跟随龙龙访龙宫之“蛟龙”号

子肖

为推动我国深海运载技术发展，为我国大洋国际海底资源调查和科学研究提供重要高技术装备，2002年，中国科技部将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）重大项目，启动了“蛟龙”号深海载人潜水器的自行设计、自主集成研制工作。

在国家海洋局组织安排下，中国大洋协会具体负责“蛟龙”号深海载人潜水器项目的组织实施，并会同中船重工集团公司七。二所、中科院沈阳自动化所和声学所等约100家国内科研机构与企业联合攻关，攻克了中国在深海技术领域的一系列技术难关，经过6年努力，完成了载人潜水器的研制和试验母船的改造以及潜航员的选拔和培训，从而使“蛟龙”号具备了开展海上试验的技术条件。

“蛟龙”号具有三大技术突破：海底自动航行和悬停定位、高速水声通信和大容量充油银锌蓄电池。

1.可稳稳“定住”

如同开车一样，驾驶员的脚总放在油门上，难免产生疲劳感。“蛟龙”号的驾驶员是幸运的，因为它具备自动航行的功能，驾驶员设定好方向后，就可以放心地去进行观察和科研了。

“蛟龙”号可以完成三种自动航行：自动定向航行，驾驶员设定方向后，“蛟龙”号可以自动航行，不用担心会跑偏：自动定高航行，这一功能可以让潜水器与海底保持一定高度，尽管海底山形起伏，自动定高功能可以让“蛟龙”号轻而易举地在复杂环境中航行，避免出现碰撞：自动定深功能，可以让“蛟龙”号保持与海面固定距离。一旦在海底发现目标，“蛟龙”号不需要像大部分国外深潜器那样落在海底，而是由驾驶员驾驶到相应位置，“定住”位置，与目标保持固定的距离，方便机械手进行操作。在海底洋流等导致“蛟龙”号摇摆不定、机械手运动带动整个深潜器晃动等内外干扰下，仍能够做到精确地“悬停”，这是国外深潜器所不具备的功能。

2.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了用武之地，电磁波在海水中只能深入几米。深海载人潜水器潜入海底数千米，为与母船保持联系，科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术，采用声呐通信，能够实时传输语音、文字和图片，这是国外绝大多数载人深潜器所没有的。

3.电池“能量”大

“蛟龙”号搭载了完全由我国自主研发的大容量充油银锌蓄电池，电量超过110千瓦时，这也是目前国际深潜器上容量最大的电池之一。有了它，“蛟龙”号就可以有更长的水下工作时间和更多的仪器同时运作。目前，日本的深潜器的蓄电池为86千瓦时，法国、美国均为50多千瓦时，只有俄罗斯的深潜器可以与咱们媲美。

3000米级海试

2009年8月，“蛟龙”号深海载人潜水器先后组织开展1000米级和3000米级海试工作。2010年5月31日-7月18日，“蛟龙”号深海载人潜水器在中国南海3000米级海上试验中取得巨大成功，共完成17次下潜，最大下潜深度达到3759米，超过全球海洋平均深度3682米，并创造水下和海底作业9小时零3分的纪录，验证了”蛟龙”号载人深潜器在3000米级水深的各项性能和功能指标。

5000米级海试

5000米级海试共有来自13家单位的96名科研人员参加了海试任务。海试期间，全体队员在位于东太平洋的E1、E2、E3三个试验海区共完成5次下潜作业，共有8人完成15次下潜，下潜深度分别为4027、5057、5188、5184和5180米。深潜器在海底完成多次坐底试验，并在中国大洋协会多金属结核勘探合同区开展海底照相、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，完成了各项实验任务。

7000米级海试

在此之前，世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯四个国家拥有深海载人潜水器。这些国家的深潜器最大工作深度为6500米，而“蛟龙”号的最大工作设计深度为7000米，具备深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海生物考察等功能，理论上它的工作范围可覆盖全球99.8%的海洋区域。

7000米海试全过程

第一次试潜

2012年6月15日7时，“蛟龙”号7000米级海试在现场指挥部宣布下潜试验开始，3名潜航员叶聪、崔维成、杨波乘“蛟龙”号深海载人潜水器开始进行7000米级海试第一次下潜试验。最终成功潜入水下6671米。

第二次试潜

由于深潜器液压系统出现故障，第二次下潜推至2012年6月19日5时进行，并最终成功深潜至水下6965米。第二次下潜试验的主要任务是复核深潜器故障排除的效果，继续验证深潜器在6000米深度的各项功能和安全性，并在深潜器状态良好的前提下进行海底作业。这次试验中科学家首次从6900米深海底取回一系列海水和沉积物样品。

