深潛1萬米!我國全海深載人潛水器將探訪馬裡亞納海溝最深處「挑戰者深淵」

就在全世界的目光聚焦於西半球美國NASA和SpaceX的首次商業載人航天發射這一歷史時刻時，在全世界最深的西太平洋深海鬥淵，同樣有一架滿載人類科學探索願望的全海深載人潛水器即將踏上行程，去揭秘那未知的海底世界。

全海深載人潛水器又稱萬米載人潛水器。2020年，中國完全自主研發的、國際最先進的全海深載人潛水器即將探訪世界上最深的海溝——馬裡亞納海溝的最深處「挑戰者深淵」。這是繼『深海勇士』號、『蛟龍』號之後，中國在深海探測技術領域的再次重大突破。

就像人類對太空永無止境的想像一樣，對海洋深處的探索也從未停歇。但與太空探索取得的成就不同，時至今日，海洋的深處仍未被探索。據科學家估計，可能90%到95%的深海仍然是一個謎。

深海裡到底有什麼？究竟隱藏著怎樣的宇宙秘密？

科學家曾對深海進行定義：深海是海洋的最低部分，在溫躍層(陽光加熱和冷卻不再產生影響的那一層)之下，在海床之上。這部分海洋深度超過1800米。

地球上深度大於6000米的海溝共有37條，這些海溝所在的區域被稱作海鬥深淵，其中，包括馬裡亞納海溝在內的9條最深的海溝分布在西太平洋，其中有5條深度均超過1萬米。

雖然人類對深海的認知還非常有限，但毋庸置疑的是，各國都認為海底蘊藏了豐富的資源，探索海洋既關係資源獲取，更關係國家戰略。

人類最早開始探測深海的歷史大約可追溯到16世紀。20世紀60年代至今，西方發達國家和海洋強國率先開始對深海大洋進行探索，調查船、鑽探船（平臺）、各類探測儀器、裝備，無人／載人／遙控深潛器、水下機器人、取樣設備、海底監測網等相繼問世，深海探測技術發展迅速。

新世紀以來，我們國家在建設海洋強國戰略的指引下，深海探測技術和裝備不斷取得新的突破，曾先後投入使用的「深海勇士」號、「蛟龍」號，為我國全海深載人潛水器奠定了基礎，但下潛深度均在7000米以內，距離到達萬米深海還有較大差距。

深海勇士號  圖片來源：網絡

 

蛟龍號  圖片來源：網絡

2020年3月，全海深載人潛水器（萬米載人潛水器）在中國船舶集團有限公司七〇二所完成總裝並開始全流程水池試驗。按照項目規劃，水池試驗預計將持續到今年6月。之後，萬米載人潛水器將走出實驗室，進入海試階段。

下面，我們以時間為軸，來了解下全海深載人潛水器的誕生過程。

-4500米級載人潛水器

在7000米級載人潛水器「蛟龍」號研製完成後，科技部啟動了4500米級載人潛水器關鍵技術攻關工作，目標是在「蛟龍」號研製與海試的基礎上，推動我國大深度潛水器關鍵技術和核心部件的國產化、功能化、譜系化，並帶動深海技術相關產業的發展。圍繞這一任務，科技部先後部署了8個項目、課題，共投入中央財政經費約3億元。

-2016年項目立項

2016年7月，國家重點研發計劃「深海關鍵技術與裝備」重點專項「全海深載人潛水器總體設計、集成與海試」項目正式立項，並於當年11月24日在江蘇無錫召開項目啟動會。會上宣布組建以中船重工七〇二所(現中國船舶集團有限公司七〇二所)為總體集成單位的「全海深載人潛水器項目群」，正式成立項目群協調管理組和總師組。本次啟動會也標誌著我國全海深載人潛水器研製工作全面拉開帷幕，正式邁入實施階段。

-2018年浮力材料通過定型測試

全海深載人潛水器是一個難度極高的工程裝備，涉及設計技術、材料技術、密封技術、工藝技術、通信技術、安全技術、集成技術、試驗技術等，每一項都是極限技術，並且必須高度安全可靠。

