深海探测利器——“蛟龙号”载人深潜器

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随着陆地矿产资源和石化资源因人类的开发而日益枯竭，越来越多的国家将目光投向了资源更为丰富的海洋。海底丰富的矿产资源、油气资源和生物资源，受到各国的青睐。深海载人潜水器作为人类探索深海奥秘的重要“交通工具”，可以完成诸如海底资源勘查、水下设备定点布放、海底电缆铺设和管道检测等多种复杂任务。中国也有让国人为之骄傲的深海探测利器——“蛟龙号”载人深潜器。

“蛟龙号”的研发过程

在中国之前，只有美国、日本、法国和俄罗斯拥有深海载人潜水器。面对国际海底区域竞争日益激烈的局势，为推动中国深海运载技术，完善海底资源调查和科学研究的高技术装备，同时也为中国深海勘探、海底作业研发通用技术，科技部于2002年将“蛟龙号”深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项，启动“蛟龙”号载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。在国家海洋局的组织下，中国大洋协会具体负责“蛟龙号”载人潜水器项目的组织实施，并会同中船重工集团公司七〇二所、中科院沈阳自动化所和声学所等100家中国国内科研机构与企业联合研制。可以说，“蛟龙号”是广大科技工作者不辞辛劳、奋勇攻关的智慧结晶。

“蛟龙号”深海通信靠“声”

陆地通信主要靠电磁波，速度可以达到光速。但这一利器到了水中却没有用武之地，因为电磁波在海水中传播的距离非常有限。“蛟龙号”潜入深海数千米，为保持与母船间的不间断联系，科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术——声呐通信。这一技术解决了多项难题，比如声音在水中的传播速度只有1 500米/秒左右，如果是 7 000米深度的话，喊一句话往来需要近10秒，声音延迟很大；声学传输的带宽也极其有限，传输速率很低；此外，声音在不均匀物体中的传播效果不理想，而海水密度大小不同，温度高低不同，海底回波条件也不同，加上母船和深潜器上的噪音，如何在复杂环境中有效提取信号也是一大难题。

“蛟龙号”与潜艇的区别

深海潜水器与潜艇有诸多不同之处。深海潜水器不是完全自主运行，它必须依靠母船补充能量和空气。比如“蛟龙”号的母船是“向阳红０９”。每次海试结束后，“蛟龙号”都会被回收到母船上，而不是在海中独立行驶。另外，深海潜水器体积较小，航程短，也没有潜艇那样的艇员生活设施。

深海潜水器和潜艇的下潜方法相同，都是向空气舱中注入海水，但上浮的方法则不同。潜艇上浮时，会使用压缩空气把空气舱中的海水挤压出去。而深海潜水器由于下潜深，压强大，压缩空气不足以挤压出空气舱中的海水。水下5 000米的压力相当于500个大气压，即相当于在１平方米的面积压上5 000吨重量。深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮。值得注意的是，深海潜水器一般是通过电磁铁控制压载铁，所以万一深海潜水器失去动力，电磁铁失效，压载铁会在重力的作用下自动脱离潜水器，使潜水器上浮。以上两种上浮的方法，我们也可以运用浮力的相关知识加以理解。

“蛟龙号”在安全方面的设计不仅包括扔掉所携带的压载铁，还包括抛弃蓄电池箱和采样篮等重物，如果被海草缠住，可以采用“壮士断腕”的方法，抛弃机械手，报警系统还可以发射浮标到海面，寻求母船救援。

“蛟龙号”的意义

2012年6月，“蛟龙号”7 000米海试成功，下潜深度达7 062.68米，这一下潜深度象征着“蛟龙”载人潜水器集成技术的成熟，进而成为中国海洋科学考察的前沿与制高点之一。7 000米的海底深度表明中国具备了载人到达全球99%以上海洋深处进行作业的能力，也意味着中国海底载人科学研究和资源勘探能力达到国际领先水平。这些对中国开发深海资源有着重要的意义，同时也为中国迈向海洋强国奠定了坚实的基础。