梁偉

地球生命的發(fā)源地在哪？海洋！

地球上有71%至72%的面積被海洋覆蓋，這其中深度超過一千米的海洋面積占了整個(gè)海洋面積的90%。可以說在地球上絕大部分地區(qū)是人類沒有涉足的，但是在這些人類沒有涉足的廣大區(qū)域里，卻有著極其豐富的資源。尤其是油氣資源，隨著陸地上的油氣資源漸漸枯竭，人類必定會(huì)將目光轉(zhuǎn)向海洋，這也是眾多的海上油田拔地而起的關(guān)鍵所在。

當(dāng)下，科技實(shí)力已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家是否強(qiáng)盛的重要標(biāo)志，擁有其他國(guó)家無法擁有的科技力量，比如深海探測(cè)器，就成了一個(gè)國(guó)家最重要的硬實(shí)力。改革開放以來，我國(guó)的海洋科考發(fā)生了巨大變化，尤其在深海探測(cè)方面，飛速發(fā)展。深海探測(cè)的廣度和深度不斷突破，海洋科考方面取得了重大的進(jìn)展和新發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。載人深潛也迅速發(fā)展，為我國(guó)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)提供重要支撐。

一切從頭開始

我國(guó)的載人深潛項(xiàng)目最初于1992年提出。當(dāng)時(shí)，中船重工702研究所多次向科技部提出報(bào)告，希望開始研制載人深潛器。可不曾想到的是，這一項(xiàng)目的論證過程整整持續(xù)了10年。2001年，載人深潛器項(xiàng)目峰回路轉(zhuǎn)。

那年1月，中國(guó)工程院院士、原702所所長(zhǎng)吳有生致電徐芑南，幾天前，中國(guó)工程院組織了深海載人運(yùn)載器的院士及綜合部門領(lǐng)導(dǎo)的座談會(huì)，“會(huì)議開得很成功，項(xiàng)目馬上就要立項(xiàng)了！”他們想來想去，還是想請(qǐng)已退休5年的徐芑南擔(dān)任項(xiàng)目的總設(shè)計(jì)師。

“他是深潛器總師的最合適人選?！睅缀跛械耐卸歼@樣認(rèn)為。潛水器根據(jù)是否載人，分為無人、載人潛水器；根據(jù)與母船的聯(lián)系方式，分為有纜和無纜潛水器。幾乎所有種類的潛水器，徐芑南都做過。1980年代，他曾先后擔(dān)任了5項(xiàng)載人和無人水下潛水器的總設(shè)計(jì)師和副總設(shè)計(jì)師，有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

2002年，本已退休的徐芑南加入到“蛟龍?zhí)枴眻F(tuán)隊(duì)。按國(guó)家863計(jì)劃管理辦法的規(guī)定，對(duì)項(xiàng)目專家組成員的年齡有一定限制。但徐芑南挑起總師這個(gè)擔(dān)子時(shí)已經(jīng)66歲，已屬破例?！膀札?zhí)枴睗撍鲝脑O(shè)計(jì)到制造、海試，前后涉及100多個(gè)單位，其中，中國(guó)大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會(huì)、中國(guó)船舶重工集團(tuán)第702所、第701所、中科院聲學(xué)所和沈陽(yáng)自動(dòng)化所、海洋局北海分局、南海分局等單位承擔(dān)了主要的研發(fā)與海試工作。

要知道，“蛟龍?zhí)枴钡姆窒到y(tǒng)有12個(gè)，每個(gè)都需要主任設(shè)計(jì)師。由于國(guó)外技術(shù)封鎖，“蛟龍?zhí)枴睆淖畛踉O(shè)計(jì)到最終海試，都得自己做。所有這些，都需要一支團(tuán)隊(duì)來完成，而不是靠幾個(gè)人的單打獨(dú)斗。徐芑南就和第一副總設(shè)計(jì)師、702所副所長(zhǎng)崔維成商量，將幾位已經(jīng)退休的老研究員請(qǐng)了回來，并加緊培養(yǎng)年輕人。

2001年，“蛟龍?zhí)枴鄙詈］d人潛水器首席潛航員、全海深載人潛水器總設(shè)計(jì)師葉聰剛從哈爾濱工程大學(xué)船舶工程系畢業(yè)，進(jìn)入中船重工集團(tuán)公司702所工作?！?02所是一個(gè)理論試驗(yàn)研究的高地，我是奔著新型船舶去的。你讓我畫一個(gè)10萬噸的散貨船，那就是一個(gè)機(jī)械的作業(yè)，沒有任何挑戰(zhàn)，我希望的是用自己的工具去做一些有意思的事，創(chuàng)造新的事物！”說起自己選擇702所的初衷，葉聰若有所思。