 

走向深海面臨的第一個問題就是海水帶來的高壓。對於全海深載人潛水器來說，下潛萬米需要承受1000餘噸的靜水壓，相當於在一平方米的面積上要頂著一萬多噸的重物。如此巨大的壓力對潛水器的材料、結構設計等都提出了巨大的挑戰。 

除了要承受巨大水壓，潛水器還要搭載相關人員、一系列科學設施等，在水中完成科考作業，進一步加大了萬米載人潛水器的製造難度。

經過一系列技術攻關，2018年初，全海深載人潛水器的浮力材料完成了定型測試，開始生產。

-2019年載人艙球殼通過測試

作為潛水器最核心的部件之一，載人艙球殼已經達到了極限設計、極限制造。球體大膽選用鈦合金材料，同時革命性的改變了此前一貫使用的瓜瓣焊接方法。所謂瓜瓣焊接方法，就是先製造西瓜瓣，再焊接為一個整球，但這種方法的缺點是焊縫多、工期長。全海深載人潛水器直接採用了半球焊接，減少了焊縫數，工藝更難，但是可靠性顯著提高。

鈦合金材料  圖片來源：網絡

 

經過3年攻堅，全海深載人潛水器載人艙球殼建造完成並通過驗收，其性能和指標完全滿足總體要求。2019年，全海深載人潛水器載人艙球殼通過測試，正式交付。

全海深載人潛水器載人艙球殼  圖片來源：網絡

 

-2020年3月開始水池試驗

2020年3月，全海深載人潛水器在中國船舶集團有限公司七〇二所完成總裝並開始全流程水池試驗。所謂全流程水池試驗，就是要求潛水器在水池環境中，把將來在海洋中需要檢驗的事情，在水池環境中模擬開展測試，並且潛航員、潛水器調試人員也需要參與合練，熟悉相關操作預案，讓潛水器和潛航員都符合出海條件。

-2020年6月開始海試階段

水池試驗預計將持續到今年6月。之後，全海深載人潛水器將走出實驗室，進入海試階段。據潛水器總設計師葉聰介紹，在嘗試萬米下潛的終極目標前，潛水器預計將首先開展淺海試驗。

-前往深海

據了解，從外形看，全海深載人潛水器的外形像是一條鯊魚，有著滾圓和流線型的身體。它裝有9個推進器，可在海裡自由移動，3套供氧系統能保證乘員安全，通信系統和機械手也格外高效。

海試通過後，全海深載人潛水器將由兩艘母船「探索一號」和「探索二號保駕護航，運往馬裡亞納海溝並進行下潛，開啟深海探秘任務。

一直以來，人類在海洋中的活動主要集中在沿海和淺海區域，對深海的研究和認知比太空要少得多，進入深海的人數也遠遠低於進入太空的人數。深海中擁有大量的油氣、礦產和生物資源，同時，人類起源、生物進化、地球演變等困擾人類幾千年的謎題都有可能在深海找到答案。

全海深載人潛水器猶如太空飛船一樣運載科技人員進行深海探測和科學實驗，將為人類認識海洋、開發海洋貢獻巨大的力量。以深淵進入技術、深淵探測技術為代表的深海技術，代表了當前國際深海工程技術領域的頂級水平，正是我國海洋強國的具體體現。

參考資料：

網絡、科技日報

機器人大講堂Rob社群開始招募啦！如果您正在從事或想要從事機器人行業、想要學習這一方向，都歡迎您加入我們共同探討機器人前沿科技。

另外，腿足機器人、醫療機器人、工業機器人、特種機器人等專業討論群正在招募中，歡迎各位專業領域的小夥伴加入。

在機器人大講堂公眾號對話框回復「交流群」獲取入群方式！

機器人大講堂正在招募兼職內容創作者和專欄作家

請將簡歷和原創作品投至郵箱：[e-mail]  

我們對職業、所在地等沒有要求，歡迎有興趣有能力的朋友加入！