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“蛟龍”鍥而不捨探索深海:試驗性應用階段收官
華夏經緯網   2017-06-19 08:49:45   
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  當地時間6月13日17時10分,“蛟龍”號載人潛水器順利完成了大洋38航次第三航段最後一潛,標誌著“蛟龍”號試驗性應用航次全部下潛任務圓滿完成。“蛟龍”號預計將於6月下旬返回位於山東青島的國家深海基地管理中心碼頭。

  作為我國現役的唯一一艘深海載人潛水器,“蛟龍”號在本次任務中取得了哪些成果?“蛟龍”號的母船和“兄弟”長啥樣?為何要鍥而不捨地探索深海?

  試驗性應用階段收官,既調查了深海礦區,也開闢了深淵科學研究的新領域

  自2月6日啟程,搭載“蛟龍”號載人潛水器的“向陽紅09”科考船已經在海上航行作業120多天。在此期間,“蛟龍”號奔赴西北印度洋多金屬硫化物區、南海調查區、馬利亞納海溝和雅浦海溝調查區執行了大洋38航次第三航段的下潛作業。這是“蛟龍”號試驗性應用階段的最後一次任務。

  “‘蛟龍’號從誕生到使用,可劃分成海上試驗、試驗性應用和業務化運行3個階段。”中國大洋礦產資源研究開發協會秘書長兼辦公室主任劉峰說,2012年結束海上試驗後,“蛟龍”號轉入試驗性應用階段,“如果說第一階段是為了檢驗它能否下潛到設計深度,驗證其各項技術指標是否達到設計要求。那麼,試驗性應用階段主要是為了培養專業化的業務支撐隊伍,建立全國開放共用機制,提高它的作業效能”,劉峰認為,“蛟龍”號交出了滿意的答卷。

  深海蘊藏著豐富的礦產、油氣、生物等資源。根據《聯合國海洋法公約》相關規定,這些資源屬於全人類共同繼承財產,各國不得任意開採。“向國際海底管理局提出申請並簽署勘探合同後,就可以對礦區進行精細勘探。只有圈出最優質的礦區,才有可能進一步簽訂開採合同。”劉峰說,能否圈出最優礦區,取決於礦區調查的精細程度,“蛟龍”號在其中發揮著至關重要的作用。

  目前,潛水器家族中,無人無纜的“潛龍”號優勢在於開展區域地形測量、拍照、攝像等作業,無人有纜的“海龍”號由水面船供電力和操控,比較適合在相對平坦的海底長時間、長距離作業。“‘蛟龍’號能夠定點懸停作業,科學家可以親臨海底,直接觀測、直接測繪、直接取樣,對海底某個點進行‘解剖麻雀’式精細化研究。‘三龍’由此實現優勢互補,點線面結合對礦區進行勘察。”

  “蛟龍”號還助推我國開闢了深淵科學研究的新領域。“6500米以下海域叫做深淵。以前沒有裝備和人員能抵達這個區域開展研究。‘蛟龍’號最深可載人下潛7000米,繼而提出深淵課題和先導科研計劃。”人們以為深淵荒蕪貧瘠,科學家乘坐“蛟龍”號抵達後發現,即使水下7000米還活躍著大量生物群落,極大顛覆了原有認知。

  “過去我們研製的深海裝備一度用不起來,因為在‘科研’和‘應用’之間存在斷層。由於科研院所的職能是負責設備研發,而不是長期支撐設備的海上運行;科學家擅長在實驗室分析樣品,在海上操作起設備也比較吃力。研製的設備雖然性能先進,但卻無法保證海上的有效應用。”劉峰說,在“蛟龍”號的研製和應用中,通過對國家深海基地的建設,逐漸摸索出了填補斷層的機制。“基地職責就是做好深海大型裝備的集中統一管理,既支撐前端研發,又服務後端應用。”劉峰說。接下來,“蛟龍”號即將轉入業務化運行階段。

  不同目的的科考需要到達不同海域深度的潛水器,下潛並非越深越好

  放在國際舞臺上,“蛟龍”號也毫不遜色,甚至在某些方面遙遙領先。

  “在世界同類載人潛水器中,‘蛟龍’號能達到7000米下潛深度,其他國家目前還做不到。” 據了解,俄羅斯的“和平一號”“和平二號”潛水器以及法國的“鸚鵡螺”潛水器等,設計深度都為6000米或最大不超過6500米。

