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观察丨“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录 逐梦深蓝

原标题:观察“奋斗”创造中国载人深潜新纪录,梦想深蓝

11月19日6时47分,由中国自主研发的全海域深海载人潜水器“奋进号”部署入海,10时09分,它坐在马里亚纳海沟(Mariana Trench)底部。奋进号载人潜水器采用安全、稳定、强大的能源系统,拥有先进的控制系统和定位系统,以及耐压载人舱和浮力材料。这是奋进号载人潜水器下水的场景。(图片由中国船舶重工集团公司提供)

在梦想深蓝的道路上,中国人又前进了一大步。

11月19日10时09分,中国自主研发的“大国重型武器”全海深载人潜水器“奋进号”在马里亚纳海沟成功着陆。这是经过11月10日、13日、16日三次万米海试,奋斗号再次探索万米海底。

马里亚纳海沟是世界上最深的海沟,就像一座倒置在海底的山。挑战者深渊在最深海沟测得的最大深度为11034米,相当于已知最深海洋珠穆朗玛峰的海拔高度。11月10日,“奋斗”号坐在“挑战者深渊”底部,创下中国载人深潜新纪录。这也是世界上第一次三个人同时被带到海洋的最深处。

座椅的深度为10909米,创造了中国载人深潜的新纪录

在短短10天内,奋进号探索了海底。

北京时间11月10日凌晨4点20分左右,在早两个时区的马里亚纳海沟,太阳已经从太平洋升起。挣扎号载着三名潜艇艇员,从母舰发现号的机库里慢慢被推出,稳稳地被抬起放入水中。蛙人解开缆绳后,潜入水中。在船舱里,显示和控制面板上的深度数字逐渐增加,舷窗外的颜色由蓝色变为深蓝色再变为深色,直到完全变暗。

8点12分,“奋斗”号成功潜入马里亚纳海沟10909米,成为中国历史上第一艘潜入挑战者深渊的载人潜水器。

后来在11月13日的海试任务中,“奋斗”号载人潜水器和“渤海”号深海登陆器联合作战,实现了全球首个万米水下高清视频信号直播传输;11月16日,《奋斗》只花了半个小时左右就把之前放在海底的三个采样器找回来了,简直是“大海捞针”。这一操作对于深海科学研究,尤其是未来深海科学研究的原位培育和长期监测具有重要意义。

11月19日,“奋斗”号下潜,这是本轮万米海试的“提交”。承担复查洋底科研作业功能任务,坐底后启动巡航和作业模式,测试潜水器功能性能,测试机械手,找到后配合“渤海号”。

据介绍,《奋斗》由中国船舶重工集团公司第702研究所(以下简称第702研究所)设计整合,中国科学院深海科学与工程研究所作为业主牵头试航。

深海万米是科研的“无人区”,载人潜水器是进入“无人区”的科研工具

从外观上看,《奋斗》像一条鳙鱼,腹部涂成绿色,这是因为绿光在海水中的衰减很小,很容易在深海中捕捉到它的身影。而且头顶是醒目的橙色,也便于浮到水面时被母船迅速发现。

一万米的深海,可以说是科研的“无人区”,而载人潜水器则是进入“无人区”的科研工具。“大头鱼”不仅画得漂亮灵巧,肚子里还有货。奋进号可搭载三艘潜水器和科学家同时下潜,作业能力覆盖全球海洋的100%。

据702所副所长、奋进号总设计师、万米海试总指挥叶聪介绍,奋进号载人潜水器的作业队伍正在逐步压缩,更多的岗位将留给科学家。

“深海很令人震惊。我在这里观察过海参!”中国科学院深海科学与工程研究所研究员何李生在一万米深的海底通话中分享了她的发现。

与之前的三次潜水不同,11月19日,除了两名潜水员外,何以科学家身份参加了潜水。浙江大学海洋学院教授陈颖表示,科学家通常坐在潜水器的右舷,潜水器配备有丰富的工作工具,用于在海底进行观察、采样和训练等科研任务。

“我们的科研任务包括侧重生物学,观察万米深渊中水下生物的种类等。,并在适当的时候采集一些生物样本。我们还带来了一些自工作采样装置,如顺序集水器和原位化学实验装置。”他对李生说。

“双舰双潜”是“奋斗”海试的关键词,双母船护航海试任务

“两船两潜”是奋进号试航任务的关键词。

“双舰”是护航“奋斗”深潜的双母船——“勘探一号”(支援舰)和“勘探二号”(保障舰);“双潜水”是指双潜水器:一个是主角《奋斗》,一个是主角的“皇家摄影师”,渤海。

