直捣龙宫的利器
2014-05-03撰文王涛
撰文/王涛
直捣龙宫的利器
撰文/王涛
“好猴王,跳至桥头,使一个避水法,扑地钻入波中,分开水路,径入东洋海底……”这是古典小说名著《西游记》中对孙悟空入东海向龙王借兵器的描述。儿时看过这段故事的人,相信绝大多数都曾想象过有孙悟空一样的本事,掐诀念咒,让自己瞬间可以像游鱼一般潜入大海,去瞻仰龙王那藏满宝贝的水晶宫。而随着科技的进步,孙悟空的避水法其实已经渐渐成为离我们很近的现实,只不过这并非神仙才可以使用的超自然能力,而是人类以智慧所创造的真正探海形式。
随着“蛟龙”号成功潜至7062米。我国如今也已跻身为世界载人深潜的第一梯队。深潜器作为一种能在深海进行水下作业的潜水设备,分为有人深潜器、无人深潜器和遥控深潜器等多种类型,在深潜器的发展过程中,为探索碧波之下的海底世界,美、日、法国、俄等国自20世纪中叶以来都曾经投入过各种努力。如今就让我们走马观花地一一见证这些曾经履入龙宫的利器。
“的里雅斯特”号深潜器
世界最大载人潜水深度为10916米,由美国“的里雅斯特”号深潜器保持,这个纪录至今已保持了54年。
1951年,瑞士人皮卡德父子来到意大利港口城市的里雅斯特,在瑞典有关部门的支持下设计建造了“的里雅斯特”号深潜器。这艘深潜器长15.1米、宽3.5米,艇上可载两三名科学家。“的里雅斯特”号深潜器于1960年1月20日历时4小时43分钟潜到了世界海洋最深处──马里亚纳海沟,最大潜水深度为10916米。创造了载人深潜器的记录。“的里亚斯特”号深潜器由球型钢制吊舱和储油器构成。储油器中装满了比水轻的汽油,为深潜器提供浮力;下潜前,几吨重的铁沙压载被装进特殊的储油罐中,上浮时,甩掉压载。这种类型的深潜器只能让观察人员潜到指定地点后就返回,从实际意义上讲,“的里雅斯特”号深潜器更像是一架“深水电梯”,不能在水下进行操作和科学研究,所以往往只被看作是此后那些具备水下作业能力的深潜器的雏形。
1.2.“的里雅斯特”号深潜器
3.4.“阿尔文”号深潜器
“阿尔文”号深潜器
美国是较早开展载人深潜的国家之一,1964年建造的“阿尔文”号载人潜水器充满了传奇色彩。1966年初,在西班牙东海岸,美国空军的一架空中加油机在给一架B-52轰炸机加油的时候,两机竟然相撞坠毁。当时坠毁的轰炸机上携带着4颗氢弹,其中3颗落在陆地,另一颗坠落在了地中海中。美国海军求助“阿尔文”号载人深潜器参与打捞。经过一个多月的搜索,“阿尔文”号终于在1000多米深的海底发现了这颗氢弹。通过34次下潜,最终,“阿尔文”号在另一台遥控水下机器人的帮助下将氢弹打捞出水。1977年,“阿尔文”号在近2500米深处的加拉帕哥斯(Galapagos) 断裂带首次发现了海底热液和其中的生物群落。1979年,在东太平洋发现了第一个高温黑烟囱。20世纪80年代,“阿尔文”号成功地参与了对“泰坦尼克”号沉船的搜寻和考察,因此登上了美国《时代》周刊的封面。“阿尔文”号如今已经进行过近5000次下潜,是当今世界上下潜次数最多的载人潜水器。
“鹦鹉螺”号深潜器
“鹦鹉螺”号深潜器由法国海洋开发研究所于1985年研制完成,最大下潜深度可达6000米,重量为18.5吨,可载3人,“鹦鹉螺”号深潜器具有静态成像相机,双彩色视频摄像机以及一些泛光灯。装有2只分别为6自由度和5自由度的机械手以及用作工具箱样品库的能收起的采样篮,并有水质取样器、沉积物取芯器、岩石取芯器、真空取样器、温度测定器、液压锤和其他切割工具等,可以进行多种海底样品的采集和其他复杂的作业任务,还能随时获得潜水器所处的精确位置。水下停留时间长达8小时。它具有重量轻、上浮下潜速度快、能侧向移动、观察视野好、可携带一个小型水下机器人(ROV)等特点,至今累计下潜了1500多次,已完成过多金属结核区域、深海海底生态调查以及搜索沉船、有害废料等任务。
