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“蛟龙”锲而不舍探索深海:试验性应用阶段收官
华夏经纬网   2017-06-19 08:49:45   
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  当地时间6月13日17时10分,“蛟龙”号载人潜水器顺利完成了大洋38航次第三航段最后一潜,标志着“蛟龙”号试验性应用航次全部下潜任务圆满完成。“蛟龙”号预计将于6月下旬返回位于山东青岛的国家深海基地管理中心码头。

  作为我国现役的唯一一艘深海载人潜水器,“蛟龙”号在本次任务中取得了哪些成果?“蛟龙”号的母船和“兄弟”长啥样?为何要锲而不舍地探索深海?

  试验性应用阶段收官,既调查了深海矿区,也开辟了深渊科学研究的新领域

  自2月6日启程,搭载“蛟龙”号载人潜水器的“向阳红09”科考船已经在海上航行作业120多天。在此期间,“蛟龙”号奔赴西北印度洋多金属硫化物区、南海调查区、马里亚纳海沟和雅浦海沟调查区执行了大洋38航次第三航段的下潜作业。这是“蛟龙”号试验性应用阶段的最后一次任务。

  “‘蛟龙’号从诞生到使用,可划分成海上试验、试验性应用和业务化运行3个阶段。”中国大洋矿产资源研究开发协会秘书长兼办公室主任刘峰说,2012年结束海上试验后,“蛟龙”号转入试验性应用阶段,“如果说第一阶段是为了检验它能否下潜到设计深度,验证其各项技术指标是否达到设计要求。那么,试验性应用阶段主要是为了培养专业化的业务支撑队伍,建立全国开放共享机制,提高它的作业效能”,刘峰认为,“蛟龙”号交出了满意的答卷。

  深海蕴藏着丰富的矿产、油气、生物等资源。根据《联合国海洋法公约》相关规定,这些资源属于全人类共同继承财产,各国不得任意开采。“向国际海底管理局提出申请并签署勘探合同后,就可以对矿区进行精细勘探。只有圈出最优质的矿区,才有可能进一步签订开采合同。”刘峰说,能否圈出最优矿区,取决于矿区调查的精细程度,“蛟龙”号在其中发挥着至关重要的作用。

  目前,潜水器家族中,无人无缆的“潜龙”号优势在于开展区域地形测量、拍照、摄像等作业,无人有缆的“海龙”号由水面船供电力和操控,比较适合在相对平坦的海底长时间、长距离作业。“‘蛟龙’号能够定点悬停作业,科学家可以亲临海底,直接观测、直接测绘、直接取样,对海底某个点进行‘解剖麻雀’式精细化研究。‘三龙’由此实现优势互补,点线面结合对矿区进行勘察。”

  “蛟龙”号还助推我国开辟了深渊科学研究的新领域。“6500米以下海域叫做深渊。以前没有装备和人员能抵达这个区域开展研究。‘蛟龙’号最深可载人下潜7000米,继而提出深渊课题和先导科研计划。”人们以为深渊荒芜贫瘠,科学家乘坐“蛟龙”号抵达后发现,即使水下7000米还活跃着大量生物群落,极大颠覆了原有认知。

  “过去我们研制的深海装备一度用不起来,因为在‘科研’和‘应用’之间存在断层。由于科研院所的职能是负责设备研发,而不是长期支撑设备的海上运行;科学家擅长在实验室分析样品,在海上操作起设备也比较吃力。研制的设备虽然性能先进,但却无法保证海上的有效应用。”刘峰说,在“蛟龙”号的研制和应用中,通过对国家深海基地的建设,逐渐摸索出了填补断层的机制。“基地职责就是做好深海大型装备的集中统一管理,既支撑前端研发,又服务后端应用。”刘峰说。接下来,“蛟龙”号即将转入业务化运行阶段。

  不同目的的科考需要到达不同海域深度的潜水器,下潜并非越深越好

  放在国际舞台上,“蛟龙”号也毫不逊色,甚至在某些方面遥遥领先。

  “在世界同类载人潜水器中,‘蛟龙’号能达到7000米下潜深度,其他国家目前还做不到。” 据了解,俄罗斯的“和平一号”“和平二号”潜水器以及法国的“鹦鹉螺”潜水器等,设计深度都为6000米或最大不超过6500米。

