中国“蛟龙”深海传奇

来源 :科学24小时 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuzhigang3481
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  3759米、4027米、5000米、7000米……这是一组开创中国载人潜海历史的数字。短短一年里,中国“蛟龙号”潜水器,在全世界的瞩目下,下潜纪录一破再破,使得我国逐渐迈进深潜技术强国行列……
  
  初试锋芒
  2010年5月31日,“向阳红9号”海试船一声长长的鸣笛,在一曲情深意长的《热血颂》中,载着“蛟龙”号载人潜水器在江阴启航,徐徐驶向我国南海,进行3000米级的海上试验。
  载人深潜试验遵循“由浅入深、循序渐进、安全第一”的原则,海试将分阶段逐步达到最大设计深度7000米。此前,只有美国、俄罗斯、日本和法国四国的深海载人潜水器能在3500米级深度自如展开科研与勘测活动。因此,“蛟龙”号这次载人深海试验是初试锋芒,也是书写中国载人深潜技术新的神话。
  2009年8月,“蛟龙”号在南海成功进行了20次下潜,50米、300米共下水19次。那年的8月15日至24日、50米级海试时,水声通信一直不能建立,海试母船无法找到潜水器;8月28日、300米级海试时,一只主蓄电池爆裂;1000米级海试期间,遭遇恶劣天气,最后只能选择10月3日下水。这一天进行了高速水声通信的试验,“蛟龙”号成功下潜到1109米,完成了既定任务。
  鉴于上一次的教训,进行3000米级海试前,“蛟龙”号首先进行了模拟压力测试和密封性能测试。压力测试中,潜水器被放置在一个密闭的压力桶装置里,以水增压模拟7000米深处海水压力的方式,对每个部件进行了70兆帕压力考核。5月31日上午,第二次海试起航仪式举行,此次海试历时49天,共计下潜17次,最深的一次达到海下3759米。
  2010年7月13日,当三名潜航员依次进入潜水器后,母船上的吊车将它轻轻地放在海面上。经过一段时间调试后,”蛟龙”号潜水器以每分钟37米的速度缓缓下潜。
  当天的海面温度为30℃,舱内温度为39.7℃。下潜就像乘电梯下降,望着深度显示表上跳动的数字,海水温度也随深度增加而下降,舱内逐渐由热变凉,到了深海,舱内温度会保持在15℃左右。
  大海表面波澜起伏,越往下沉则越发静谧。载人舱有三个圆圆的窗户,下潜人员就是通过它们来观察水下及海底世界。紧接着的下潜过程是一个匀速运动,每次试验依据不同要求,潜水器驾驶员和水面支持母船每隔5分钟或者20分钟就可能进行一次通话。
  潜航工作中,潜水器需要接受海水压力的考验。3000多米的深海,潜水器所承受的压力将达到每平方米3000多吨,一个成年人的手掌大概是0.01平方米,这意味着载人舱表面一个手掌大的面积就将承受30多吨的压力。
  这是第4次下潜到海面3000米以下。在探照灯光下,淡灰色的海底清晰可见,不知名的小鱼在游动。在打开悬浮定位功能后,深潜器停住,机械臂开始展开取样。在试验海区的海底弥漫的是颗粒极小的沉积物,只要潜水器有微小的位移,都会“烟雾弥漫”。因此当潜航员通过机械手操纵”蛟龙”号完成插国旗、布放寓意中国载人深潜成功的龙宫标志物等任务时,都要很轻地操作。
  进行海试的地方刚好是一块非常平整的海底,完成当天的预定任务后,“蛟龙”号继续在海底定高(在设定的离地高度,自动跟踪海底地形)缓慢航行,下潜了两次,最大深度都是3757米。结果就在最后一次下潜完成,正在巡航准备兜一圈就上来的时候,两位试航员发现了一个坑,那个坑刚好深两米,于是,下午4时53分23秒,到达了该海域最大深处3759米。下午6时左右,“蛟龙”号在海面落日余晖中浮出海面,顺利返回“向阳红9号”实验母船。当天的下潜时间为9小时零3分,验证了深潜器在3000米级水深的各项性能和功能指标,包括耐压结构及设备、水面支持系统、无动力下潜上浮系统、蓄电池及供电设备等18个项目。这也标志着中国首次载人深潜3000米级海上试验取得成功。
  
  再次突破