事實(shí)證明，葉聰?shù)倪@個(gè)選擇找到了適合自己的路。剛進(jìn)所的他被分到水下工程研發(fā)部門，參與潛水器的研發(fā)，這對(duì)葉聰來說“如魚得水”，因?yàn)樗趯W(xué)校接觸過潛艇，對(duì)潛艇的特點(diǎn)略知一二。

“我的學(xué)習(xí)背景非常有利于自己在這個(gè)領(lǐng)域開展工作，我在學(xué)校學(xué)的設(shè)計(jì)為我在新船型的研發(fā)上奠定了基礎(chǔ)，更好地去解決問題。用戶給你一個(gè)需求，你要把它分解，從時(shí)間上要確定完成任務(wù)需要多少個(gè)步驟，涉及到多少個(gè)設(shè)備，從空間上來講設(shè)備要安排一個(gè)合適的體積、能量、信號(hào)、接口關(guān)系暢通……我認(rèn)為這個(gè)工作跟我的個(gè)人興趣、專業(yè)背景、個(gè)人特長(zhǎng)都很符合，感覺很棒！”葉聰笑著說。

葉聰?shù)牟块T選擇了從載人潛水器介入。擁有超大深度載人潛水器并具備作業(yè)能力，是一個(gè)國(guó)家深海技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)。這個(gè)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)是空白，沒有專家，就把專業(yè)強(qiáng)、有潛力的人組織到一起，有幾十年工程經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師，也有像葉聰這樣剛走出校門、零經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)生。就在這樣的氛圍中，所有人沒有界限，也沒有等級(jí)觀念，傾注全部的熱情和力量——葉聰這一張“白紙”也在短短的一年中變得色彩斑斕。

徐芑南充分運(yùn)用自己豐富的經(jīng)驗(yàn)，著眼全局，統(tǒng)籌謀劃，嚴(yán)格遵循“計(jì)算分析、專家咨詢、樣機(jī)試驗(yàn)、實(shí)物考核”的研制程序，確?！跋碌萌?，能作業(yè)；上得來，保安全”的總體設(shè)計(jì)理念充分落實(shí)。

當(dāng)這個(gè)團(tuán)隊(duì)拿出了“蛟龍?zhí)枴钡牟輬D，震驚全國(guó)。“蛟龍?zhí)枴表樌㈨?xiàng)，開始了真正的研制，而且他們的目標(biāo)深度還是世界第一的7000米，這對(duì)于一個(gè)探訪深海只有幾百米歷史的背景來說，外國(guó)人都覺得是天方夜譚。

“所以在當(dāng)時(shí)，要想和國(guó)外交流還是比較困難的，因?yàn)槟銢]有達(dá)到那個(gè)高度，別人都俯視著你，技術(shù)上的壁壘唯有自己攻關(guān)，有時(shí)候甚至只能從外國(guó)的畫報(bào)上看看門道。”

對(duì)于這個(gè)年輕的團(tuán)隊(duì)來說，要想從草圖變成裝置圖，是一個(gè)相當(dāng)艱難的過程，而當(dāng)時(shí)面臨的最大困難就是沒有一個(gè)具體的標(biāo)準(zhǔn)，所有的一切都是從零開始。不管是設(shè)計(jì)還是技術(shù)，都要拿出好幾套方案，而每一個(gè)階段的設(shè)計(jì)都是一個(gè)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程。這樣一個(gè)學(xué)習(xí)的過程對(duì)葉聰來說比在學(xué)校更為印象深刻。

“研發(fā)過程中，國(guó)外的手段我們不了解，但我們可以利用國(guó)內(nèi)已有的、類似的潛艇來借鑒。為了保障安全我們有很多備份措施，做很多設(shè)計(jì)，如果第一措施失效，那么它的備份措施是什么，然后這個(gè)備份措施是并行的備份，還是串行的備份，這些事情都會(huì)考慮。我們做了大量的工作，基本上把可以用的手段都用上了?！比~聰回憶道。