第三地试潜

2012年6月22日，“蛟龙”号深海载人潜水器完成7000米级海试第三次下潜试验，并安全返回。这次试验最大下潜深度达到6963米，并获得了一个生物样品。

第四次试潜

2012年6月24日，“蛟龙”号深海载人潜水器7000米海试在西太平洋马里亚纳海沟进行了第四次下潜试验。最大下潜深度7020米。

第五次试潜

2012年6月27日5时29分开始的7000米级海试第5次下潜中，“蛟龙”号再次刷新同类型深潜器下潜深度纪录：2012年6月27日11时47分左右，“蛟龙”号下潜深度达7062.68米。

第六次试潜

2012年6月30日5时23分，“蛟龙”号深海载人潜水器被布防入水，开始进行7000米级海试第六次也是全部海试中的最后一次下潜试验。此次试潜由叶聪、崔维成和张东升担任潜航员。

2012年6月30日9时56分，“蛟龙”号到达最大深度7035米，并坐底。随后，“蛟龙”号在完成海底两个小时的作业后开始上浮。

2012年6月30日14时33分，“蛟龙”号浮出水面，完成了中国“蛟龙”号7000米级海试的全部试验。

此次“蛟龙”号成功突破7000米深度，意味着它将可以在全球99.8%的海底实现较长时间的海底航行、海底照相和摄像、沉积物和矿物取样、生物和微生物取样、标志物布放、海底地形地貌测量等作业。

第一航段，自2013年6月10日从江苏江阴起航，到2013年7月10日完成最后一次下潜，共进行了10次下潜，完成了对超短基线定位系统的标定、长基线系统的试验、冷泉区科学考察、海山区科学考察等相关任务，进一步验证了“蛟龙”号的其他各项技术性能，取得了丰硕的生物、地质样品和数据资料，锻炼了载人深潜队伍，为二三航段打下了坚实基础。

第二航段，2013年7月19日自厦门起航，8月6日抵达位于东北太平洋的中国多金属结核勘探合同区详细勘查区。“蛟龙”号在我国多金属结核勘探合同区和国际海底管理局一环境特受区附近海域共作业12天，完成6次下潜，首次取得六腕海星、海蛇尾、被囊类等多种生物，首次发现多种海参、多种鱼、海星、柳珊瑚、海蛇尾等海底生物，测算出结核覆盖率，拍摄到许多海底地形和生物，并测试了潜航员生理反应，开展了温盐深仪、采水、浮游生物拖网、多管地质取样和箱式取样等常规调查作业，获取了宝贵的数据资料。

随着第二航段任务的完成，母船“向阳红09”搭载“蛟龙”号马不停蹄地赶赴密克罗尼西亚联邦的波纳佩港进行补给。

第三航段，2013年8月31日下午，“向阳红09”船搭载“蛟龙”号深海载人潜水器驶离密克罗尼西亚联邦的波纳佩港，赶赴西北太平洋中国富钴结壳勘探区进行第三航段资源环境调查任务。第三航段用10天时间完成5次下潜任务，具体分为2次5000米级深度、2次3000米级深度和1次1000米级深度作业。该航段下潜的主要工作内容包括：确认深海载人潜水器的工作状态，对采薇海山区不同深度底栖生物分布结构特征、结壳分布特征等进行对比研究，拍摄海底高清生物视像以及继续锻炼潜航员的实际操作能力等。

2014年，“蛟龙”号试验性应用航次第一航段在西北太平洋采薇海山区和马尔库斯一威克海山区开展了10次下潜作业，精确定位取样，取得各种生物样品116个，富钴结壳样品21块、99.2千克，多金属结核样品24.32千克，岩石样品22块、107.7千克，沉积物样品26管，海水样品共1232升……

“蛟龙”号试验性应用科考队在本航段中全面、超额地完成了预定的任务。通过第一航段的调查研究，基本查明了采薇海山矿区资源与生物状况，勘察成果突出。“蛟龙”号在采薇海山完成了8次下潜，结合中国大洋第31航次的5次下潜，通过点、线、面相结合的解剖调查，已基本摸清富钴结壳矿区资源分布状况，基本掌握生物多样性分布规律和矿区环境状况。

另外，“蛟龙”号性能稳定，优势明显。“蛟龙”号共计完成10次无故障下潜作业，每次下潜平均水中时间达9小时53分钟，系统稳定，取得了大量高质量的视频和照片，开展了配套设备试验，包括微型遥控潜水器试验、海底土工力学测定试验、超短基线测试等，使“蛟龙”号在复杂地形下开展定点作业、精细调查的独特技术优势得到进一步发挥。

除此之外，“蛟龙”号还在相邻海域开展了下潜作业，为开展不同海区的资源、环境状况对比研究提供了第一手资料。