打造深海遨游的利器——国产载人潜水器

文/李 赞

长久以来，人类都只能在海面以下几百米活动，而全球海洋的平均深度约3700 米，最深处甚至有11000 多米，那些神秘莫测的深海区域，一直都吸引着人们去探索。如今，在无数科学研究人员的共同努力下，拥有“蛟龙”号、“深海勇士”号和“奋斗者”号等载人潜水器的我们可以骄傲地说，深海探险再也不是遥不可及的梦想啦！

“蛟龙”号是由我国自行设计、自主集成研制的第一艘7000 米级载人潜水器，最大下潜深度可达7062米。

“深海勇士”号是继“蛟龙”号之后我国研制的第二艘深海载人潜水器，最大下潜深度可达4534 米。

“奋斗者”号是我国自主研制的万米级载人潜水器，最大下潜深度达到10909 米。

中国科学技术馆展出的“蛟龙”号1∶1 模型

中国科学技术馆展出的“深海勇士”号钛合金载人球壳

中国科学技术馆展出的“深海勇士”号解剖模型

克服巨大的海水压力

设计、制造在深海活动的载人潜水器时，研究人员面临的头号难题就是如何克服巨大的海水压力。人在地面上只需要承受大气压力，但到了水中，却需要额外承受水的压力。人在万米深海时，感受到的压力大约相当于一辆1.1 吨重的卡车压在1 平方厘米大小的手指腹上。这样的压力，别说普通人了，就算是有着钢筋铁骨的一般潜水艇也无法承受。因此，研究人员需要研制出更加坚固、耐压的舱体来保护乘坐载人潜水器下潜到深海的乘客。

为了实现这一目标，研究人员将潜水器的载人舱设计成了抗压能力更强、可以将压力均匀分散的球形，并创新性地使用了“神奇”的合金金属——钛合金，它的耐腐蚀性远超钢材，强度与钢材接近，但密度仅为钢材的60%，能在万米深海极端高压的环境下保护潜水器内的工作人员。

特别提醒

体积相同的情况下，密度越大物体越重。

轻松悬停上浮

研究人员们不仅要帮助潜水器克服巨大的压力，让它下得去，还要让下潜的潜水器能顺利回来。为了能让几十吨重的庞然大物在深海作业时能够顺利地悬停、上浮，研究人员费尽心思，最终选择了更加安全、耐用、耐高压、耐低温的轻质材料——空心玻璃微珠。

这是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，每个微珠的直径只有10 ～250 微米，却可以承受巨大的压力。研究人员用黏合剂把大量空心玻璃微珠固定在一起，制成固体浮力材料，覆盖在载人潜水器周身。空心玻璃微珠的平均密度只有水的55%，所以能轻松上浮，我们的载人潜水器终于能在深海中行动自如啦！

怎样变得“耳聪目明”

大家都知道海洋就像一个过滤器，光在海水中传播时会不断被吸收和削弱，海水深度到达200 米时，可见光已经被吸收殆尽了，深度千米以上的深海则是没有任何光线的永久黑暗带。潜航员在深海中，无法依据肉眼准确判断航行的方向并确定位置，而我们所熟悉的无线电通信设备在深海中也无法发挥作用。那么，潜航员是如何在深海中也能看清前路、与水面保持顺畅沟通的呢？

原来，研究人员针对以上问题，开发了一套复杂的声学系统，这套系统包括可以测定海底地形、障碍物的声呐，可以测定运动速度的测速仪，用于和水上通信的水声通信机等。整个声学系统协同工作，让载人潜水器有了环境探测、远距离通信的能力，相当于为载人潜水器安上了眼睛、耳朵和嘴巴。不仅如此，我国的载人潜水器还拥有图像数据传输功能，深海中的潜航员和地面的全方位通信自由再也不是梦！

中国科学技术馆展出的“奋斗者”号模型

空心玻璃微珠在扫描电子显微镜下的照片

千百年前，我们还只能通过神话故事想象神秘的海底龙宫，在小说中体验奇幻的海底探险；现在，我们拥有了能在深海中遨游的载人潜水器，迈出了探索深海的重要一步；未来，我们将有机会看到更加多彩的海洋景观。