在眾多科學(xué)家、工程師、設(shè)計(jì)師的努力下，“蛟龍?zhí)枴辈贾脠D在2005年躍然紙上，很快又變成了裝配圖。2006年底，它的詳細(xì)設(shè)計(jì)順利通過，不同的部件在不同的地方加工生產(chǎn)，然后全部運(yùn)到無錫進(jìn)行組裝。兩年之后，“蛟龍?zhí)枴本涂梢栽陉懮稀案苫睢绷恕?h3>從600到7062

在“蛟龍?zhí)枴毕潞Ｒ郧?，中?guó)潛水器下潛的最深紀(jì)錄只有600米。

2009年8月，“蛟龍?zhí)枴币潞Ａ?，主駕人選也隨即公布。在很多人看來，葉聰當(dāng)選是眾望所歸：他是設(shè)計(jì)師，對(duì)潛器熟悉了解；他是指揮部成員，和指揮部溝通不會(huì)有問題；另外，他也是有經(jīng)驗(yàn)的潛航員……

“第一次下潛很淺，才38米，然后慢慢的越來越深，這是一個(gè)計(jì)劃非常周密的事情，并不只是要下潛多少米，還要調(diào)試一些參數(shù)等?？傮w來講試驗(yàn)的進(jìn)程沒有遇到很多的波折?！比~聰說，“潛水器會(huì)用計(jì)算機(jī)來記錄我的每一個(gè)操作，然后指揮部每一次開會(huì)做的第一件事情，就是由我來匯報(bào)在現(xiàn)場(chǎng)的操作和當(dāng)時(shí)的感受，我會(huì)有自己的判斷。指揮部的成員在接受了這些信息以后開始討論和分析，看看有什么需要改進(jìn)的地方?！?/p>

年逾七旬的徐芑南堅(jiān)持要求上船坐鎮(zhèn)指揮，他拖著裝滿藥品、氧氣機(jī)、血壓計(jì)等醫(yī)療器械的拉桿箱，和科研團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守在一起。他在水面的指揮調(diào)度清晰沉穩(wěn)，成為試驗(yàn)成功的重要保障。在兩個(gè)多月的海試中，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)到處都有他的身影，檢查設(shè)備、交流技術(shù)問題、推敲下潛步驟等，不放過任何可能出現(xiàn)的隱患。每次潛器下水，他從不安穩(wěn)地坐在指揮室里，而是一連幾小時(shí)值守在水面控制室里，，不放過水聲通信傳回來的每一句語音。

38米、50米、300米……一年多的時(shí)間，“蛟龍?zhí)枴睗撍髀蛳隆吧钊搿?。在先后進(jìn)行的37次載人深潛試驗(yàn)中，有28次都是葉聰駕駛潛水器，不斷改進(jìn)、驗(yàn)證。他們會(huì)對(duì)海區(qū)做調(diào)查，包括風(fēng)向、海水深度、鹽度、密度等等，用葉聰?shù)脑捳f，“我們也不是去一個(gè)完全未知的區(qū)域。”

深潛試驗(yàn)流程復(fù)雜，項(xiàng)目龐大。每當(dāng)下潛的頭一天，幾名試航員都要依照操作計(jì)劃再三溝通，完全消化。第二天清晨，工作人員部署完畢后，首先要在后甲板上對(duì)潛水器進(jìn)行檢查。每次檢查都需要填很多表格，一旦發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)檢查結(jié)果有問題，就需要及時(shí)檢修。

緊接著，船尾的A字架吊車會(huì)將潛水器小心地布放到海面上，潛航員再次進(jìn)行水面檢查，完成一份長(zhǎng)長(zhǎng)的檢測(cè)表格后，真正的潛水才開始。下潛過程是一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)，每次試驗(yàn)依據(jù)不同要求，潛水器駕駛員和水面支持母船隔5分鐘或者20分鐘都可能進(jìn)行一次通話。3700米的下潛過程大約需要100分鐘，在海底工作約四五個(gè)小時(shí)。

2010年8月26日，科技部與國(guó)家海洋局聯(lián)合發(fā)布消息——中國(guó)制造的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器載著3名試航員進(jìn)行3000米級(jí)海試取得成功，最大下潛深度達(dá)到3759米，這標(biāo)志著我國(guó)成為繼美、法、俄、日之后第五個(gè)掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家。