  “‘蛟龍’號還有3項法寶:定點懸停、水聲通信和動力保障。”劉峰說,“蛟龍”號能夠像直升機一樣,對直徑10釐米的目標精準作業,曾成功在海底黑煙囪小孔中測量熱液溫度和熱液取樣;從海面和7000米的海底聯繫,“蛟龍”號依靠自主研發的水聲通信系統,可以實現語音、數字和圖像等多模式傳輸;自主研發的銀鋅電池在巨大的海水壓力下電量達110千瓦時,在同類電池中能源最強,延長了海底作業時間。

  4500米、6000米、7000米……每次“蛟龍”號的下潛深度總是令人矚目,很多人好奇,它還能去更深的海域嗎?“‘蛟龍’號設計深度就是7000米,最大只能下潛到這樣的深度,如果想下潛更深,就必須重新研製承壓能力更強的潛水器。”劉峰解釋道。

  下潛深度的確是深海探索能力的一種象徵。但在專家看來,潛水器下潛深度並非越深就越好。“我們不僅需要下潛深度大的潛水器,還需要適應不同科考需求、到達各種不同海域深度的潛水器。”劉峰說。

  目前“蛟龍”號的“兄弟”——新型載人潛水器正在進行建造和試驗,它的下潛設計深度就只有4500米。“4500米,意味著這款潛水器可抵達整個海洋面積的60%,能滿足相當一部分科考需求。最重要的是,它的各個零部件不用像‘蛟龍’號一樣承受7000米水壓,運行成本大大降低。”劉峰說,成本低意味著可以多下潛,科考性價比會更高。總讓7000米“蛟龍”號去淺海,無疑是“大炮打蚊子”。“載人潛水器要根據深度分類,向譜係化發展,才能讓設備發揮最大潛力。”

  光有好的潛水器還不夠,還要有與之匹配的海洋科考船。“目前搭載‘蛟龍’號的是‘向陽紅09’船,由於二者不是‘原配’,對航次任務產生了一些影響。”劉峰舉例說,“向陽紅09”船幹舷較高,當不良海況導致船體搖晃時,被吊舉的“蛟龍”號容易產生劇烈搖擺,因此,“蛟龍”號的布放回收需要限定在較好的海況下進行,從而保證設備和人員的安全。同時船上的電力、實驗室和人員住艙等條件都亟待改善。“即將開工建造的‘蛟龍’號母船,完全按照‘蛟龍’號特點進行設計,能極大提升‘蛟龍’號有效下潛次數,提高作業效率,預計新母船將在2018年底至2019年初建成。”

  探索深海不僅因為其豐富資源,更是為了在深海領域的國際規則制定中掌握話語權

  “人類對深海的認知極其匱乏,對深海的精細調查不超過其面積的5%。”在劉峰看來,由於一些歷史原因,中國人走向深海的時間比較晚,國民的海洋意識比較薄弱,“既然我們現在擁有了設備和手段,就應該獨立自主地進行科學考察,把中國人對深海的認識寫在自己的教科書上。”

  劉峰認為,深海除了蘊藏著豐富資源,是人類未來發展的藍色空間,更是涉及國家長遠發展的戰略新疆域。“深海領域的規則還沒有完全制定好,各國基本處在同一起跑線上。我們要爭取在深海領域取得突破性成果,這樣才有底氣提出中國的主張,才能在國際規則制定中掌握話語權,從而推動建立公平合理的國際規則。”

  想在深海探索中佔據先發優勢,要從“硬實力”和“軟實力”兩方面下功夫。“加強裝備體系建設,不僅要研發譜係化的潛水器,還要壯大海洋調查船隊伍,更要通過技術創新不斷研製配套作業工具、升級科考手段。”劉峰說,“也不能忽視各類保障支撐體系的完善,比如國家深海基地能力的進一步提升、大洋樣品館的擴充、大洋資訊中心大數據的建設等”。“軟實力”方面,國家出臺了以《深海海底區域資源勘探開發法》為基石的一系列政策法規,為深海事業保駕護航,同時需要不遺餘力地加強具有國際視野的深海複合型人才培養等工作。

  “蛟龍探海”工程是國家“十三五”規劃綱要部署的重大工程之一。據國家海洋局專家介紹,此“蛟龍”非彼“蛟龍”,是更全面的指代,並非特指載人潛水器。“‘蛟龍探海’工程是國家對深海事業的整體佈局和規劃。”劉峰說,“‘三龍’將會變成‘七龍’,從已有的‘蛟龍’‘潛龍’‘海龍’,發展到深海鑽探的‘深龍’、深海開發的‘鯤龍’、海洋數據進行雲計算的‘雲龍’以及在海面進行支撐的‘龍宮’。”記者 劉詩瑤

 

來源:人民日報

 

責任編輯:張暉

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