叶聪:潜行万米深海的“奋斗者”
2022-12-07格林
格林
从某种角度看,去深海比去太空更难。现在,全世界有600多人去过地面100 公里以上,而去过深海万米以下的只有40 余人,其中27 个是中国人。中国深海科学探索领域这令人惊叹的成就是因为大国重器的加持——“蛟龙”号是我国首台自行设计、自主集成研制的7000 米级载人潜水器;“深海勇士”号是我国首台自主研发的4500 米级载人潜水器,国产化率达到95% ;“奋斗者”号是我国首台完全自主研发的全海深载人潜水器。
而它们背后有一个共同的名字——叶聪。
他是“蛟龙”号主任设计师兼首席潜航员、“深海勇士”号副总设计师、“奋斗者”号总设计师。从下潜600 米到载人深潜最大纪录突破万米,叶聪的最大感触是:“中国人要把深海关键核心技术牢牢掌握在自己手中。”
“时代的幸运儿”
叶聪常说自己是“时代的幸运儿”,因为从事装备研制正是他梦想的职业。“我从小就喜欢琢磨舰船兵器,上中学时没有互联网,就整天看《舰船知识》《兵器知识》杂志。”2001 年,叶聪从哈尔滨工程大学船舶工程专业毕业,一年后被选入“蛟龙”号项目组,从此开始见证并参与了我国载人深潜事业从空白到领跑的整个过程。
“蛟龙”号是我国第一台大深度载人潜水器,目标深度定在7000 米。在此之前,中国潜水器下潜的最大深度只有600 米,载人深潜更是一片空白。“蛟龙”号研制第三年,团队中仅有两人见过真正的潜水器,但没人想过退缩。设计没有先例,就跟着老工程师一点点钻;深潜没有经验,就从一张白纸开始学。
作为中国首席潜航员,叶聪参与了“蛟龙”号从设计到深潜的整个过程,从方案设计、初步设计、详细设计、总装……他熟悉“蛟龙”号的每一个零件。2009 年8 月,“蛟龙”号下海试验,叶聪众望所归当选为主驾人。
在“蛟龙”号还没有开始海上试验的时候,研究者们就意识到:深海中有方方面面的需求和场景,比如,海底作业、搜寻打捞,一台“蛟龙”号解决不了问题。于是,我国第二台深海载人潜水器“深海勇士”号同步立项,叶聪全面负责总体设计工作,目标定在了4500 米——这个深度是对标了“阿尔文”号,它也是世界上管理得最好、下潜次数最多的潜水器。虽然“深海勇士”号下潜深度并没有更深,但实现了关键技术自主化、关键设备国产化,实现了下潜成本降低和频率提升。与10 年立项、10 年研制的“蛟龙”号不同,“深海勇士”号从立项到海试交付只用了8 年。
2010 年前后,全世界兴起了第二次对深海的探索热潮,上一次是20 世纪60 年代。当时,“深海勇士”号还没有建造完成,但叶聪和团队觉得有能力完成一台万米级载人潜水器的研发和应用——2020 年11 月10 日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底, 深度10909 米, 刷新中国载人深潜的纪录。
挑战“挑战者深渊”
马里亚纳海沟全长2550 千米,最深处超过万米。这里完全黑暗、温度低、含氧量低、气压巨大,是地球上环境最恶劣的区域之一。尤其是被称为“挑战者深淵”的马里亚纳海沟最深处,到过的人屈指可数。直到2020 年5 月,也只有3 艘载人潜水器到达过“挑战者深渊”。
想要造访这里,究竟有多难?叶聪介绍,设备要承受的压力超过1000 个大气压,相当于每一个手指甲盖大小的面积上要承受约1 吨的重量。因此,“奋斗者”号的球壳,就成为最关键的部件。面对万米水压,如果球壳沿用原来设计手法和材料,舱体会变得特别重,甚至制造不出来,叶聪带领团队走遍大江南北,终于找到最强的制造材料和焊接合作伙伴,攻克了这一技术难题。
