11月10日8時12分，“地球第四極”——西太平洋馬里亞納海溝，載人深潛“奮斗者”號成功坐底“挑戰(zhàn)者深淵”，深度10909米，創(chuàng)下中國載人深潛新的深度紀(jì)錄。就在此10多天前，“奮斗者”號在同一海域下潛一舉突破1萬米(10058)米大關(guān)。這連續(xù)取得的成就標(biāo)志著中國萬米級載人潛水器“奮斗者”號海試取得成功，意味著中國人駕駛自己的潛水器可以自由到達(dá)大洋任何深度并開展科學(xué)考察，取得了中國深海裝備和深海技術(shù)的重大突破，實(shí)現(xiàn)了夢寐以求的中國科學(xué)家大洋科考“全海深”進(jìn)入。
值得注意的是，萬米級載人深潛器“奮斗者”號是中共十九屆五中全會后首個進(jìn)入公眾視野，接受實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)的新的“大國重器”，其首戰(zhàn)告捷和堪稱完美的表現(xiàn)彰顯了中國日益增強(qiáng)的自主創(chuàng)新能力和科技自立自強(qiáng)取得的新成就。
載人直下超萬米深淵 首戰(zhàn)告捷
提起載人深潛器海試，很多人第一時間想到的可能是“蛟龍?zhí)?rdquo;。的確，作為中國大洋科考的超級明星，“蛟龍?zhí)?rdquo;從1000米級海試到3000米級、5000米級和7000米級海試，歷時約3年，期間，每一次出海接受新的深度考驗(yàn)都是中國深藍(lán)科技的重大新聞事件，吸引了公眾的目光。對劍指“全海深”的萬米級深潛器“奮斗者”號首次海試的消息，人們關(guān)注的熱情無疑更高，而有了此前觀察“蛟龍?zhí)?rdquo;海試的既往經(jīng)驗(yàn)做參照和對比，人們對“奮斗者”號此次海試的表現(xiàn)有了更深一層認(rèn)識。
“奮斗者”號首次海試就“一步到位”，直接挑戰(zhàn)萬米并一舉成功。“蛟龍?zhí)?rdquo;的定位是7000米級載人潛器，但是其海試經(jīng)歷了循序漸進(jìn)的過程，大體上分為4個深度階段完成，并且在每個深度的海試階段，也是通過多次下潛來實(shí)現(xiàn)該階段目標(biāo)，如此一步一個腳印探索，最終成功挑戰(zhàn)設(shè)計的7000米級下潛深度。“奮斗者”號海試則完全不同，大有幾分“首戰(zhàn)”即是“終戰(zhàn)”、畢其功于一役的意味，干脆利落直接挑戰(zhàn)設(shè)計的萬米級深度。從目前獲得的信息來看，“奮斗者”號首次海試的第一次下潛可能就瞄準(zhǔn)了萬米級目標(biāo)。由此足見，“奮斗者”號此次海試豪氣沖天，對順利完成使命成竹在胸。截至11日晚23時，連續(xù)突破萬米并接近1.1萬米深度的表現(xiàn)證明“奮斗者”號的確功力非凡。
“奮斗者”號下潛和回收效率更高。據(jù)報道，“奮斗者”號從10日4時50分開始下潛，到7時42分突破萬米大關(guān)，用時2小時52分鐘。2012年6月27日5時29分，“蛟龍?zhí)?rdquo;開始下潛，到當(dāng)日11時47分，到達(dá)約7062米，用時6小時18分鐘。由此可以發(fā)現(xiàn)，就下潛速度而言，“奮斗者”號要比“蛟龍?zhí)?rdquo;快得多。實(shí)際上，兩者在上浮回收的速度方面也是如此。其原因應(yīng)該在于 “奮斗者”號應(yīng)用了動力下潛和動力上浮模式，顯然比“蛟龍?zhí)?rdquo;靠壓鐵調(diào)節(jié)的無動力下潛和無動力上浮要快得多。動力下潛和回收大大提高了效率有助于為深海科考作業(yè)贏得更多寶貴時間，這一點(diǎn)也深刻體現(xiàn)在我國第二臺深海載人潛水器“深海勇士”號身上。
“奮斗者”號海試采用“雙船保障”模式。“蛟龍?zhí)?rdquo;每次海試，帶其出征并提供保障的是“向陽紅09”母船，二者的組合逐漸成為中國載人深潛的標(biāo)志性符號。 此次出征馬里亞納海溝，“奮斗者”號擁有雙母船即“探索一號”支持船和“探索二號”保障船提供支撐。前者續(xù)航能力大于1萬海里，后者配備CTD絞車及收放裝置、100噸門架式潛水器布放回收系統(tǒng)、10噸20米折臂伸縮吊等多個國產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備。
突破抗超大壓核心技術(shù)
自立自強(qiáng)
“奮斗者”號與“蛟龍?zhí)?rdquo;相比，最大的區(qū)別當(dāng)然是深潛能力，從7000米級大幅躍升3000多米至萬米級。7000米級意味著，“蛟龍?zhí)?rdquo;最大下潛深度和作業(yè)深度可達(dá)約7000米，可以進(jìn)入99.8%的全球海洋區(qū)域。萬米級意味著，“奮斗者”號最大下潛深度和作業(yè)深度可達(dá)約10000米，可以進(jìn)入包括余下0.2%海洋面積在內(nèi)的全球海洋任意深度區(qū)域，即實(shí)現(xiàn)“全海深”進(jìn)入。
科學(xué)界認(rèn)為，研究6000米以下的深海區(qū)域是探索包括生命起源和地球演化在內(nèi)的重大科學(xué)問題的必然要求，而進(jìn)入大洋深淵開展科考并獲得科學(xué)研究樣本是深入推進(jìn)相關(guān)研究、作出原始和基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)的重要條件和優(yōu)勢。作為致力于建設(shè)人類命運(yùn)共同體的大國，中國一直注重海洋尤其是深海研究，以期促進(jìn)取得重大科學(xué)突破;一直推進(jìn)“深海進(jìn)入”“深海探測”“深海開發(fā)”，為認(rèn)識、利用和保護(hù)海洋，造福全人類而努力奮斗。實(shí)現(xiàn)“全海深”進(jìn)入，開展“全海深”科考可以說是中國科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)和夙愿。