2011年7月26日，“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器歷時(shí)6個(gè)半小時(shí)，成功突破5000米水深，最大深度達(dá)到5057米，創(chuàng)造中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄。艙門開啟時(shí)，借助伸入的一個(gè)鋼梯，主駕駛?cè)~聰?shù)谝粋€(gè)從狹窄的圓形艙門爬了出來，臉上帶著笑容。其次是楊波，最后是“蛟龍?zhí)枴鄙细』爻虝r(shí)的主駕駛付文韜。3名創(chuàng)造潛海新紀(jì)錄的潛航員隨后展開一面五星紅旗，一起緊緊拉住，“向陽(yáng)紅09”船上的所有人員齊聲歡呼起來。

“蛟龍”號(hào)下潛到海底后，完成了多項(xiàng)作業(yè)，并且多次“坐”在海底，對(duì)海底生物進(jìn)行拍照，將圖像及時(shí)傳回海上。潛航員在5000米水深時(shí)對(duì)潛水器水下各項(xiàng)功能進(jìn)行了驗(yàn)證，為后續(xù)第三次下潛并開展海底觀測(cè)和取樣等水下科考作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

相比去年的3000米級(jí)海試，這次海試任務(wù)將更有挑戰(zhàn)性：試驗(yàn)海區(qū)距離祖國(guó)大陸約1萬公里，船舶單程航行時(shí)間達(dá)到半個(gè)月；海區(qū)試驗(yàn)環(huán)境相對(duì)較遠(yuǎn)，增加了海況的復(fù)雜性；5000米水深考驗(yàn)深潛器受壓性能和通訊能力。據(jù)載人深潛器總設(shè)計(jì)師、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第702研究所研究員徐芑南介紹，“深度和難度是成正比的，隨著下潛深度越深，通訊也將受到更大考驗(yàn)。海水的壓力給深潛器的結(jié)構(gòu)、材料等方面提出了很高要求?！?/p>

2012年6月15日早上7時(shí)，中國(guó)3名試航員乘“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器開始進(jìn)行7000米級(jí)海試第一次下潛試驗(yàn)。承擔(dān)第一次下潛任務(wù)的是潛航員主駕駛?cè)~聰，潛航員傅文韜和唐嘉陵。按計(jì)劃，此次海試安排6次下潛，并沖擊7000米深度。

2012年6月27日，“蛟龍?zhí)枴痹谶M(jìn)行的7000米級(jí)海試第5次下潛試驗(yàn)中，最大下潛深度達(dá)到7062米，這也創(chuàng)下了世界同類作業(yè)型潛水器的最大下潛深度紀(jì)錄。下潛試驗(yàn)全程歷時(shí)695分鐘，進(jìn)行了標(biāo)志物布放、測(cè)深測(cè)掃等作業(yè)，并從海底取回了三個(gè)海水樣品、兩個(gè)沉積物樣品和一個(gè)生物樣品。16點(diǎn)40分，葉聰駕駛的潛水器返回試驗(yàn)?zāi)复装濉?h3>“蛟龍?zhí)枴痹囼?yàn)性應(yīng)用航次起航

2013年6月10日，“向陽(yáng)紅09”號(hào)母船搭載著“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，緩緩離開江陰蘇南國(guó)際碼頭，前往南海和太平洋，執(zhí)行首個(gè)試驗(yàn)性應(yīng)用航次任務(wù)?！霸囼?yàn)性應(yīng)用最大的亮點(diǎn)，在于搭載科學(xué)家下潛。這標(biāo)志著"蛟龍?zhí)?將真正發(fā)揮科研平臺(tái)的作用?！彬札?zhí)栐囼?yàn)性應(yīng)用航次現(xiàn)場(chǎng)總指揮劉峰說。

“蛟龍?zhí)枴痹囼?yàn)性應(yīng)用航次，分為3個(gè)航段，歷時(shí)103天。第一航段，在中國(guó)南海進(jìn)行長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)的功能試驗(yàn)；第二航段，在東北太平洋中國(guó)大洋協(xié)會(huì)多金屬結(jié)核勘探合同區(qū)，重點(diǎn)開展近底生物調(diào)查、地質(zhì)取樣、海底攝像及海底沉積物劑量反應(yīng)試驗(yàn)；第三航段，在西太平洋中國(guó)大洋協(xié)會(huì)富鈷結(jié)殼申請(qǐng)區(qū)，利用照相、攝像、聲學(xué)地形測(cè)量等手段，進(jìn)行近底測(cè)量和取樣，獲取海山區(qū)環(huán)境參數(shù)。

