作者:小貝
校稿:貓斯圖 / 編輯:養樂多
11月10日上午,由我國自主研發的「奮鬥者」號載人潛水器在馬裡亞納海溝成功坐底,下潛深度達到10909米,創造了中國載人深潛的新紀錄。
厲害了,我的國
(圖片:微博@人民日報)▼
但你可曾想到,10年前,中國才剛剛掌握3500米大深度載人深潛技術。30多年前,我們甚至連超過300米的載人潛水器都沒有。30多年來,中國一步步走向深藍,邁向更深的海域,以難以想像的速度在深潛領域迅速站在了世界前列。
30年前我們甚至連太平洋的平均深度都到不了
如今已經可以直達大洋最深處▼
在深潛這個領域,中國的進步何以如此神速,成為領先世界的國家?
潛入海洋有多難?
生命起源於海洋,但人類從誕生到現在,卻沒有絲毫在海洋中生存的本領。在古代,人類對海洋的認知少之又少——內陸生活的人們對海洋毫無概念,沿海的人們受限於落後的科技水平,也缺乏對海洋探索的能力。
畏懼海洋的人類因此發明出海王等各種神明
雖然其形象本質上是個老漁民
(圖片:Zwiebackesser/shutterstock)▼
人類對海洋最初的探索,首先要基於水面造船技術的進步。6000年前的古埃及,人們就已經造出了獨木舟,首先用於內陸河運,繼而逐步改進將業務擴展至沿海海運。
埃及甚至可以用紙莎草造船,但是質量堪憂
要建造更堅固的船就需要進口木材
而進口本身就需要更多的木質帆船
(圖片:wikipedia@Osama Shukir Muhammed Amin FRCP)▼
在其後的數千年間,人類的造船與航海技術不斷發展,但即使到了「地理大發現」時期,人類已經可以實現環球航行,人們對海洋的探索仍然停留在海洋表面,是「出海」而非「潛海」。
麥哲倫或許經過了馬裡亞納海溝
但顯然不知其深淺,更不可能下去看看▼
縱使人們對深海有各種想像,卻始終沒有能力潛入海洋深處,直到現在,人類也僅僅探索了5%左右的海洋。說到底,潛入海洋實在是太難了。這與深海的惡劣的環境條件有很大關聯。
深海與我們熟知的淺海截然不用
淺海的繁榮來自於陽光,深海是莫得光的
(圖片:Debra James/shutterstock)▼
按照國際上的定義,海平面以下1000米即為深海,其中超過2000米的深海區佔海洋面積的84%。因為陽光無法到達,深海區幾乎是徹底的黑暗,只有一些頑強生存的海洋生物練就了發光的本事,給深海區點綴了些許光亮。此外,在海平面200米以下,海水的密度、溫度、鹽度都會發生很大的變化。
生活在深海的生物往往極其古老
而且基本都是瞎子(畢竟沒有光)
(下圖這種約生活在1000-2500米深度)
(圖片:Wikipedia@Theodore W. Pietsch, University of Washington)▼
但這都不是最難解決的問題。下潛深海最重要的難題,是海水壓力。海水越深,壓力會成倍地增加,而人體的抗壓能力是很有限的。
據生物學家計算,在沒有任何裝備的情況下,人類深度潛水的極限在100米左右。如果不是為了挑戰記錄,一個受過訓練的人,大致下潛至40米深的海中就要往回走了。
而在無裝備的情況下,人潛水最深記錄是113米,有裝備記錄也僅僅是332米。
「海女」需要潛到海底獲取海產品養活家人
從小就開始的訓練讓她們擁有異於常人的身體素質
但在海洋的深度面前,這也只是微不足道的能力
(圖片:zheng qiang / 圖蟲創意)▼
深海區的水壓遠遠超越人類的承受極限。比如距離海平面1500米的水下,人所承受的壓力相當於1萬個人站在身上。而這種壓力,是最先進的潛艇也難以承受的。
1500米這個深度遠遠超出U型潛艇的極限深度
即使最先進的核潛艇,1500也難以達到
(圖片:wikipedia)▼
而到了海平面以下7000米,水壓已經相當於7頭大象站在一個盤子上。若想讓潛器到達這個位置,光憑一腔熱血是不夠的,需要過硬的科技實力才有希望。
比如著名的挑戰馬裡亞納海溝的「的裡雅斯特」
就是專用的潛水器,遠超軍用潛艇的下潛極限
(圖片:wikipedia)▼
見證萬米之下
其實,靠海吃海的古人們,並不滿足於在船上或者岸上謀取「漁鹽之利,舟楫之變」,他們對深海也有著長久的嚮往。傳說中,馬其頓王國的亞歷山大大帝曾身著皇袍,頭戴皇冠,坐在一隻密封的水晶桶中,潛入深海。
