中国“蛟龙”深海传奇

陈福民

3759米、4027米、5000米、7000米……这是一组开创中国载人潜海历史的数字。短短一年里，中国“蛟龙号”潜水器，在全世界的瞩目下，下潜纪录一破再破，使得我国逐渐迈进深潜技术强国行列……

初试锋芒

2010年5月31日，“向阳红9号”海试船一声长长的鸣笛，在一曲情深意长的《热血颂》中，载着“蛟龙”号载人潜水器在江阴启航，徐徐驶向我国南海，进行3000米级的海上试验。

载人深潜试验遵循“由浅入深、循序渐进、安全第一”的原则，海试将分阶段逐步达到最大设计深度7000米。此前，只有美国、俄罗斯、日本和法国四国的深海载人潜水器能在3500米级深度自如展开科研与勘测活动。因此，“蛟龙”号这次载人深海试验是初试锋芒，也是书写中国载人深潜技术新的神话。

2009年8月，“蛟龙”号在南海成功进行了20次下潜，50米、300米共下水19次。那年的8月15日至24日、50米级海试时，水声通信一直不能建立，海试母船无法找到潜水器；8月28日、300米级海试时，一只主蓄电池爆裂；1000米级海试期间，遭遇恶劣天气，最后只能选择10月3日下水。这一天进行了高速水声通信的试验，“蛟龙”号成功下潜到1109米，完成了既定任务。

鉴于上一次的教训，进行3000米级海试前，“蛟龙”号首先进行了模拟压力测试和密封性能测试。压力测试中，潜水器被放置在一个密闭的压力桶装置里，以水增压模拟7000米深处海水压力的方式，对每个部件进行了70兆帕压力考核。5月31日上午，第二次海试起航仪式举行，此次海试历时49天，共计下潜17次，最深的一次达到海下3759米。

2010年7月13日，当三名潜航员依次进入潜水器后，母船上的吊车将它轻轻地放在海面上。经过一段时间调试后，”蛟龙”号潜水器以每分钟37米的速度缓缓下潜。

当天的海面温度为30℃，舱内温度为39.7℃。下潜就像乘电梯下降，望着深度显示表上跳动的数字，海水温度也随深度增加而下降，舱内逐渐由热变凉，到了深海，舱内温度会保持在15℃左右。

大海表面波澜起伏，越往下沉则越发静谧。载人舱有三个圆圆的窗户，下潜人员就是通过它们来观察水下及海底世界。紧接着的下潜过程是一个匀速运动，每次试验依据不同要求，潜水器驾驶员和水面支持母船每隔5分钟或者20分钟就可能进行一次通话。

潜航工作中，潜水器需要接受海水压力的考验。3000多米的深海，潜水器所承受的压力将达到每平方米3000多吨，一个成年人的手掌大概是0.01平方米，这意味着载人舱表面一个手掌大的面积就将承受30多吨的压力。

这是第4次下潜到海面3000米以下。在探照灯光下，淡灰色的海底清晰可见，不知名的小鱼在游动。在打开悬浮定位功能后，深潜器停住，机械臂开始展开取样。在试验海区的海底弥漫的是颗粒极小的沉积物，只要潜水器有微小的位移，都会“烟雾弥漫”。因此当潜航员通过机械手操纵”蛟龙”号完成插国旗、布放寓意中国载人深潜成功的龙宫标志物等任务时，都要很轻地操作。

进行海试的地方刚好是一块非常平整的海底，完成当天的预定任务后，“蛟龙”号继续在海底定高(在设定的离地高度，自动跟踪海底地形)缓慢航行，下潜了两次，最大深度都是3757米。结果就在最后一次下潜完成，正在巡航准备兜一圈就上来的时候，两位试航员发现了一个坑，那个坑刚好深两米，于是，下午4时53分23秒，到达了该海域最大深处3759米。下午6时左右，“蛟龙”号在海面落日余晖中浮出海面，顺利返回“向阳红9号”实验母船。当天的下潜时间为9小时零3分，验证了深潜器在3000米级水深的各项性能和功能指标，包括耐压结构及设备、水面支持系统、无动力下潜上浮系统、蓄电池及供电设备等18个项目。这也标志着中国首次载人深潜3000米级海上试验取得成功。

再次突破

2011年7月3日，即又一次海试起航后第三天，“向阳红9号”实验母船正“腹裹”着她引以为豪的“蛟龙”号，朝着遥远的东北太平洋开进，开始执行为期约47天的5000米级海上试验任务。

7月16日下午2时，“向阳红9号”实验母船抵达东北太平洋海试区域。这次海试将冲击下潜5000米深度的目标，开展海底照相、摄像、海底地形地貌测量、海洋环境参数测量、海底定点取样等作业试验与应用。

与3000米试验相比，5000米试验有哪些具有挑战性的难度？由于在5000米水深处，1平方米的面积大概要承受5000吨的压力，比3000米水深时多出2000吨。这样大的海水压力给深潜器的结构、材料等方面提出很高的要求。同时，随着下潜深度的增加，通讯能力也将承受更大的考验。

此次选择远离祖国的东北太平洋海域进行海试，主要有两个原因：一是该海域深度在5000～6000米之间，深度适合本次海试；二是中国大洋协会和国际海洋管理局2001年曾签下东北太平洋多金属结核资源勘探合同。在7.5万平方千米合同区域内，我国拥有专属勘探权和优先开发权。因此，这次“蛟龙”号还有一个任务就是勘探该矿区。在此进行海试和勘探工作，是履约行为。

