面對(duì)面丨萬米深潛！“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師：“不是終點(diǎn)，我們剛剛打開了深海的一個(gè)門縫”
11月28日，創(chuàng)造中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄的“奮斗者”號(hào)載人潛水器順利返航。1個(gè)多月時(shí)間，累計(jì)完成13次下潛，其中8次突破萬米。10909米的紀(jì)錄，讓中國(guó)在大深度載人深潛領(lǐng)域有了新坐標(biāo)。
海底1萬米的世界有多大魅力？
中國(guó)的深潛勇士們經(jīng)歷了怎樣的艱險(xiǎn)？
載人深潛精神如何助力中國(guó)勇攀深海科技高峰？
聽“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師葉聰、主航員張偉，講述萬米深潛背后的故事。
世界唯一 超強(qiáng)的深海到達(dá)和作業(yè)能力
上岸之后，團(tuán)隊(duì)把“奮斗者”號(hào)潛水器重新拆卸，把每一個(gè)經(jīng)歷過海試的部件都做了一次詳細(xì)的檢查，類似于對(duì)“奮斗者”號(hào)進(jìn)行了一次“體檢”。“體檢”結(jié)果表明，完成海試的“奮斗者”號(hào)技術(shù)狀態(tài)一切正常。
葉聰，曾擔(dān)任“蛟龍”號(hào)首席潛航員和“深海勇士”號(hào)副總設(shè)計(jì)師，被任命為“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：“奮斗者”號(hào)目前是乘載人數(shù)最多、使用最頻繁、深度最大的潛水器。這樣的深海到達(dá)和作業(yè)能力是全世界唯一的。
如同幾千頭大象踩后背 載人艙承受巨大水壓
2016年，作為國(guó)家“十三五”計(jì)劃中“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”的核心任務(wù)，“奮斗者”號(hào)立項(xiàng)，目標(biāo)就是挑戰(zhàn)全海深載人潛水器難以企及的萬米深度。
海洋中深度大于6000米的海域被稱為“深淵”，只占海洋總面積的1.2%，想要通過深海載人潛水器抵達(dá)那里，首先要打造足以對(duì)抗深海高壓的鎧甲。
“奮斗者”號(hào)需要承載的水壓是112兆帕，通俗來講，相當(dāng)于每平方米的面積承受著11000多噸的重量，或者是幾千頭大象踩在一個(gè)人的后背上，如此巨大的壓力，無比考驗(yàn)深潛器的抗壓能力。
經(jīng)過多年上千次的優(yōu)化測(cè)試，“奮斗者”號(hào)選擇了中國(guó)自主研發(fā)的全新高強(qiáng)高韌鈦合金作為外殼的材料。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：最關(guān)鍵的載人艙，從選材到安裝各個(gè)環(huán)節(jié)，我陪著跑了全國(guó)各個(gè)地方。設(shè)計(jì)圖紙完成以后，從沈陽拿到材料，去陜西做軋板，到四川加工，到江蘇成型，到河南焊接，最后到海南做試驗(yàn)，再回到無錫安裝。安裝的時(shí)候，一兩毫米的差距我們調(diào)整了半個(gè)月，球殼被吊上來吊下去，不斷調(diào)整、不斷優(yōu)化，讓測(cè)量結(jié)果達(dá)到我們圖紙的要求。
千名科研人員齊攻關(guān) 國(guó)產(chǎn)化率達(dá)96.5%
“奮斗者”號(hào)項(xiàng)目由中國(guó)船舶集團(tuán)七〇二所牽頭，中科院深?？茖W(xué)與工程研究所等30多家科研院所和高校、60余家企業(yè)，近千名科研人員參與了關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)。
在所有科研人員和各方力量的全力推動(dòng)下，“奮斗者”號(hào)進(jìn)入了超常而有序的研制節(jié)奏，觀察窗、艙蓋等開孔位置的設(shè)計(jì)和加工備受重視。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：這個(gè)潛器一共有六個(gè)開孔，都是球殼的重點(diǎn)部位。因?yàn)樗_孔，所以局部還要加強(qiáng)，越是開孔的地方越要做得厚實(shí)，玻璃的厚度是球殼厚度的近三倍。而且觀察窗是活動(dòng)的，它提供了變形的裕度，當(dāng)外面有海水的時(shí)候，整個(gè)窗戶是往后退的。對(duì)于這種關(guān)鍵部件，我們一定要做到均衡。