  2011年7月3日,即又一次海试起航后第三天,“向阳红9号”实验母船正“腹裹”着她引以为豪的“蛟龙”号,朝着遥远的东北太平洋开进,开始执行为期约47天的5000米级海上试验任务。
  7月16日下午2时,“向阳红9号”实验母船抵达东北太平洋海试区域。这次海试将冲击下潜5000米深度的目标,开展海底照相、摄像、海底地形地貌测量、海洋环境参数测量、海底定点取样等作业试验与应用。
  与3000米试验相比,5000米试验有哪些具有挑战性的难度?由于在5000米水深处,1平方米的面积大概要承受5000吨的压力,比3000米水深时多出2000吨。这样大的海水压力给深潜器的结构、材料等方面提出很高的要求。同时,随着下潜深度的增加,通讯能力也将承受更大的考验。
  此次选择远离祖国的东北太平洋海域进行海试,主要有两个原因:一是该海域深度在5000~6000米之间,深度适合本次海试;二是中国大洋协会和国际海洋管理局2001年曾签下东北太平洋多金属结核资源勘探合同。在7.5万平方千米合同区域内,我国拥有专属勘探权和优先开发权。因此,这次“蛟龙”号还有一个任务就是勘探该矿区。在此进行海试和勘探工作,是履约行为。
  7月21日凌晨3时,海试现场指挥部下达了下潜指令,崔维成、叶聪、杨波三名潜航员驾驭着“蛟龙”号载人潜水器开始了下潜任务。凌晨4时,下潜深度达到1777.7米;5时26分,到达4027米级海试区,潜水器抛弃压载铁后开始上浮;于7时48分浮出水面,8时回收至甲板。整个下潜试验历时5个小时,潜航员对潜水器水下各项功能进行了试验,工作正常。
  5000米深度的载人深潜试验,是对3759米深度成功下潜的延续,也是对未来冲击7000米深度最终目标的必经积累。然而,天有不测风云。据预报,未来3天当地风力会在6~7级,浪高在2~3米之间,已不符合下潜规定条件。原定于7月22日进行的第二次下潜试验被迫取消,但3天后海况如果好转,试验仍将继续。
  参试人员利用3天时间,对设备进行了检修,等待着海况尽快好转。7月25日,海试指挥部决定,“蛟龙”号将于7月26日凌晨1时30分进行第二次下潜试验。
  凌晨3时38分,第二次下潜试验任务正式开始。参加下潜任务的潜航员为叶聪、杨波、付文韬三人,4时46分,“蛟龙”号下潜深度达到2000米;5时40分下潜深度达到4072米;6时07分,成功突破5000米级水深大关;6时17分,下潜至5056.8米水深;6时48分,潜水器抛弃压载铁后开始上浮;9时30分浮出水面,10时回收至“向阳红9号”实验母船。“蛟龙”号整个下潜过程,各项仪器指标及通讯正常。
  整个海试过程,潜航员在5000米水深时对潜水器水下各项功能进行了验证,多次进行坐地试验,同时拍摄到海底生物照片。此次下潜成功,为后续第三次下潜——开展海底观测和取样等水下作业奠定了良好基础。
  第三次下潜是在7月28日凌晨2时30分开始,潜航员入舱、各部门准备就绪后,海试现场指挥部发布下潜指令。5时30分,潜水器顺利下潜至作业区域,潜航员“坐”在海底进行深海科学考察作业。9时07分,潜水器顺利下潜至5188米水深,9时12分完成海底作业开始上浮,12时15分被回收至甲板。
  此次下潜试验历时9个小时,整个过程各项仪器指标及通讯正常。完成了一系列的深海作业和应用任务,包括近底巡航、多次坐地,开始进行海底照相摄像、海底地形测深侧扫考察等作业,并发现海底有大量的多金属结核。由于刚刚经历了5000多米海底的低温和巨大的水压,潜水器表面油漆有些许脱落。
  7月30日凌晨4时26分,“蛟龙”号载人潜水器被布放在水面上,12分钟后开始第四次下潜试验。7时29分在深度5182米的位置坐底,并成功安放了中国大洋协会的标志和一个东阳木雕“中国龙”,之后完成了海水、海底生物的提取以及采集,并取回广泛分布于作业海底的21颗共0.8千克的锰结核和海底沉积物样品。科学家研究发现,这些锰结核中含有锰、铜、钴、镍、钼、钛等30多种元素。仅太平洋底的锰结核中便含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨,其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。