  “‘蛟龙’号还有3项法宝:定点悬停、水声通信和动力保障。”刘峰说,“蛟龙”号能够像直升机一样,对直径10厘米的目标精准作业,曾成功在海底黑烟囱小孔中测量热液温度和热液取样;从海面和7000米的海底联系,“蛟龙”号依靠自主研发的水声通信系统,可以实现语音、数字和图像等多模式传输;自主研发的银锌电池在巨大的海水压力下电量达110千瓦时,在同类电池中能源最强,延长了海底作业时间。

  4500米、6000米、7000米……每次“蛟龙”号的下潜深度总是令人瞩目,很多人好奇,它还能去更深的海域吗?“‘蛟龙’号设计深度就是7000米,最大只能下潜到这样的深度,如果想下潜更深,就必须重新研制承压能力更强的潜水器。”刘峰解释道。

  下潜深度的确是深海探索能力的一种象征。但在专家看来,潜水器下潜深度并非越深就越好。“我们不仅需要下潜深度大的潜水器,还需要适应不同科考需求、到达各种不同海域深度的潜水器。”刘峰说。

  目前“蛟龙”号的“兄弟”——新型载人潜水器正在进行建造和试验,它的下潜设计深度就只有4500米。“4500米,意味着这款潜水器可抵达整个海洋面积的60%,能满足相当一部分科考需求。最重要的是,它的各个零部件不用像‘蛟龙’号一样承受7000米水压,运行成本大大降低。”刘峰说,成本低意味着可以多下潜,科考性价比会更高。总让7000米“蛟龙”号去浅海,无疑是“大炮打蚊子”。“载人潜水器要根据深度分类,向谱系化发展,才能让设备发挥最大潜力。”

  光有好的潜水器还不够,还要有与之匹配的海洋科考船。“目前搭载‘蛟龙’号的是‘向阳红09’船,由于二者不是‘原配’,对航次任务产生了一些影响。”刘峰举例说,“向阳红09”船干舷较高,当不良海况导致船体摇晃时,被吊举的“蛟龙”号容易产生剧烈摇摆,因此,“蛟龙”号的布放回收需要限定在较好的海况下进行,从而保证设备和人员的安全。同时船上的电力、实验室和人员住舱等条件都亟待改善。“即将开工建造的‘蛟龙’号母船,完全按照‘蛟龙’号特点进行设计,能极大提升‘蛟龙’号有效下潜次数,提高作业效率,预计新母船将在2018年底至2019年初建成。”

  探索深海不仅因为其丰富资源,更是为了在深海领域的国际规则制定中掌握话语权

  “人类对深海的认知极其匮乏,对深海的精细调查不超过其面积的5%。”在刘峰看来,由于一些历史原因,中国人走向深海的时间比较晚,国民的海洋意识比较薄弱,“既然我们现在拥有了设备和手段,就应该独立自主地进行科学考察,把中国人对深海的认识写在自己的教科书上。”

  刘峰认为,深海除了蕴藏着丰富资源,是人类未来发展的蓝色空间,更是涉及国家长远发展的战略新疆域。“深海领域的规则还没有完全制定好,各国基本处在同一起跑线上。我们要争取在深海领域取得突破性成果,这样才有底气提出中国的主张,才能在国际规则制定中掌握话语权,从而推动建立公平合理的国际规则。”

  想在深海探索中占据先发优势,要从“硬实力”和“软实力”两方面下功夫。“加强装备体系建设,不仅要研发谱系化的潜水器,还要壮大海洋调查船队伍,更要通过技术创新不断研制配套作业工具、升级科考手段。”刘峰说,“也不能忽视各类保障支撑体系的完善,比如国家深海基地能力的进一步提升、大洋样品馆的扩充、大洋信息中心大数据的建设等”。“软实力”方面,国家出台了以《深海海底区域资源勘探开发法》为基石的一系列政策法规,为深海事业保驾护航,同时需要不遗余力地加强具有国际视野的深海复合型人才培养等工作。

  “蛟龙探海”工程是国家“十三五”规划纲要部署的重大工程之一。据国家海洋局专家介绍,此“蛟龙”非彼“蛟龙”,是更全面的指代,并非特指载人潜水器。“‘蛟龙探海’工程是国家对深海事业的整体布局和规划。”刘峰说,“‘三龙’将会变成‘七龙’,从已有的‘蛟龙’‘潜龙’‘海龙’,发展到深海钻探的‘深龙’、深海开发的‘鲲龙’、海洋数据进行云计算的‘云龙’以及在海面进行支撑的‘龙宫’。”记者 刘诗瑶

 

来源:人民日报

 

责任编辑:张晖

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