5.6.7.8.“鹦鹉螺”号深潜器
“和平”号深潜器
俄罗斯是目前世界上拥有载人潜水器最多的国家,比较著名的是1987年由俄罗斯科学院海洋学研究所主持建造的“和平1”号和“和平2”号两艘6000米级潜水器。“和平”号深潜器重19吨,带有12套检测深海环境参数和海底地形地貌的科学研究设备,最大的特点是能源充足,其 Fe Ni 电池所供的能量可以满足水下17~20小时工作需要。《泰坦尼克》电影里面很多镜头就是“和平1”号和“和平2”号探测的镜头。2007年,由两艘“和平”号载人潜水器参与的俄罗斯“北极—2007”海洋科学考察,使这两艘载人潜水器再次引起世人瞩目。北极蕴藏着丰富的石油和天然气,2007年8月2日,“和平”号下潜到4200米深的北冰洋海底,收集了土壤和深层海水样本,插上了一面高1米,能够保存100年左右的钛合金俄罗斯国旗,由此正式引发了国际社会在北极的利益之争。“和平1”号还有一位大名鼎鼎的乘客——俄罗斯总理普京,他在2009年8月1日搭乘“和平1”号深潜至世界最深淡水湖贝加尔湖水面下大约1400米处,探查新能源“可燃冰”,在水下待了超过4个小时。
1.2.“和平”号深潜器
3.4.“蛟龙”号深潜器放潜过程
“深海6500”号深潜器
日本1989年建成了下潜深度为6500米的“深海6500”号载人潜水器,重量为26吨,水下作业时间为8小时。“深海6500”号装有三维水声成像等先进的研究观察装置,可旋转的采样篮使操作人员可以在两个观察窗视野下进行取样作业,这是其他载人潜水器所无法做到的。它曾调查过锰结核、热液矿床、钴结壳等,也曾下潜到6527米深的海底,创造了当时载人潜水器深潜的世界纪录。“深海6500”载人潜水器曾对水深达6500米的海洋斜坡和大断层进行了调查,并从地球物理角度对日本岛礁沿线所出现的地壳运动以及地震、海啸等进行了研究,还在4000余米深海处发现了古鲸遗骨及其寄生的贻贝类、虾类等典型生物群。“深海6500”号载人潜水器目前已经下潜了1000多次,影片《日本沉没》中曾多次出现该艇形象。
5.6.7.“深海6500”号深潜器放潜过程
“蛟龙”号深潜器
2012年6月27日,中国载人深潜器“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟7000米级海试第五次下潜试验中成功到达7062.68米海底,创造了作业类载人潜水器新的世界纪录。
“蛟龙”号深潜器由中船重工集团公司七〇二所、中科院沈阳自动化所和声学所等约100家中国国内科研机构与企业联合攻关制造,设计最大下潜深度为7000米级,工作范围可覆盖全球海洋区域的99.8%。“蛟龙”号长8.2米、宽3.0米、高3.4米,用特殊的钛合金材料制成,重量22吨,可承载一名潜航员和两名科学家共3人。“蛟龙号”从海面下潜至7000米深度约需5小时,整个作业时可长达12小时。全世界投入使用的各类载人潜水器约90艘,其中下潜深度超过1000米的仅有约12艘,更深的潜水器数量更少,中国是继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。除中国外,其他4国的作业型载人潜水器最大工作深度记录为日本深潜器的6527米。中国研制的“蛟龙”号是世界上目前下潜最深的作业类载人潜水器。
(责编:姜周熙)