7月21日凌晨3时，海试现场指挥部下达了下潜指令，崔维成、叶聪、杨波三名潜航员驾驭着“蛟龙”号载人潜水器开始了下潜任务。凌晨4时，下潜深度达到1777.7米；5时26分，到达4027米级海试区，潜水器抛弃压载铁后开始上浮；于7时48分浮出水面，8时回收至甲板。整个下潜试验历时5个小时，潜航员对潜水器水下各项功能进行了试验，工作正常。

5000米深度的载人深潜试验，是对3759米深度成功下潜的延续，也是对未来冲击7000米深度最终目标的必经积累。然而，天有不测风云。据预报，未来3天当地风力会在6～7级，浪高在2～3米之间，已不符合下潜规定条件。原定于7月22日进行的第二次下潜试验被迫取消，但3天后海况如果好转，试验仍将继续。

参试人员利用3天时间，对设备进行了检修，等待着海况尽快好转。7月25日，海试指挥部决定，“蛟龙”号将于7月26日凌晨1时30分进行第二次下潜试验。

凌晨3时38分，第二次下潜试验任务正式开始。参加下潜任务的潜航员为叶聪、杨波、付文韬三人，4时46分，“蛟龙”号下潜深度达到2000米；5时40分下潜深度达到4072米；6时07分，成功突破5000米级水深大关；6时17分，下潜至5056.8米水深；6时48分，潜水器抛弃压载铁后开始上浮；9时30分浮出水面，10时回收至“向阳红9号”实验母船。“蛟龙”号整个下潜过程，各项仪器指标及通讯正常。

整个海试过程，潜航员在5000米水深时对潜水器水下各项功能进行了验证，多次进行坐地试验，同时拍摄到海底生物照片。此次下潜成功，为后续第三次下潜——开展海底观测和取样等水下作业奠定了良好基础。

第三次下潜是在7月28日凌晨2时30分开始，潜航员入舱、各部门准备就绪后，海试现场指挥部发布下潜指令。5时30分，潜水器顺利下潜至作业区域，潜航员“坐”在海底进行深海科学考察作业。9时07分，潜水器顺利下潜至5188米水深，9时12分完成海底作业开始上浮，12时15分被回收至甲板。

此次下潜试验历时9个小时，整个过程各项仪器指标及通讯正常。完成了一系列的深海作业和应用任务，包括近底巡航、多次坐地，开始进行海底照相摄像、海底地形测深侧扫考察等作业，并发现海底有大量的多金属结核。由于刚刚经历了5000多米海底的低温和巨大的水压，潜水器表面油漆有些许脱落。

7月30日凌晨4时26分，“蛟龙”号载人潜水器被布放在水面上，12分钟后开始第四次下潜试验。7时29分在深度5182米的位置坐底，并成功安放了中国大洋协会的标志和一个东阳木雕“中国龙”，之后完成了海水、海底生物的提取以及采集，并取回广泛分布于作业海底的21颗共0.8千克的锰结核和海底沉积物样品。科学家研究发现，这些锰结核中含有锰、铜、钴、镍、钼、钛等30多种元素。仅太平洋底的锰结核中便含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨，其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。

有意思的是，这次“蛟龙”号下潜试验中几经尝试，抓住一只“白萝卜”。那是下潜至最大深度5184米时，有个主要的作业内容叫深海取样，即采集深海生物活样本。此次“蛟龙”号大约每航行30～50米就会发现一个肉眼可见的生物，主要是海参、海星、海绵等。第一个猎物便是一个长约30厘米、直径约10厘米、乳白色、半透明的海参。看上去，它就像一个“白萝卜”。在距离它7～8米时，潜航员提前将机械手手爪张开并且对准它，靠近时手爪一关闭，就抓到了，并把它放进生物篮里。

这时，潜航员发现了第二个猎物，长约20厘米、直径约8厘米的紫色的海参，人称“紫茄子”。不料，正在手爪关闭的那一刻，潜航员发现生物篮里面的那个“白萝卜”游出来了！于是赶紧停下前进中的“蛟龙”，然后做一个轻微的上浮，想把“白萝卜”重新兜进篮子里面。这时候，机械手也暂时放弃“紫茄子”，转战“白萝卜”，但最终“白萝卜”还是溜走了。

因为“蛟龙”的停止前进，又打了一个上浮，海底的烟尘起来了。“紫茄子”躲进了烟尘，看不到它的具体位置。“蛟龙”号在海底坐了20分钟，但烟尘久留不散，不得不放弃“紫茄子”，再次转移战场。由于规定的上浮时间快到了。潜航员变得“实际”起来了，在抓到另一只“白萝卜”后，就用机械手压住生物篮的盖子，立刻抛载上浮了。

13时2分，”蛟龙”号顺利返回到“向阳红9号”实验母船，历时近9个小时的下潜取得圆满成功。这次下潜也打破了2010年创造的543分钟的最长水下工作时间的纪录，达到了554分钟。

“蛟龙”号一系列海试的最终目标是完成7000米海试，5000米级海试是开展7000米海试的关键阶段。每一次海试都是为下一次更深海试提供帮助，寻找新问题。3000米海试同样不例外，通过3000米海试发现最大的问题就是“蛟龙”号的作业性能不足，包括机械手、视频、定位等功能不理想，目前已经全部进行了改进。这次5000米水深海试成功，“蛟龙”号可以到达70％的全球海洋洋底，为2012年冲击世界纪录的7000米海试奠定基础。那时，“蛟龙”号载人潜水器将创造全球载人潜水器下潜深度之最，标志着中国人能在全球99.8％的海底“踱步”，也将证明我国载人深潜技术达到了世界前列。