兩年時(shí)間完成設(shè)計(jì)，兩年時(shí)間完成建造、總裝、聯(lián)調(diào)和水池試驗(yàn)，在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和重要材料領(lǐng)域擁有國(guó)產(chǎn)化核心技術(shù)，國(guó)產(chǎn)化率96.5%。“奮斗者”號(hào)代表了當(dāng)前深海工程技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)水平。
“雙船雙潛” 打造科學(xué)家的兩個(gè)工作室
2020年7月，“奮斗者”號(hào)正式出海，開始了第一階段的海試。
“奮斗者”號(hào)共有三個(gè)潛航班組，三組輪流作業(yè)。曾經(jīng)參加“深海勇士”號(hào)試航的張偉成為“奮斗者”號(hào)的一個(gè)潛航班組的主航員，主要負(fù)責(zé)對(duì)各種設(shè)備和儀器進(jìn)行操作，對(duì)海底的突發(fā)情況做出正確的判斷和決策，保證人員和設(shè)備的安全。
“奮斗者”號(hào)主航員 張偉：目前人類到達(dá)萬米深度的次數(shù)非常少，我們對(duì)海底深淵的底質(zhì)情況也不是非常了解，面臨的未知因素會(huì)更多，在超高壓力下面潛水器表現(xiàn)出來的性能可能沒有太大的底氣，對(duì)潛航員來說，一定要確保我們的人員和設(shè)備安全，沉著應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。
“雙船雙潛”，是“奮斗者”號(hào)海試任務(wù)的關(guān)鍵詞?！?/strong>雙船”，是為“奮斗者”號(hào)深潛護(hù)航的雙母船——“探索一號(hào)”和“探索二號(hào)”；“雙潛”指的是雙潛水器：一個(gè)是主角，即“奮斗者”號(hào)，另一個(gè)則是主角的“御用攝影師”——“滄?！碧?hào)。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：“探索一號(hào)”和“探索二號(hào)”是科考船，“奮斗者”號(hào)只是船上的一個(gè)工具，一個(gè)能夠讓科學(xué)家到深海去的運(yùn)載器，船上有各種裝置和科考工具。科學(xué)家到船上搭乘“奮斗者”號(hào)到海底去完成他們海底的作業(yè)，取回海底的樣品，拿到海底的一些數(shù)據(jù)，“探索一號(hào)”和“探索二號(hào)”是科學(xué)家的海面工作室，“奮斗者”號(hào)是科學(xué)家的海底工作室。
由淺到深 “五步走”到達(dá)萬米深度
海試分為兩個(gè)階段，第一階段的下潛深度是4500米，下潛次數(shù)是17次。第二階段，“奮斗者”號(hào)逐步挑戰(zhàn)萬米深淵。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：由淺到深，逐漸推進(jìn)，至少分成五步走，2000米如果有問題，就要把它解決，再下潛，確認(rèn)沒問題了，我再下到4000米。我們從4000多米，到9000多米，用了5天，一天1000米，就要把性能做得扎扎實(shí)實(shí)的，考評(píng)的結(jié)果硬邦邦的，要做充分的驗(yàn)證。
位于太平洋的馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”，水壓高、完全黑暗、溫度低，是地球上環(huán)境最惡劣的海域之一。10月27日，“奮斗者”號(hào)在這里成功挑戰(zhàn)1萬米的深度。
深海中的異響 如何破解？
11月初，深潛任務(wù)繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)天，“奮斗者”號(hào)按照預(yù)定計(jì)劃下潛到8850米左右，張偉忽然聽到了潛水器身上發(fā)出的一聲悶響。
“奮斗者”號(hào)主航員 張偉：海底非常安靜，整個(gè)潛水器發(fā)出的聲音我們都非常熟悉，突然聽到非常大的、我們沒有聽過的聲音，我們很緊張。因?yàn)楫?dāng)時(shí)無法判斷聲音是艙內(nèi)還是艙外發(fā)出的，我們就把艙內(nèi)的設(shè)備都檢查一遍，沒有發(fā)現(xiàn)異常，所以我們心里面放松一點(diǎn)。