心有多大,海有多深(後人畫的)
(圖片:Wikipedia)▼
而在我國的文獻中,也不缺乏對於深海的想像。《列子·湯問》中有言:「渤海之東不知幾億萬裡,有大壑焉,實惟無底之谷,其下無底,名曰歸墟。八紘九野之水,天漢之流,莫不注之,而無增無減焉。」
在華夏先民的心中,深海是茫茫大海中的無底之谷,縱然百川匯入,卻並無增減。
這方面最著名的可能就是清代《海錯圖》了
(圖片:wikipedia)▼
而現代科學發現,深海蘊藏著及其豐富的資源,對於人類的生存發展有著重要的意義。所以在人類一直在致力於挺進深海,科學家們也從未停止對各種海洋工作潛器的研究。
16世紀後期,人類發明了潛艇,不久後便被用於軍事目的。但潛艇仍然是傳統船隻在水下的延伸,而非專為深潛目的而被開發的設備。真正的潛水器,一直要到250年後才被發明出來。
16世紀發明的潛艇(複製品)
木質外殼,可以下潛4米左右,動力靠槳
(圖片:Wikipedia@Colin Smith)▼
1928年,美國人奧蒂斯·巴頓發明並建造了第一艘球形深海探測裝置。1930年,巴頓乘坐潛水球下潛到了距海面183米的深度;1934年又創造了下潛914米的紀錄,轟動一時。
這樣一隻,當時研製的目的是用於海底生物研究
(圖片:Wikipedia@Mike Cole)▼
此後,美國、俄羅斯、法國、日本等國家在深潛器研製和技術研究上迅速崛起,保持著明顯的超前發展優勢。而在這一個世紀的科學軍備競賽中,中國遲遲未能有自己的一席之地。
蘇聯80年代造出的Mir潛水器
(圖片:Nina Alizada / shutterstock)▼
畢竟自1840年以來,斷斷續續經受了一個世紀殖民、掠奪和戰爭摧殘的中華大地積貧積弱、百廢待興。深潛作為一種尖端科技,很難成為優先發展對象。直到1986年3月,我國才開啟了探索深海的徵程。
「國力之盛衰強弱,常在海而不在陸」,為實現「上九天攬月,下五洋捉鱉」的夢想,中國在深海探索技術方面起步較晚的情況下,克服萬難。科學家們面對國外技術封鎖、國內科技落後的困難,無私奉獻、百折不撓、持續奮鬥,不斷攻克高壓、密封、腐蝕、絕緣等技術難題,持續拉近我國深海探索技術與國際水平的距離。
我國潛器從無到有,由淺入深。從300米到600米、1000米,再到3000米……
2002年,科技部批准了7000米載人潛水器重大專項的立項。我國第一臺自主設計和集成研製的7000米級載人潛水器「蛟龍」號橫空出世。
蛟龍號潛水器模型
(圖片:N509FZ / Wikipedia)▼
2010年7月,「蛟龍」號下潛深度達到了3759米,中國成為繼美、法、俄、日之後,世界上第五個掌握3500米大深度載人深潛技術的國家。
2012年6月27日,「蛟龍」號將下潛記錄定格在7062米。這個深度意味著我國具備了載人到達全球99%以上海洋深處進行作業的能力。
此後,「深海勇士」號、「海龍」號、「潛龍」號、「海鬥」號等載人、無人深潛器百花齊放,相繼問世。
作為海洋裝備方面的後發國家
這個追趕速度可以說是狂飆突進了▼
中國深海載人事業對國際水平的追趕,不僅是一兩家科研團隊的追趕,更是整個深海載人潛水器產業鏈的追趕,談何容易。如今,「奮鬥者」號載人深潛器在馬裡亞納海溝成功坐底,完成了我國深海工作者們長達30年的夢想——萬米載人深潛。
不斷積累,砥礪前行
可想而知,「奮鬥者」號的成功,並不是一日之功。為了讓奮鬥者號能圓滿完成任務,中國科研團隊調動了此前所有在深潛領域的知識和經驗,才最終匯成了「奮鬥者」號這個集大成者。
上有「嫦娥」奔月,下有「奮鬥者」入海
每一項前沿技術都凝結著科技工作者的心血
(嫦娥三號著陸月球表面上)
(圖片:Wikipedia)▼
事實上,「奮鬥者」號的立項始於2016年,主要科研團隊正是「蛟龍」號和「深海勇士」號的原班人馬。
值得一提的是「奮鬥者」號的潛航員楊波和他的團隊,他們也參加了過去兩次成功的載人深潛任務,在溫度極低的海底世界,為科研團隊送去了第一手的觀測數據。
科研人員和潛航員們在歷史上踏出的每一步,最終都給這個項目注入了源源不斷的動力。這既是一場關於奮鬥的勝利,也是一場相信時間力量的勝利。中國的深潛項目,正是在這種堅持不懈的努力中,才得以不斷前進。
封面圖片:shutterstock@James Steidl