“彩虹鱼”问世：中国站到深海探测的云顶峰尖

肖婷婷

2018年12月11日，由上海海洋大学和西湖大学联合组成的“彩虹鱼”科考团队，在全球最深的海沟——马里亚纳海沟成功完成两台“彩虹鱼”第二代着陆器的万米级海试，深度分别为10918米和10899米。

第二代万米级深海着陆器。

深渊科学一直是世界主要国家发力的重要领域，并形成了美、英、日、中竞争的格局。在“彩虹鱼”建成前，中国深渊探测最高纪录是“蛟龙”号2012年达到的7000米。

“彩虹鱼”二代的成功海试，让中国人“下五洋捉鳖”的美梦变得触手可及……

强大的科考母船“张謇号”

“彩虹鱼”二代，由科考母船“张謇”号和万米级着陆器、万米级无人潜水器、万米级载人潜水器组成。

根据分工，无人潜水器充当“探路先锋”，将对深渊海区进行大面积搜索，以摸清区域环境的基本参数。然后，着陆器带着诱饵，“潜伏”在相应海域，执行深海拍摄和捕捉海洋生物等任务。最后，科学家驾驶万米级载人潜水器下到海底，完成手术刀式精细作业。

“彩虹鱼”二代就是万米级着陆器，它的成功探海得益于科考母船“张謇”号的强大。

“张謇”号其设计目标是全海深作业，能适应任何海洋深度科考需要。为此，它搭载了多种先进设备。比如，GPS和北斗卫星定位系统。多波束回声仪、浅地层剖面仪、多普勒流速剖面仪等水声探测系统，能让它全面探测海底地形、海洋流速，以帮助深潜器安全下潜和工作。重力取样仪、振动采样管、电视抓斗、深海钻机等地质取样系统，这些都是深海采样时的必需品。

“张謇”号还配备了大小两台发动机，既能全速在大洋中行进，又能慢慢“踱步”。而安装在船侧的动力推进器，还可使它原地转身。它的另一个特点是地方大。长97米、宽17.8米，设计排水量约4800吨，让科考所需要的空间更宽敞了。地方大了，像“彩虹鱼”这样的宝贝住的是大房间。安放它的机库，面积90平方米，高6米，除了停放，还可以在其中完成维护、检修。为了避免“彩虹鱼”在上下船时损坏，“张謇”号专门为其配备了通往机库的专用轨道、船尾布放回收潜水器的A形架，乃至甲板座架、声学绞车等都一应俱全。即便在海试时遇上五级海况，深潜器也能安全回收。

作为海上科研平台，“张謇”号上的实验室面积约有260平方米，干性实验室、湿性实验室、重磁实验室、资料处理室、综合物理实验室、备用实验室等一应俱全。

大空间也让科研人员住得舒适些。“张謇”号可供60人自持生活60天，且所有房间都按三星半到四星标准装修，每个房间配有独立卫生单元，只设单人间和双人间。

另外，“张謇”号的甲板作业区面积达550平方米，每平方米甲板承重高达5吨（一般科考船为2吨），这意味着“张謇”号的甲板足够摆布多台像“彩虹鱼”这样的机器。甲板上还能悬停直升机，万一海试发生意外，可以方便救援。

自主创新“彩虹鱼”高度国产化

如果从外形上看，“蛟龙”号长得像鲨鱼，“彩虹鱼”则像一个瘦长的鱼雷。因此，和“蛟龙”号在海里垂直下潜不同，“彩虹鱼”采取45度角倾斜下潜。此外，由于需要深潜，制成“彩虹鱼”的材质提升了抗压能力。在电力系统上，“彩虹鱼”用的是寿命更长、动力更大的锂电池。

然而，探索万米下的海底世界绝非易事。试想一下，下潜深度达到11000米是一种什么体验？如果把珠穆朗玛峰放在沟底，峰顶都不会露出水面。那里的海水寒冷刺骨，黑暗无边无际，还要承受1000个大气压的压力——这样的压力足以摧毁大部分科考设备。因此。即使是技术最尖端的万米级载人潜水器，也需要克服载人舱面临的巨大压力以及深海低温和深海供氧等难题。

为此，研发团队特地前往芬兰，寻找优于目前常用的高强度钛合金的新型材料——“马氏体镍钢”。这种超高强度材料的屈服强度达1700兆帕，能承受1.1万米水深的巨大压力。

与此同时，为了利用这个机会把我国深海装备研发所需的高强度钢的制造水平提升上来，拉动我国深海装备材料与制造技术发展进步，研发团队还不忘带领深渊中心同步启动了载人舱项目的国产化研制。

据了解，“彩虹鱼”系列无人潜水器除了水下摄像机、水下灯和部分电缆进口外，布放与回收系统、中继站系统、光纤缆、水面控制系统实现100%国产化，潜水器本体系统国产化率达到95%。

官民结合征战一万一千米

完成“蛟龙”号7000米载人深潜纪录突破之后，副总设计师崔维成选择了暂时激流勇退，留下一句发自马里亚纳海沟7020米的感言：“那里十分荒芜，但有种奇异的美感。”

这段感言淹没在国人“神舟上天、蛟龙探海”捷报频传的时代狂喜里，但对研究海洋科学20余年的崔维成来说，是一个发自内心夙愿的达成。但他并不满足于此，一万米是目前的国际纪录，他想达到的深度是突破一万米。

然而在国家层面，任何一个重大科技工程项目的上马。都必须经过审嗅而繁复的论证过程。“‘蛟龙号就是一个例子，立项花10年，研制又花10年。我们再也等不起20年了！”

时不我待，崔维成请辞“蛟龙”号载人潜水器本体研制第一副总设计师，组建上海海洋大学深渊科学技术研究中心。并联合上海企业家吴辛启动了“彩虹鱼”挑战深渊的极限项目，后者成立了彩虹鱼海洋科技股份有限公司，目标是在2020年前，借助民间资本完成海底11000米深潜纪录的宏愿。

为了加快流动实验室的建设步伐，崔维成组建的深渊中心采用了“科学家+企业家”“国家支持+民间投入”的创新模式进行深海科技的研发和集成，通过采用海洋科学家和工程技术人员紧密结合的模式，由深渊科学家提出调查设备的能力需求，由工程技术人员研制出深渊科学技术流动实验室，使上海海洋大学的“深渊科学技术研究中心”成为了一个产—学—研一体化研究机构。此外，上海海洋大学负责着陆器、无人潜水器和载人潜水器的研制，彩虹鱼公司负责母船的配备和深渊技术的市场化、产业化和国际化，而这更是实现了技术开发和研究成果市场转化的同步。

由此看来，在重大科研项目的推进过程当中。转变一下思路和模式，未尝不是一种有益的尝试。毕竟，建设创新型国家不仅需要“国家队”“地方队”，更需要全社会的参与。而实施创新驱动发展战略，就是要“破除一切制约创新的思想障碍和制度藩篱”，“激发全社会创新活力和创造潜能”，让企业成为创新的主体。

“聚沙成塔，集腋成裘”，“深渊梦”在多方努力下渐渐清晰，“彩虹鱼”畅游万米大洋深处也将指日可待。

资料来源：新华网、《人民日报海外版》、鳳凰网