  有意思的是,这次“蛟龙”号下潜试验中几经尝试,抓住一只“白萝卜”。那是下潜至最大深度5184米时,有个主要的作业内容叫深海取样,即采集深海生物活样本。此次“蛟龙”号大约每航行30~50米就会发现一个肉眼可见的生物,主要是海参、海星、海绵等。第一个猎物便是一个长约30厘米、直径约10厘米、乳白色、半透明的海参。看上去,它就像一个“白萝卜”。在距离它7~8米时,潜航员提前将机械手手爪张开并且对准它,靠近时手爪一关闭,就抓到了,并把它放进生物篮里。
  这时,潜航员发现了第二个猎物,长约20厘米、直径约8厘米的紫色的海参,人称“紫茄子”。不料,正在手爪关闭的那一刻,潜航员发现生物篮里面的那个“白萝卜”游出来了!于是赶紧停下前进中的“蛟龙”,然后做一个轻微的上浮,想把“白萝卜”重新兜进篮子里面。这时候,机械手也暂时放弃“紫茄子”,转战“白萝卜”,但最终“白萝卜”还是溜走了。
  因为“蛟龙”的停止前进,又打了一个上浮,海底的烟尘起来了。“紫茄子”躲进了烟尘,看不到它的具体位置。“蛟龙”号在海底坐了20分钟,但烟尘久留不散,不得不放弃“紫茄子”,再次转移战场。由于规定的上浮时间快到了。潜航员变得“实际”起来了,在抓到另一只“白萝卜”后,就用机械手压住生物篮的盖子,立刻抛载上浮了。
  13时2分,”蛟龙”号顺利返回到“向阳红9号”实验母船,历时近9个小时的下潜取得圆满成功。这次下潜也打破了2010年创造的543分钟的最长水下工作时间的纪录,达到了554分钟。
  “蛟龙”号一系列海试的最终目标是完成7000米海试,5000米级海试是开展7000米海试的关键阶段。每一次海试都是为下一次更深海试提供帮助,寻找新问题。3000米海试同样不例外,通过3000米海试发现最大的问题就是“蛟龙”号的作业性能不足,包括机械手、视频、定位等功能不理想,目前已经全部进行了改进。这次5000米水深海试成功,“蛟龙”号可以到达70%的全球海洋洋底,为2012年冲击世界纪录的7000米海试奠定基础。那时,“蛟龙”号载人潜水器将创造全球载人潜水器下潜深度之最,标志着中国人能在全球99.8%的海底“踱步”,也将证明我国载人深潜技术达到了世界前列。
其他文献
近年来,从美国航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)30弧秒(arcsec)的数字高程模型(DEM)中提出一种估计全球地震场地条件或者地下30m的平均剪切波速(Vs30)的新方法。在缺少基于地质和岩土的
2004年12月26日的苏门答腊-安达曼地震是自现代空间大地测量和宽频带地震学出现以来发生的第一个巨大地震(矩震级Mw〉9.0)。它为研究这种巨大且罕见的事件的特性提供了前所未有
台湾车笼埔断层钻探项目(TCDP)钻了2km深的井孔来研究1999年MW7.6级集集地震中破裂的车笼埔断层的结构和力学状态。在500~1900m的深度进行了TCDP的地球物理测井,包括为了识别地层
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
期刊
几十年来,地震学家一直在寻找最大地震尺度与俯冲带其他性质之间的因果关系,而且认为某些俯冲带可能永远不会发生9级或者更大的地震。2004年安达曼MW9.2级地震的发生,使这种
两个月前的一天,我正在上语文课,突然感到小腹胀痛得不行,老师赶紧让同学把我送到校医务室,打过针吃过药,我回到寝室就睡着了。等我醒来时,发现班主任顾老师坐在我的床头。经过一番
<正>~~
期刊
Objective: To investigate the weight losing, antihyperlipidemic and cardioprotective effects of the alkaloid fraction of Hunteria umbellata(H. umbellata) seed.M
对纳米级金属氧化物半导体场效应管器件提出了改进的小信号模型.该改进模型中综合考虑了馈线的趋肤效应和器件多胞结构的影响.提取过程中,根据可缩放规律,由传统模型的参数推