對于“奮斗者”號團(tuán)隊(duì)來說，從7000米級到萬米級意味著要克服哪些困難呢?他們是如何做到的?作為深海載人科考平臺，“奮斗者”號實(shí)現(xiàn)了萬米級深潛技術(shù)系統(tǒng)性突破，其中最引人矚目的無疑是載人球艙。其研制難點(diǎn)在于要在保持容納3個人搭乘科考和控制自重的前提下承受萬米級深潛的巨大水壓，也就是說，要保障“奮斗者”號成為名副其實(shí)的萬米級科考平臺，而不簡單地只是實(shí)現(xiàn)“全海深”進(jìn)入的載體工具。研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的不斷優(yōu)化和上千次測試，終于開發(fā)出適合要求的新型鈦合金材料。在此基礎(chǔ)上，研制團(tuán)隊(duì)改進(jìn)焊接方式，從焊縫多、工期長的傳統(tǒng)“瓜瓣焊接”改為焊縫少、可靠性高的“半球焊接”?？梢哉f，載人球艙是“奮斗者”號頂住萬米海底巨大壓力，取得海試成功的頭號“功臣”。
抗壓鋰電池是“奮斗者”號的另一個核心裝備。據(jù)報道，“奮斗者”號的動力來源是鋰電池，而它應(yīng)用的是能夠?qū)股詈３墘毫Ψ乐菇Y(jié)構(gòu)變形出現(xiàn)短路等事故，又具備很好散熱性能的特種鋰電池。這既可以使“奮斗者”號機(jī)動性獲得更充足的能源保障，又為海底科考贏得了更長的作業(yè)時間。
載人深潛五十年探索
風(fēng)雨兼程
“奮斗者”號使中國“全海深”科考一朝夢圓。今天，我們沉浸在勝利的喜悅中，回望中國載人深潛走過的非凡歷程，不禁有萬千感慨涌上心頭。
中國載人深潛夢啟航于上世紀(jì)70年代。1971年，“深潛救生艇研制工作組即“7103研制工作組”成立。1976年，深潛救生艇設(shè)計工作完成。10年后，中國第一艘深潛救生艇完成試驗(yàn)，填補(bǔ)了我國深潛技術(shù)的空白，之后該項(xiàng)科研成果獲國家科技進(jìn)步一等獎。1992年，中國海工裝備科研單位的多位知名學(xué)者專家開始論證研制中國載人潛水器的可行性。2002年，深海載人潛水器研制被列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)重大專項(xiàng)，“蛟龍?zhí)?rdquo;載人深潛器的自行設(shè)計、自主集成研制工作啟動。最終歷時10年完成研制和海試工作。研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了7000米級載人潛水器安全性設(shè)計技術(shù)體系，攻克了深海復(fù)雜環(huán)境下精準(zhǔn)操控、精確定位與精細(xì)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，其懸停作業(yè)功能為國際同類潛水器首創(chuàng);突破了復(fù)雜水聲信道條件下大深度、遠(yuǎn)距離、高速率水聲通信技術(shù)，可傳輸圖像、數(shù)據(jù)、文字和語音等信息;創(chuàng)建了我國載人潛水器陸上測試、海上試驗(yàn)、潛航員培訓(xùn)、水面支持等深潛作業(yè)和檢測技術(shù)體系;突破了超大潛深關(guān)重件設(shè)計制造技術(shù)，推動了深海裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，“蛟龍?zhí)?rdquo;載人潛水器榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
“蛟龍?zhí)?rdquo;成功后，有關(guān)方面并沒有直接啟動萬米級深潛器研制，而是于2009年立項(xiàng)研制4500米級的載人潛器“深海勇士”號，目的之一就是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)包括載人球艙在內(nèi)的核心部件突破，實(shí)現(xiàn)技術(shù)自立自強(qiáng)，進(jìn)而架設(shè)通向萬米級載人潛器的“橋梁”。曾擔(dān)任“蛟龍?zhí)?rdquo;副總設(shè)計師的胡震擔(dān)任“深海勇士”號總設(shè)計師，“蛟龍?zhí)?rdquo;總布置主任設(shè)計師兼首席潛航員葉聰擔(dān)任副總設(shè)計師。2017年九十月間，“深海勇士”號在南海完成全部海上試驗(yàn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了我國深海裝備由集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。
就在“深海勇士”號研制實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破之后，2016年3月，深海載人裝備國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任顏開向外界透露萬米級載人潛器研制工作于當(dāng)年啟動并將于“十三五”期間完成。“蛟龍?zhí)?rdquo;和“深海勇士”號主要領(lǐng)銜者之一葉聰擔(dān)任該潛器總設(shè)計師。今年上半年，萬米載人潛水器進(jìn)入出海試驗(yàn)前的最后試驗(yàn)階段并根據(jù)在線征名活動反饋被命名為“奮斗者”號。近日，“奮斗者”號在兩艘母船護(hù)衛(wèi)下，在地球最深處的西太平洋海域成功坐底，以近1.1萬米的深度宣告中國人“全海深”科考終夢圓。