因?yàn)楫愴懀皧^斗者”號(hào)提前拋掉壓載鐵做好了隨時(shí)上浮的準(zhǔn)備，所幸各項(xiàng)指標(biāo)顯示正常，海底試驗(yàn)得以繼續(xù)。等結(jié)束任務(wù)后上升到水面，科研人員對(duì)各種零部件進(jìn)行了詳細(xì)檢查，查找異響來源。
“奮斗者”號(hào)主航員 張偉：我們發(fā)現(xiàn)潛水器尾部有一塊浮力材，浮力材是通過螺栓跟框架連接的，它就相當(dāng)于強(qiáng)度非常高的物體，跟一個(gè)沒有那么高的物體連接。在這種高壓力作用下，浮力材在連接處有個(gè)很小的裂紋，破裂的聲音傳到艙內(nèi)，聽到的聲音是很大的。
經(jīng)過評(píng)估，出現(xiàn)裂紋的浮力材料并沒有給“奮斗者”號(hào)帶來致命傷，在修復(fù)之后，海試工作繼續(xù)推進(jìn)。下一個(gè)目標(biāo)是坐底，所謂坐底是指可下潛的航行器，完全降落至海床上，可以理解為主動(dòng)、安全地?cái)R淺。
克服疲憊 挑戰(zhàn)寒冷 潛航員深海連創(chuàng)奇跡
11月10日，“奮斗者”號(hào)再次出發(fā)，向挑戰(zhàn)者深淵發(fā)起挑戰(zhàn)，那里是馬里亞納海溝的最深處，也是世界海洋的最深處。8時(shí)12分，“奮斗者”號(hào)成功坐底，深度為10909米，這是中國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄。
完成坐底之后，“奮斗者”號(hào)要進(jìn)行六個(gè)小時(shí)的作業(yè)和巡航，這也是目前世界上的萬米深潛中持續(xù)最長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間。
“奮斗者”號(hào)主航員 張偉：空間比較狹窄，我們腿部和腰部會(huì)比較難受，這幾個(gè)小時(shí)身體會(huì)很疲憊。另外，隨著我們?cè)诶锩娲臅r(shí)間越長(zhǎng)，艙內(nèi)的溫度和濕度也會(huì)降到一個(gè)比較低的水平，從最開始的三十多度，到最后也就是一二十度。那時(shí)外面海水的溫度實(shí)際上是一兩度左右，會(huì)傳到艙內(nèi)，在貼近艙壁的位置我們會(huì)放一個(gè)墊子，也會(huì)穿著毛巾襪給腳部保暖。
自10909米的中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄之后的10天之內(nèi)，“奮斗者”號(hào)又進(jìn)行了四次探洋底的海試工作。
11月13日，“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)著陸器聯(lián)合作業(yè)，全球首次實(shí)現(xiàn)萬米洋底4K電視信號(hào)直播。
11月16日，“奮斗者”號(hào)僅用半小時(shí)左右的時(shí)間就找回了此前布放在海底的3個(gè)取樣器，作業(yè)難度堪比“大海撈針”。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：我們已經(jīng)形成了一個(gè)潛航員的隊(duì)伍，三班潛航員輪流，大家現(xiàn)在對(duì)下潛沒有那么緊張了，都搶著下潛。國(guó)內(nèi)有大概上百名科學(xué)家都通過“蛟龍”號(hào)和“深海勇士”號(hào)下潛過。我們也希望越來越多的科學(xué)家乘坐我們的潛水器到深海區(qū)，肯定給他們帶來驚喜。
“我們剛剛打開了深海的一個(gè)門縫”
11月19日，“奮斗者”號(hào)完成最后一次深潛，至此，本次海上試驗(yàn)圓滿完成。不久之后，“奮斗者”號(hào)將交付給使用單位投入日常的科考工作，然而，對(duì)于參與研制的科研人員來說，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是終點(diǎn)。
“奮斗者”號(hào)總設(shè)計(jì)師 葉聰：我覺得不能用這五年來講深潛的故事，應(yīng)該用二十年甚至更長(zhǎng)一些。我們從沒有深海裝備到有深海裝備，從無人的到有人的，從簡(jiǎn)單的到復(fù)雜作業(yè)的，將來我們可能還會(huì)有載人的、無人的、固定的、移動(dòng)的設(shè)備來做系統(tǒng)化深海的探測(cè)。所以，“奮斗者”號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是終點(diǎn)，應(yīng)該說，我們剛剛打開了深海的一個(gè)門縫。
記者丨古兵
編導(dǎo)丨王惠東
編輯丨張宏飛
攝像丨王忠仁 王揚(yáng)