顾名思义,母船就像一只母船,没有母船的全力支持,深海潜水器无法在一万米的深度自由探索。

“勘探一号”长94.45米,宽17.9米,是海洋科学研究的“大哥”,成绩斐然。也是载人潜水器“深海勇士”的科研母船,搭载无人潜水器“海都一号”等深海科研工具,进行万米无人科研活动。

与经验丰富的发现一号相比,发现二号是一个上路的新手。长87.2米,宽18.8米。是我国第一艘专门为万米深海科研建造的母船,今年6月才出坞。它是一个多功能的海洋科研平台,可搭载60名科研团队成员和船员进行海试任务。海上最长连续工作距离1.5万海里以上,最长连续工作时间超过75天。

“勘探二号”不仅吨位大、性能好,还搭载了多项我国自主研发的科研设备和探测神器。

中国船舶重工集团公司第704研究所(以下简称第704研究所)是参与“勘探二号”船国内科研设备研发的主要单位,主要负责开发“勘探二号”船科研作业水面保障系统。

据704所工作人员介绍,以CTD为例,它是测量万米深海环境的专用设备,也是科研工作中水面保障的关键设备,在国外已经“卡在脖子里”很久了。去年底,704家公司自主研发的CTD起重设备通过验收测试,使这款深海设备进入国产化时代。

从伸缩臂起重机、CTD起重机,到全海深地质绞车、6000米光缆绞车,再到水声通信、水声定位、多波束等深海声学设备,“勘探二号”安装了14台国产科研设备,彻底摆脱了长期依赖国外厂商水面支援设备的局面,标志着我国全海深科研装备能力进一步提升。

“渤海”号和“奋斗”号伙伴直接撞上了海底作业的第一个地点

深海区域很暗,因为太阳无法到达。想看海底搏斗的英姿,拍照是必须的。除了“奋斗”,渤海也在探索海底。它是世界上独一无二的深海登陆器,可以拍摄、采集和传输整个海洋深度的4K超高清视频。它不仅可以携带一个全海洋深度的高清摄像机,还可以将实时图像广播回海底。还能记录《奋斗》的一举一动,是后者当之无愧的“皇家摄影师”。

另外,“渤海”还有一个“小助手”——它内部的移动机器人“凌云”。它可以在海底自由移动,提供更多的照明角度,并为在海底直接撞击奋进号提供第二个座位。

奋进号和渤海号并不是同时入海的。他们如何找到彼此一起工作?

据了解,“渤海”将潜至海底,成为水下拍摄的主要位置,并运行预设的自动程序唤醒内部移动机器人“凌云”,通过自动编程路径移动作为水下拍摄的第二位置。

“渤海”准备好了之后,“斗争”紧接着潜水到海底。它坐在海底后,通过声波通讯定位和探测雷达在漆黑的海底找到了“渤海”,从“渤海”上方慢慢进入画面中心,稳稳地坐在摄像机前。之后“奋斗”和“渤海”只需要把各自的通讯设备对准就可以了,然后就可以谈合作了。

《奋斗》中文“心”强,汉化率96.5%以上

潜水的深度标志着中国深海潜水的创新高度。“奋斗”号能够在一万米的海底勇敢地“潜水”,这要归功于中国人强大的“心”。

奋进号作为国内唯一能载人潜至海底一万米的科研设备,代表了目前深海工程技术领域的顶级水平,在很多关键技术和重要材料上都有国产化核心,国产化率超过96.5%。

中国科学院声学研究所研究员、“奋斗”号潜艇艇员柏杨和他的团队经历了从《小龙》、《深海勇士》到《奋斗》的反复任务。“载人深潜突破新的深度纪录,我们都知道难度很大,但一定要完成。其实从9000米到11000米,我们空白都不知道。”柏杨说,通过充分准备和解决关键问题,研究小组能够克服一系列“不确定性”。

奋进是“十三五”国家重点R&D规划重点专项“深海关键技术与装备”的核心研究任务。成立于2016年,由702所牵头。包括中国科学院深海科学与工程研究所在内的20个研究所、13所大学和60多家企业的近1000名研究人员开展了关键核心技术研究。

叶聪认为,深入海洋的第一个困难是海水带来的高压。在“奋斗”号潜入的马里亚纳海沟最深处,水压超过110 MPa,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。如此高的压力意味着潜水器的材料和结构设计面临严峻的挑战。奋斗应该如何顶住压力?

