“奮鬥者”號全海深載人潛水器完成萬米海試 勝利返航

央廣網北京11月29日訊息（記者朱敏 何源）據中央廣播電視總檯中國之聲《新聞縱橫》報道，11月28日上午8時30分左右，隨著一陣汽笛聲響，在馬裡亞納海溝結束科考任務的“探索一號”科考船在海南三亞南山港碼頭靠泊下錨，成功實現10909米坐底紀錄的“奮鬥者”號也隨船勝利返航。我國成為世界上第二個實現萬米載人深潛的國家。

“奮鬥者”號載人潛水器是“十三五”國家重點研發計劃“深海關鍵技術與裝備”專項支援的深海重大科技裝備。如今，它探索萬米海底的奧秘，獲取了大量生物、地質等深淵海底樣品，載譽而歸。“奮鬥者”號給人們帶來了怎樣的海底世界？完成萬米深潛紀錄的過程中，攻克了哪些技術難題？

11月10日8時12分，我國全海深載人潛水器“奮鬥者”號成功坐底世界最深處馬裡亞納海溝，坐底深度10909米，創造了我國載人深潛的新紀錄，三位潛航員第一時間向全國觀眾分享了他們的心情。“奮鬥者”號在馬裡亞納海溝區域共開展了13次下潛，其中8次下潛超過10000米。

11月19日，“奮鬥者”號第四次探底，來自中國科學院深海科學與工程研究所的女科學家賀麗生首次下潛，看到萬米深海的景象激動不已。相比之下，同在載人艙的中科院聲學所高階工程師、“奮鬥者”號副總建造師、主任設計師劉燁瑤平靜得多，承擔過“深海勇士”號下潛任務的他，已多次到過深海。劉燁瑤說：“這種心態還是來自於我們對‘奮鬥者’技術狀態的一種自信。我們突破萬米其實不僅僅是深度從4位數到5位數，而是我們證明了中國載人深潛有實力挑戰深淵，對最深的海洋具備探索和科考能力。”

那麼，裝有潛航員的潛水器是怎麼完成萬米下潛的呢？潛水器下潛到什麼深度、往什麼方向行進、如何取樣、什麼時候上浮，完成這一系列動作需要一個“駕駛員”，而這個“駕駛員”就是中科院瀋陽自動化所負責研製的控制系統。瀋陽自動化所水下機器人研究室副主任、“奮鬥者”號萬米機械手專案負責人張奇峰表示，該所自主研製的智慧化控制系統、電動觀測雲臺以及主從伺服液壓機械手等全海深技術裝備，有力支撐了“奮鬥者”號實現高精度航行控制、全景科學觀測、高精準作業取樣等功能。張奇峰介紹：“在這次下潛作業裡面，我們也透過直播包括幾次現場連線的方式，看到了兩臺機械手在萬米海底做各種生物取樣、岩石取樣以及可靠操作的一些實驗。整個控制系統和全海深機械手為‘奮鬥者’號水下安全航行、機動觀測和深海作業提供了有力支撐。”

從“深海勇士”號的4500米到如今“奮鬥者”號的10909米，絕不是簡單的資料變化，加倍的下潛深度意味著不止於加倍的技術攻關。就潛水器本身來說，如何完成萬米下潛，又如何平安浮上來，考驗著選材和製作技術。中科院理化所研究員、“奮鬥者”號浮力材料研發團隊負責人張敬傑介紹，此次“奮鬥者”號潛水器採用的固體浮力材料，核心技術問題是要解決材料密度與強度的協同關係，既要密度低又要耐高水壓。張敬傑說：“為了保證安全，我們開展很多測試。首先是固體浮力材料本體，即浮力材料標準塊，根據要求對其進行不同壓力條件全檢和抽檢測試；其次，我們還要根據總體設計對數千標準塊進行粘接，加工成不同形狀和結構的浮力材料構件，並對其進行抽檢測試，從而確保浮力材料滿足‘奮鬥者’號總體設計要求，所以整個測試量非常大。”

“奮鬥者”號深潛器的一大特點是載人。與深潛器一起下潛萬米深海的有三位潛航員。載人艙是全海深載人潛水器的核心關鍵部件，是人類進入萬米深海的硬體保障和安全屏障。為了保證人員安全，中國科學院金屬研究所鈦合金團隊採用自主發明的鈦合金新材料，建造了世界最大、搭載人數最多的潛水器載人艙球殼。中科院金屬所研究員、全海深載人潛水器載人艙專案負責人楊銳介紹：“在一般材料韌性和抗擊性的情況下，強度要大大提高，不提高只能勉強坐兩個人。第二個是做厚板，要保證效能和組織均勻性，這裡面創造了很多第一，把國內裝置用到了極限。我們是國創而不是國產化，我們在世界上形成了獨一無二的新材料。”

作為人類歷史上第4艘全海深載人潛水器，“奮鬥者”號在研製建造及海試電視直播過程中突破了一系列關鍵核心技術。11月13日，“奮鬥者”號完成了世界上首次載人潛水器與“滄海”號著陸器在萬米海底的聯合作業，向全社會進行了影片直播。中科院深海科學與工程研究所高階工程師孫科林介紹：“‘滄海’號上的多個相機和監控相機的影片傳輸到水面母船，再經過水麵母船衛星直播系統，傳輸到中央廣播電視總檯，實現萬米海底和中央廣播電視總檯演播室雙向影片傳輸。”

實現這樣歷史性一刻歸功於中科院聲學所研發團隊自主研發的全海深水聲通訊機以及多項聲納和慣性導航裝置的系統整合。劉燁瑤表示，相較於“蛟龍”號與“深海勇士”號載人潛水器，“奮鬥者”號的聲學系統實現了完全國產化，突破了全海深難關，技術指標更高，承擔了通訊、探測、定位、導航等任務。劉燁瑤介紹：“水聲通訊是潛水器和母船之間唯一的溝通橋樑，數字水聲通訊在萬米深度下實現了雙方向母船和載人潛水器高速通訊，完成了文字、語音、圖片和資料傳輸。聲學系統還實現了潛水器對海底超視距觀測和精細測量，對海底搜尋目標物以及在海底複雜地形航行中對地形探測起到關鍵作用。透過超短基線定位聲吶、多普勒測速儀等多種裝置和感測器，實現了萬米深度輔助導航，完成連續自主精準可靠水下導航和定位，實現了我們在萬米海底的大海撈針。”