值得關(guān)注的是，“蛟龍?zhí)枴贝舜螌⒆兩頌椤吧詈３鲎廛嚒?，搭載14名科學(xué)家下潛?！敖?jīng)過安全教育、技能培訓(xùn)，他們已經(jīng)具備下潛條件?！薄膀札?zhí)枴备笨傇O(shè)計(jì)師胡震表示科學(xué)家們?cè)跓o錫中船重工702所進(jìn)行了系統(tǒng)培訓(xùn)，“科學(xué)家們的前期培訓(xùn)雖然不復(fù)雜，卻帶著重要的任務(wù)，那就是，萬一潛航員出現(xiàn)突發(fā)狀況，科學(xué)家們要學(xué)會(huì)自救，并保證潛水器重回海面?！?/p>

由此，與之前“挑戰(zhàn)深度”不同，“蛟龍?zhí)枴边@次要為深?？蒲蟹?wù)，為科學(xué)家服務(wù)，專門進(jìn)行了改裝。通過改進(jìn)，“蛟龍?zhí)枴钡臋C(jī)械手更加靈活有力，以便從海底抓取更多樣品；改造了聲吶測(cè)量裝置，讓“蛟龍?zhí)枴痹诤５赘鼮檎J(rèn)路；進(jìn)一步增強(qiáng)探照燈源，讓“蛟龍?zhí)枴钡摹澳抗狻痹诤５赘采w更廣?！巴ㄟ^試驗(yàn)性應(yīng)用航次，‘蛟龍?zhí)栔鸩教岣咦鳂I(yè)能力，改進(jìn)作業(yè)方法，加速潛水器新技術(shù)的應(yīng)用，讓潛水器更加貼近科學(xué)試驗(yàn)的實(shí)際需要。”

至此，“蛟龍?zhí)枴弊詰?yīng)用以來，先后在七大海區(qū)開展了152次成功下潛，主要為國(guó)家海洋局大洋協(xié)會(huì)深海資源勘探計(jì)劃、環(huán)境調(diào)查計(jì)劃、國(guó)家科技部973計(jì)劃、中科院深海先導(dǎo)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委南海深部計(jì)劃五大計(jì)劃提供了技術(shù)和裝備支撐。作業(yè)覆蓋海山、冷泉、熱液、洋中脊、海溝、海盆等典型海底區(qū)域，深?？萍汲晒S碩，獲取了海量珍貴視像數(shù)據(jù)資料和高精度定位的地質(zhì)與生物等樣品。深潛工程技術(shù)保障隊(duì)伍和深潛科學(xué)家隊(duì)伍不斷壯大，安全管理制度趨于完善，多系統(tǒng)、多任務(wù)的工作格局已經(jīng)形成，為業(yè)務(wù)化運(yùn)行跨出了堅(jiān)實(shí)一步。

2018年，我國(guó)自主研發(fā)的“海龍Ⅲ”無人纜控潛水器（ROV）在西北太平洋海山區(qū)成功實(shí)施5次深海下潛，標(biāo)志著其試驗(yàn)性應(yīng)用成功。“海龍?zhí)枴睙o人有纜控潛水器、“潛龍?zhí)枴睙o人無纜潛水器和“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器被稱為“蛟龍?zhí)胶！惫こ獭叭垺?，是我?guó)的深海重器。一大批深海觀測(cè)和探測(cè)裝備取得突破，并開展了實(shí)質(zhì)性應(yīng)用；“潛龍三號(hào)”在“潛龍二號(hào)”基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，是目前我國(guó)最先進(jìn)的無人無纜潛水器。在深海復(fù)雜地形進(jìn)行資源環(huán)境勘查時(shí)，“潛龍三號(hào)”具備微地貌成圖、溫鹽深探測(cè)、甲烷探測(cè)等功能；“深海勇士”號(hào)的關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)91.3%，主要部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)86.4%。

徐芑南說：“黨的十九大報(bào)告做出‘加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的部署。所以我國(guó)載人深潛發(fā)展應(yīng)加速，向海洋最深處挺進(jìn)，同時(shí)還需加快發(fā)展無人深潛技術(shù)，以新一代人工智能等先進(jìn)技術(shù)為創(chuàng)新引領(lǐng)，構(gòu)建載人、無人優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同作業(yè)的潛水器共融體系，來支撐海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)。目前，科技部已下達(dá)了全海深，也就是11000米載人、無人潛水器的研制任務(wù)，各項(xiàng)工作正在穩(wěn)步推進(jìn)，并且取得了一系列的階段性成果，我們國(guó)家全面實(shí)現(xiàn)全海深科學(xué)研究與資源勘查的目標(biāo)已經(jīng)指日可待?！?/p>