海底一万米有什么?(科技视点·勇当高水平科技自立自强排头兵)
图①:“奋斗者”号注水下潜。
中国科学院深海科学与工程研究所供图
图②:大洋86航次任务期间,潜水器布放前,技术人员拆除“蛟龙”号限位销和潜水器系固。
自然资源部国家深海基地管理中心供图
图③:执行中国第四十次南极考察任务的“雪龙2”号在阿蒙森海开展大洋考察作业。
新华社发
前不久,我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广东广州正式入列。这标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果。
逐梦深蓝,科技助力。我国海洋科技创新不断取得新突破,持续推进深海事业迈上新台阶。
深度不断拓展
从下潜600米到挺进万米深渊,一系列关键技术大显身手
“深海里有许多发光的浮游生物,它们仿佛是夜空中的流星,出现的时间虽然短暂,却五彩斑斓,令人叹为观止。”提起这段经历,蔡嘉慧难掩兴奋。
蔡嘉慧是新加坡国立大学的一名海洋科学家,从事多金属结核矿区大型底栖生物的生态研究。今年8月,她参加了我国自然资源部组织的2024年西太平洋国际航次科考任务,跟随“蛟龙”号载人潜水器潜入海底。
执行科考任务时,“蛟龙”号在海底随走随停,蔡嘉慧和中方潜航员默契配合,记录透过舷窗观察到的海底生物,并提出采样目标建议。“海底海山的生物多样性非常丰富,这次终于能在水下亲眼观察深海海绵群和珊瑚林,受到的震撼远超阅读文献或者观看纪录片。”蔡嘉慧说。
在2024年西太平洋国际航次科考中,我国首次面向全球开放“蛟龙”号载人潜水器,中外科学家一同下潜采样。作为我国自主设计、自主集成的首台7000米级大深度载人潜水器,“蛟龙”号自2009年首次下潜以来,已完成317次下潜,累计搭载900余人次下潜,为我国乃至全球深海探测提供了有力支撑。
2020年11月10日,由我国自主研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号,完成万米级海试,首次探底马里亚纳海沟“挑战者深渊”,使我国成为世界上第二个实现万米载人深潜的国家。截至目前,“奋斗者”号累计下潜329次,其中万米下潜25次,万米深潜次数和人数均居世界首位,标志着我国在全海深载人深潜领域达到世界领先水平。
深海深渊,一度被认为是海洋科考的“禁区”。但越是漆黑、高压、低温和地质运动活跃的“深海荒漠”研究,越能成为海洋研究的前沿领域。曾任“蛟龙”号载人潜水器主任设计师、“奋斗者”号载人潜水器总设计师的叶聪感慨:“载人深潜让人更加体会到技术自主可控、自立自强的重要。中国人要把深海关键技术牢牢掌握在自己手中。”
潜入万米海底,要攻克的首道难关就是巨大的水压。
马里亚纳海沟1万米深处,水压接近1100个大气压,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。“奋斗者”号如何做到不惧高压极端环境,在万米海底自由行走?其关键就在于载人舱。
以往使用的材料都已不能达标,需要研制一种高强度、高韧性、可焊接的钛合金材料。中国科学院金属研究所研究员、全海深载人潜水器载人舱项目负责人杨锐说:“国际上没有制造先例,唯一的办法就是我们自己造。”
于是,中国科学院金属研究所团队经过调研论证、研究实验,攻克了载人舱材料、成型、焊接等一系列技术难关。“我们独创的新型钛合金材料成功满足了载人舱材料所需的强度、韧性和可焊性等要求。”杨锐说。