潜入深海有多难？

□张北国

2011年7月1日，“向阳红09”试验母船运载着“蛟龙”号载人潜水器，按预定计划向东北太平洋海试区域进发。“蛟龙”号此次行动是要执行为期约47 天的5 000 米深海下的科学探索和试验。2010年7月13日，“蛟龙”号在我国南海已下潜到3 759米的深度，使中国成为继美、法、俄、日之后第五个掌握3 500 米以上深度载人深潜技术的国家。

技术保障

下潜到深海要求“蛟龙号”必须满足各种技术要求。例如，“蛟龙号”具有耐压结构、生命保障、远程水声通讯、系统控制等关键技术，这些技术都是自己研发的，只有少许非核心零部件进口。

在海底探索，首先是要承受海水压力。在水下每增加10 米就增加大约1个大气压。2010年“蛟龙号”下潜至海底3 759 米要承受近376个大气压。在这个深度的压力相当于1 平方米的面积要承受3 700 吨的重量。现在，“蛟龙号”要下潜到海下5 000 米，其承受的压力1 平方米的面积大概要承受5 000 吨，比3 000 米水深时多出2 000 吨。

能够承载3个人的“蛟龙号”在空气中的重量还不到22 吨。而“蛟龙号”的外壳主要采用的是钛合金材料，通过先进的焊接技术连为一体，具有弹性，能够承受高压。它在深海受到压力缩小后，回到海面又能够弹回来，同时其抗腐蚀性也很好。

此外，温度也是深海探索必须解决的问题。对于外部的高温和低温，比如海底火山口附近的温度可能达到350～400 摄氏度，“蛟龙号”是可以抗衡的，而内部的温度则会适时调节。“蛟龙号”载人舱的温度可以调控。随着不断下潜到深海，温度会越来越低，在5 000 米海底温度大概为1～2摄氏度，但舱内温度会保持在15 摄氏度左右。不过，到了深海船员需要添加衣服。此外，舱内是常压环境，有专门供氧和吸收二氧化碳的设备，异味气体也可以吸收。

海底的通讯更是保证深海探测能顺利进行的重要条件。在海底，“蛟龙号”和母船之间必须实时通讯，才能够通过彩色图片、数据和语音把海底情况传达到母船。这些技术“蛟龙号”已经解决。由于在深海中无法使用无线电，因此要用水声通讯来替代，而且水声通讯被视为是水下远距离数据传输的唯一方法。水声通讯的传递速度只有每秒1 500 米，但陆地上的无线电通讯速度是每秒30万千米，两者的差异是巨大的。“蛟龙号”具有先进的水声通讯能力，可以高速传输图像和语音。在语音通讯方面尽管有2～3 秒的延迟，但基本上接近于实时。

“蛟龙号”在海底的探索必须像人一样能眼观六路、耳听八方。“蛟龙号”的眼就是在深潜器上装备的很多水下传感器，可以在水下自动导航，为“蛟龙号”定向、定高、定深。而“蛟龙号”的耳就是其装备的声纳，可以知道什么地方是深沟，什么地方是海底山，什么地方需要绕道或躲避，并且在复杂的海底环境中，能对地形地貌进行测量。

安全保障

从理论上讲，潜水器从海面下潜至7 000 米深度约需5 小时，整个作业最长可达12 小时。2010年“蛟龙号”下潜，作业时间最长超过9 小时，其中一次还利用机器人手臂将中国国旗插在南海海底。

“蛟龙号”这次下潜5 000 米，如果以每秒0.5 米的速度下潜，预计需要160 分钟左右。当然，海底探索对潜航员的要求更高，需要工作的时间较长。例如，在3 000 米级海试时，潜航员最长要在水里待9个小时左右，在海底工作5个小时。在5 000 米级别的试验中，这两个时间相应都要增加。因此，这对潜航员的要求很高，需要他们在长期封闭空间中经受生理的考验。同时，由于在幽闭隔绝环境中工作，也要经受住心理的考验。另外，潜航员要生活工作在内径为2.1 米的球体舱内，空间十分狭小，刚好能容下3个人，但3个人很难同时站立起来。此前，中国的潜航员已经经受过下潜3 759 米的考验，有深海工作和生活的丰富经验。这一次下潜到5 000米，潜航员将会积累更多的经验。

对于安全问题，“蛟龙号”也有充分的保证。“蛟龙号”有手，这就是它的机械臂。机械臂的作用是采样，但是机械臂也有可能被海草缠住，这时“蛟龙号”可以抛弃机械手，断臂求生。而且，在紧急情况下，“蛟龙号”可以把携带的铁块、蓄电池箱、采样篮扔掉，上浮逃生。如果陷入淤泥，“蛟龙号”的报警系统会发射浮标到海面，母船会立即到位施救。

这次“蛟龙号”下潜到5 000 米深的海底，并在检验各项功能和完成任务后安全返回，表明中国载人深潜水平已达到世界先进水平，也将为2012年7 000 米海试奠定基础。