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在深渊科考的“奋斗者”

来源:《中国科学报》2021-11-30 10:09

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  11月28日,距离“奋斗者”号全海深载人潜水器(以下简称“奋斗者”号)在马里亚纳海沟圆满完成万米深潜海试任务顺利返航整整一年了。

  “下潜46次,其中12次下潜超万米、6次进入9000米级深度科考作业,把10多名科学家运送到万米以下深度进行深渊科学考察……”中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称深海所)首席顾问刘心成细数着“奋斗者”号一年来的“功绩”。

  今年是“奋斗者”号首次用于深渊科考,它带回来丰硕的深渊底部生物、微生物、沉积物、岩石等珍贵样品和视频、数据,不仅创造了深渊科考的许多新纪录,而且使人们对马里亚纳海沟“挑战者深渊”底部有了较为全面的科学认知。

  “奋斗者”号取得骄人成绩的背后,离不开一群攻坚克难、勇攀高峰的“奋斗者”们日夜拼搏。

  5年攻关 不再“望洋兴叹”

  “我们感到任务艰巨,责任重大。因为挺进万米是一个世界级的难题,过去很多国家和科技人员都‘望洋兴叹’。”回忆起深海所2016年接到“奋斗者”号海试任务时的情形,刘心成感叹道。

  “奋斗者”号海试之前,在人类历史上,曾有3次载人潜水器挑战马里亚纳海沟万米深渊的经历,但是属于科考性质的只有一次。

  深渊蕴藏着丰富的生物、微生物、岩石等资源,它们对人类可持续发展至关重要。挺进深渊,是我国建设海洋强国,为人类认识、保护、开发海洋不断作出新的更大贡献的实际行动。

  2016年,“奋斗者”号全海深载人潜水器作为“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的核心研制任务正式启动。

  为实现“奋斗者”号全海深载人潜水器万米海底作业目标,科学家经过了5年艰苦攻关,在融合“蛟龙”号、“深海勇士”号研发团队和相关技术的基础上,攻克载人舱、浮力材料、锂电池、推进器、海水泵、机械手、声学通信、液压源、水下定位、航行控制、成像声呐等关键设备和核心技术,在潜水器超大潜深结构、系统调试与仿真以及深海作业等关键技术方面取得一系列重大突破,国产化率超过96.5%。

  这标志着我国深海装备技术的自主创新水平显著提升,彰显了独具中国特色又领先业界同行的全海深作业能力。

  中国科学院所属10余家单位全面参与了“奋斗者”号研制和海试工作,其中,深海所是海试任务的牵头组织单位、“奋斗者”号的业主单位。

  “我们不敢怠慢,认真组织海试实施方案制定,先是内部组织编写研究讨论,再交专家审核把关。”刘心成说,编制海试实施方案用了很长时间,前后修改了多次,力求精益求精,“尽管有压力,但还是很高兴,并不是每个人都有机会承担如此重要的任务”。

  2020年11月,“奋斗者”号在海试中8次下潜到万米以下深度,创造了10909米的中国载人深潜新纪录,同时实现载人潜水器与着陆器在万米海底的联合作业,完成全球首次万米海底实时4K视频直播。

  这意味着我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力,被认为是我国深海科技探索道路上的重要里程碑。

  科考开启 “惊喜”不断

  海试成功后,“奋斗者”号开始正式执行深渊科学考察任务。

  今年8月11日,“奋斗者”号赴菲律宾海盆和马里亚纳海沟执行其第一个常规科考应用航次。

  在本航段中,“奋斗者”号在7700~10900米深度共下潜28次,其中7次超过万米深度,在马里亚纳海沟“挑战者深渊”最深区域进行了科考作业。来自全国7家单位的18名科技人员首次参加“奋斗者”号下潜,包括3名女科学家、女潜航员在内的8人首次下潜进入万米深度。

  这一航段于10月10日返航,经过3天的检修恢复、更换人员等,10月14日,“奋斗者”再次从三亚起航,赴马里亚纳海沟执行第二航段科考应用任务。

  “‘巧妇难为无米之炊’,研究深海,光从理论上、看别人的不行,必须自己去发现,下潜航次和人员有限,科研人员十分珍惜每次机会。”刘心成表示。

  海洋科考非常辛苦,这段时间恰逢台风、寒潮多发,作业区大风大浪更是“家常便饭”,大大消耗科研人员和保障人员的体力。“奋斗者”号的每次下潜与回收对团队都是严峻的考验。

  一开始,尽管大家对潜水器下潜万米的安全性是放心的,但是下潜万米深度毕竟是挑战极限,大家心里有些忐忑。

  “海试领导小组组长,现场验收专家组长,潜水器总设计师、副总设计师等带头下潜,发挥了先锋模范作用,增强了大家的信心,提升了团队的勇气。”刘心成强调,遇到困难时冲在第一线,这是解决问题的关键。尽管在今年科考中恶劣海况较多,队员体力消耗大,但是团队保持了高昂的斗志。

  精神传承 走向深渊科学

  作为“奋斗者”号的业主单位,深海所肩负着“奋斗者”号科学应用与运维管理的繁重任务,培养了一批敢打敢拼的年轻科考作业团队,尤其是潜航员队伍,致力于服务深海深渊科考和重大前沿基础问题研究。

  刘心成告诉《中国科学报》,每次出海下潜,“我们要及时跟踪载人潜水器的姿态、位置、在做什么等,需要时刻有人值班。”

  作为一名海洋“老兵”,刘心成充满对海洋的热忱,他说,“深海科技面临新时代的重大机遇与挑战,我们努力赓续老科学家精神、载人深潜精神,弘扬新时代科学家精神,面向世界深海科技前沿,加强深海科技基础研究,推崇原创性,推动深海科学研究与工程技术研发,获得更多的核心技术突破和可持续迭代,以新的深海科技成果推进海洋强国建设。”

  正是在一代又一代热衷海洋科学事业的科研工作者的推动下,我们距离海洋强国越来越近。

  未来,基于“奋斗者”号万米深度作业优势,深海所将发起并推动推进全球深渊科学研究计划。通过各国科学家的共同努力,将研究从马里亚纳海沟扩展到全球的多条海沟,探索不同深渊海沟内发生的地质、化学、物理、生命等自然现象、过程及其规律,重点在深渊物质和能量交换、深渊深部过程、深渊流体形成与环境效应、深渊生命起源与演化、板块俯冲与全球变化等重大科学问题上开展研究工作。(韩扬眉)

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