首先,我们要有坚实的“盔甲”。我国自主研发的新型高强高韧钛合金,经过多年数千次优化试验,能够应对深海的高压和冲击。

固定材料只是长征的第一步。如果你想成功下潜10000米,就需要极其精密的制造、冷弯和焊接技术来保证球舱的可靠性。R&D团队将焊接方法从传统的焊缝多、工期长的“瓜焊”改进为焊缝少、可靠性高的“半球焊”。“奋斗”钛合金载人太空舱直径2米,为世界之最,标志着我国钛合金材料技术和焊接加工技术达到国际领先水平。

除了解决水压问题,奋斗还需要解决控制、供氧、电池、照明、图像、自动巡航、水声通信等一系列问题。还需要携带相关人员和一系列科学设施在水中完成科研工作,进一步增加了制造难度。

在载人潜水器“吉隆”和“深海勇士”开发应用的基础上,“奋斗”R&D团队经过多年的艰苦研究,在耐压结构的设计和安全评估、钛合金材料的制备和焊接、浮力材料的开发加工、声通信定位等方面取得了技术突破。,成功地完成了潜水器的设计、总装和建造、陆上联合调试、水池试验和海上试验收集,并具备了全海深入、探测和

从300米到10909米,不仅仅是潜水深度逐渐增加

“深海是人类对地球了解最少的区域,地下深海是未知世界。”中国科学院院士、海洋地质学家王评价说。

未知多,风险大,潜到一万米海底的路是堵的,危险的。中国的深海勘探技术起步较晚,始于20世纪70年代。1971年成立“深潜救生艇发展工作组”,即“7103发展工作组”。五年后,深潜救生艇的设计完成。1986年,中国第一艘深潜救生艇完成了300米深度的试验,揭开了中国载人深潜的新篇章。

从无到有,从浅入深。科学家们不断克服高压、密封、腐蚀、绝缘等技术难题。,缩小我国深海勘探技术与国际先进水平的差距,自主开发载人潜水器。2002年,7000米载人潜水器作为重大专项立项,但在立项之初,我国研制的载人潜水器最深潜水深度只有600米。

十年磨一剑。2012年,中国首艘自行设计集成的7000米载人潜水器“震龙”问世,创下了当时同类载人潜水器7062米潜水深度的新世界纪录。2017年,我国4500米“深海勇士”载人潜水器研制成功,实现“核心技术自主化、关键设备国产化”。Endeavor是一款全海深度载人潜水器,是在小龙和深海勇士的基础上发展起来的最新成果。

从300米到10909米,这不仅仅是对自然边界的探索,更是对合金材料、水声通信、精密加工等底层技术的探索;逐渐增加的不仅仅是潜水的深度,还有中国对地球板块运动等科学问题的研究贡献,以及在科技领域自主研发的能力和信心。

大深度载人潜水器的发展将带动我国深海能源、材料、结构、通信导航和定位等高新技术和产业的全面发展

在《奋斗》的潜艇操作过程中,潜艇通过潜水器携带的声波通讯系统表达了在海底巡航的感觉:“一万米的海底太奇妙了。”

为什么要潜这么深?不仅仅是好奇。海洋面积占地球面积的71%,海水占地球水资源总量的97%。深海区域是探索包括生命起源和地球进化在内的重大科学问题的唯一途径。深入深海进行科学研究,获取科研样本,是进一步推动相关研究,做出原创性、基础性贡献的重要条件。此外,深海资源丰富,矿产和能源储量超过陆地。为此,人类一直致力于向深海推进,科学家们也从未停止对各种海洋工作潜水器的研究。

中国一贯高度重视海洋研究,特别是深海研究,实现了“全海深”进入。这是中国科学家正在努力实现的目标。有人可能会问,“海都一号”等一万米无人潜水器中国以前也开发过,为什么要开发一万米载人潜水器?

“从技术角度来看,一万米载人潜水器的开发将推进一系列关键技术问题。”中国科学院深海科学与工程研究所研究员鲍庚生解释说,从科学的角度来看,载人潜水器在进行水下科学研究时具有更好的机动性和巡航能力,可以携带更多的科研设备,因此无人潜水器和载人潜水器都是必须的。

开发以“奋斗”为代表的载人深潜器意义重大。据702所专家介绍,这可以促进我国深海能源、材料、结构、通信、导航定位等高新技术和产业的全面发展,不断拓展新的应用领域。同时也显示了中国在深海科技领域的科技实力和潜力。

未来,我国潜水器将继续向全水深谱系化、功能化方向发展。根据不同的任务和目的,将选择不同潜水深度的潜水器,为海底资源、地质和深海生物调查、科学研究、水下工程、打捞和救援、深海考古提供支持。

在惊涛骇浪中,大海充满了对生命极限的考验,但并没有阻止人类勇敢前行。更多像奋斗这样的大国,会带领人们走得更深更远。(国家纪委网站柴亚新)

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