对潜水器来说,从7000 米到1 万米,除了抗压能力变化,还有方方面面需求的改变。
比如,以前“蛟龙”号下到7000 米是3 小时,现在“奋斗者”号下到1 万多米也是3 小时。为什么呢?因为潜水器整个工作流程是12 小时,这对电池来说是合理的时间区段,那就必须把速度加快,这样才能保证把中间宝贵的6 小时留给海底作业。
再举个例子,“蛟龙”号的横剖面是一个正圆,“深海勇士”是方方正正国字脸,到了“奋斗者”号变成了鸭蛋脸,或者说一个竖着的纺锤形。这种“脸型”变化会让潜水器的水下运动性能变得很不一样。
在海面上,人们常用橙红色的救生衣,但在海底,橙红色并不是最醒目的,因为红光很快被吸收了,所以“奋斗者”号选择了被吸收最慢的绿色喷涂。
无论是性能设计还是外观细节,“奋斗者”号凭借硬核实力稳稳站在了“探索深海第二拨热潮”的潮头。
深海“的哥”
叶聪不仅是载人潜水器设计师,也曾是一名优秀的潜航员。在“蛟龙”号4 年海试共计51次的下潜中,叶聪曾38 次担任主驾驶。他对自己潜航员的工作做出了一个挺形象的比喻:深海“的哥”——每天在熟悉的路线,用熟悉的交通工具(潜水器)带不同的乘客(科学家)下潜。
有一次,他和自然资源部第二海洋研究所的陶春辉研究员一起下潜,目标是寻找一处仅在地图上看到过的海底热液活动区。海底环境异常复杂,几经寻觅,他们终于在3000 米海深处跟随一条鱼找到了热液区,实现重要科研突破。这条鱼后来被他们戏称为带路的“村长”。
英雄才冒险,深海“的哥”更注重专业和责任:带乘客去想去的地方,同时保证乘客的安全和舒适。“的哥”要具备判断环境的能力,比如,遇到水流或悬崖时怎么处理;去一些生物比较密集的地方,不希望科考影响原本完美的群落,“的哥”可能会暂停任务;必要时,出于安全和规则考虑,深海“的哥”有权力终止旅程。
深海“的哥”的经历对潜水器设计师来说也是必不可少的,叶聪说,一位潜水器设计师真正下潜到海底,才能深刻理解下潜的“乘客”最担心和需要什么。唯有亲自置身于直径2米多的狭小舱内,才能知道哪种设计让“乘客”更舒适,让“司机”操作更便利,让整个深潜航行更安全。
在深海“的哥”的安全保障下,“ 奋斗者” 号2021 年已经开始了常规科考。在这一年8月到12 月中, 共进行了21 次万米下潜。对科学家而言,那些几千年、甚至几百万年来第一次有灯光的暗黑深海,往往蕴藏着无限的新发现。
深海“的哥”的乘客也不只有科学家,载人潜水器除了为深海科考服务,在旅游观光、规模养殖、珊瑚修复等领域都能大显身手,这也促使叶聪和他的团队做更多探索。
叶聪的微信朋友圈背景是他拍摄的一张海洋风景照。“我喜欢出海,看到茫茫大海、水天一色,感到平静又愉悦。”但海洋并不总是以平静示人,在深海之下,存在巨大风险。海底环境复杂,有一次潜水器和母船失联,有一次机械臂油管突然断裂,还有一次遇到大量海底沉积物覆盖……叶聪说:“潜航员在漆黑迷离的深海下,想得最多的,是如何完成好自己肩负的使命,不是自身的安全。”
除了意外和危机,海洋科考也有很多有意思的事情。根据传统,每位潜航员首次从海里返回甲板后,要经历“泼水礼”的仪式。叶聪怀念被“泼”的感觉:“一大桶冰冰凉凉的海水从头顶浇下来,痛快又舒爽!”从“蛟龙”号开始,大家还把“泼水”变成了一个破纪录的仪式:除了第一次下潜,如果某个人打破了自己的下潜深度纪录,也会被泼水。
2020 年10 月27 号,“奋斗者”号海试时第一次万米下潜,叶聪个人下潜纪录达到10124 米,这是他目前最后一次被泼水。
“我还没有下过那个10909米,我还有机会。”叶聪笃信地说。
(资料来源:《人民日报》、央视网、“果壳”微信公众号等,一刀图)