我國自主研製的「蛟龍」號載人潛水器的最大下潛深度為7062米，對深淵科學來說，這個深度還只是起步。如何讓我國深海科考更進一步，達到全海深載人作業水平？
今年9月26日，我國自主研發的全球首個作業型萬米級載人深淵器「彩虹魚」號在南海海域完成海試，最大潛深為4328米，邁出了我國探索萬米深淵的關鍵一步。本期「新知·探索」科普專欄將為讀者解讀我國自主研製的全球首個作業型全海深載人潛水器——「彩虹魚」號載人潛水器。
「彩虹魚」號在南海完成海試
6500米深度是海洋的一條分界線。國際上對海洋的深度區間劃分是：3500米至6500米為深海，6500米至11000米為深淵。全球海洋的深淵海溝有26條，所涉海域接近我國陸地面積。那裡存在著深淵生物圈等獨特資源，等待人類的發掘。
1960年，美國人華爾什和畢卡第乘坐「曲斯特」號，潛入大洋最深極——最大深度11000米左右的馬裡亞納海溝；2012年，美國導演卡梅隆乘坐「深海挑戰者」號重返馬裡亞納海溝。他們三人乘坐的都是探險型深潛器，無法進行科學考察。由於缺少作業型深淵潛水器，全球科學家對深淵的認知還很有限。
我國自主研製的「蛟龍」號載人潛水器的最大下潛深度為7062米，在此基礎上，上海海洋大學深淵科技研究中心主任、「蛟龍」號第一副總設計師崔維成帶領團隊，向 11000米深淵發起挑戰。
今年9月，該團隊研製的2臺全海深裝備——萬米級著陸器和無人潛水器完成總裝。9月26日，18人組成的參試團隊登船，從汕頭碼頭啟程向南航行，一直行駛到中沙群島美溪暗沙以南25海裡。整個航程中，完成無人潛水器下潛試驗2次，最大潛深2100米；完成著陸器下潛試驗4次，其中2次為4000米級試驗，最大潛深為4328米。
10月是一年中適合海試的最晚一個月。而今年的10月12日至15日，受季風影響，南海風浪較大，母船到處尋找適宜深海試驗的海洋環境，但一直未找到合適海況。10月15日，參試團隊收到上海海洋大學發來的未來10天南海海況預報：因「巨爵」颱風的影響，在25日前已無合適的試驗窗口。海試現場指揮部只得做出返航決定，於10月25日返回汕頭碼頭。
雖然海試提前結束，但該團隊認為此次海試基本完成了目標，無人潛水器下潛到4000米深度不成問題。
裝備多個系統100%國產化
深潛器分為有人深潛器、無人深潛器和遙控深潛器等多種類型。深海潛水器，特別是深海載人潛水器，是海洋開發的前沿與制高點之一，其水平可以體現出一個國家結構、材料、控制、海洋等領域的綜合科技實力。
目前，美國兩家企業已分別完成一臺3人座作業型11000米深潛器的設計，如資金到位，兩三年內即可造出；日本政府2013年立項研製「深海12000」載人深潛器，計劃2023年試海。
此次，我國研製的「彩虹魚」號載人潛水器是國際上首個作業型全海深載人潛水器，主要由載人艙、機電設備、外部設備、重量與浮力調節系統以及觀察與作業模塊5個部分構成，作為中樞的載人艙可乘坐一名駕駛員和兩名科學家。其中，「彩虹魚」號無人潛水器除了水下攝像機、水下燈和部分電纜進口外，布放與回收系統、中繼站系統、光纖纜、水面控制系統均實現100%國產化，潛水器本體系統國產化率達到95%。
根據我國萬米級載人深淵器「彩虹魚」項目總體設計，上海海洋大學將聯合多家民營企業研製3臺全海深的「著陸器」、一臺全海深的「無人潛水器」和一臺萬米級的「載人深淵器」。當科研人員乘坐載人潛水器潛入深淵後，著陸器和無人潛水器能協同作業，確保科考的效果和安全。這些科學設備與專用科考母船「張謇」號協同作業，共同構建我國全海深的「深淵科學技術流動實驗室」。
2019年將挑戰馬裡亞納海溝
根據計劃，「彩虹魚」號研製團隊完成4000米級海試後，將繼續開展無人潛水器、著陸器的研製工作。2016年下半年，隨著4800噸級「張謇」號科考母船下水，他們將於8至9月乘坐這艘船前往馬裡亞納海溝區域，進行11000米無人深潛測試。2017年，開展從南極至北極的「極地深淵科考探索之旅」。2019年，全海深載人潛水器將衝擊馬裡亞納海溝，把中國科學家送至大洋最深極，成為繼美國人之後第二批到達那裡的探索者。
要實現這一目標，載人艙的研製是重中之重。據介紹，海洋大學深淵科技研究中心將與公司合作，採取了「兩條腿走路」的方法，與芬蘭LOKOMO公司籤約合作，利用超高強度材料「馬氏體鎳鋼」開展載人艙關鍵技術研究。這家公司曾為前蘇聯「和平」號潛水器建造過兩個6000米級載人艙，具備很高的技術能力。
與此同時，海洋大學深淵科技研究中心與一家民營企業合作，由後者出資，聯合多家研究院所等，集聚國內外科技創新智慧，開展利用「耐蝕合金鋼」製造載人艙的研發工作。這種鋼材料的強度比馬氏體鎳鋼更大，可以承受大洋11000米深度的巨大壓力。
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各國深海載人潛水器
美國是較早開展載人深潛的國家之一，1964年建造的「阿爾文」號載人潛水器是他們的代表作，可以下潛到4500米的深海。1985年，它找到鐵達尼號沉船的殘骸，如今已經進行過近5000次下潛，是當今世界上下潛次數最多的載人潛水器。
法國1985年研製成的「鸚鵡螺」號潛水器最大下潛深度可達6000米，累計下潛了1500多次，完成過多金屬結合區域，深海海底生態等調查，以及沉船、有害廢料等搜索任務。
俄羅斯是目前世界上擁有載人潛水器最多的國家，比較著名的是1987年建成的「和平一號」和「和平二號」兩艘6000米級潛水器。帶有十二套檢測深海環境參數和海底地貌設備，最大的特點就是能源比較充足，它可以在水下呆17至20個小時，《泰坦尼克》的電影裡面很多鏡頭就是和平一號和和平二號探測的鏡頭。
日本1989年建成了下潛深度為6500米的深海6500潛水器，水下作業時間8小時，曾下潛到6527米深的海底，創造了載人潛水器深潛的紀錄。它已對6500米深的海洋斜坡和大斷層進行了調查，並對地震、海嘯等進行了研究，已經下潛了1000多次。