。從此,中國研製大深度載人潛水器步入了快車道。
作為一項涉及眾多深海科技領域的係統工程,中國載人深潛項目包括蛟龍號載人潛水器本體、母船及水麵支持係統、潛航員選拔與培訓、應用體係等
4
大係統,涉及眾多高技術領域,任務艱巨而繁重。項目立項之後,北京、無錫、沈陽等全國
100
多個科研機構紛紛行動起來,科學技術人員、工程技術人員、迅速匯成了龐大的載人深潛團隊。
在這個團隊當中,中國工程院院士、蛟龍號總設計師徐芑南已經退休
6
年了。為了蛟龍號,他重新披掛上陣;第一副總設計師崔維成主動辭去了研究所所長職務,全身心投入研發試驗。據設計人員回憶,當時他們沒有見過國外的載人潛水器,至於潛水器究竟要配多少部件,更是無從知曉。就是在這樣的起點上,自強不息的中國載人深潛團隊,實現了一次次技術突破,研製出了“蛟龍號”,並且做到了技術一流,讓中國深潛器邁進國際領先行列。
2008
年
3
月,
“
蛟龍號
”
完成總裝聯調和水池聯調試驗,第一次具備了出海試驗的技術條件。我們簡單為大家描述一下
“
蛟龍號
”
的主體構造:
“蛟龍號”載有成員
3
人,有
7
個作用於不同方向的推進器,
3
個觀察窗口,兩隻機械手,一個放東西的采樣籃,渾身上下布滿各種感應器。自身重量
21
噸。相比於數千噸的潛水艇隻是個
“
小不點兒
”
。但最堅實的潛水艇,也隻能下潛到
1300
米。而這個小不點兒,設計的最大下潛深度是
7000
米,並且要在複雜危險的海底工作。
“蛟龍號”已經做好充足準備,接下來就到了證明自己能力的時候了。
2009
年,中國的
“
蛟龍號
”
第一次海試,當時已經
74
歲的總設計師徐芑南堅持登上
“
向陽紅
9
號
”
母船,要為
“
海試
”
護航。最終中國的
“
蛟龍號
”
成功實現
1000
米首次海試。接著在
2011
年,中國的
“
蛟龍號
”
衝刺
5000
米深海,同樣不負眾望,采集到了
“
海底黑色黃金
”——
錳結核礦石。
時隔一年,在
2012
年的
6
月份,
“
蛟龍號
”
在馬裏亞納海溝創造了下潛
7062
米的中國載人深潛紀錄。這是中國載人潛水器的新紀錄,也是當時國際上同類作業型載人深潛器最大下潛深度紀錄。
“蛟龍號”不斷刷新下潛深度,標誌著我國已經具備開展深海資源研究和勘察的能力。在中國大洋協會辦公室主任、專項總體組組長劉峰看來,如果海試是為了檢驗蛟龍號的下潛深度和各項性能。那麽,試驗性應用階段則是為了培養專業化的業務支撐隊伍,提高作業效能。事實證明,開展“蛟龍號”試驗性應用,非常必要。
自海上試驗以來,蛟龍號開展了
150
餘次成功下潛,
450
餘人次參與下潛,開辟了我國深淵科學研究的新領域。回望我國載人深潛之路,組長劉峰感慨萬千,他說道:
“經過海試和應用考驗,‘蛟龍號’與國際同類作業型載人潛水器相比,在下潛深度、航控、作業、水聲通信等綜合性能方麵都是最優秀的。”
“蛟龍號”載人艙要具備
7000
米耐壓,且具有
2.1
米內徑和
3
個大直徑觀察窗,設計如此大深度、大直徑、大開口的鈦合金載人球殼是國際上從未遇到過的挑戰。所以需要解決的問題涉及多個領域。
下潛深海,首先要解決遠距離、高速率水聲通信問題。不僅需要考慮深海距離對信號傳輸的影響,而且還需要克服來自母船的強烈、非平穩噪聲對水聲通信的幹擾。
“
蛟龍號
”
的技術研發解決了噪聲幹擾、糾錯解碼、自適應均衡等技術難題,研製了國際首例可傳輸圖像、數據、文字和語音等信息的潛水器水聲通信係統,達到了國際領先水平。
2013
年,
“
蛟龍號
”
團隊被黨中央國務院授予
“
載人深潛英雄集體
”
榮譽稱號,激發了廣大科技人員投身海洋事業的熱情。到這裏,有關“蛟龍號”的故事並沒有結束,未來的道路,是更深級別的下潛研究,是更多樣的海洋科學探測。隨著我國科技飛速發展,“蛟龍號”載人潛水器的成功研製,實現了我國深海載人裝備技術的跨越式發展,推動了我國“深海空間站”重大科技專項、
11000
米載人潛水器和無人潛水器等深海專項的立項。
“蛟龍號”的出色表現,再一次表明,中國完全有能力達到世界海洋科技的製高點。所以,在感謝像中國工程院院士、蛟龍號總設計師徐芑南這樣老一輩科技工作者辛勤付出的同時,也期望年輕一輩科研人員,繼續追尋自己的“海洋夢”,為深海科學探測工作貢獻一份力量。
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