海底1萬米,你好!

2020-12-14 央視網

  圖為「奮鬥者」號。

  中國船舶集團供圖(新華社發)

  海南三亞,南山港。

  28日8時30分許,一陣汽笛聲響,創造了10909米中國載人深潛新紀錄的「奮鬥者」號,完成第二階段海試,勝利返航。

  1個多月時間,累計完成13次下潛,其中8次突破萬米。10909米的紀錄,讓人類在大深度載人深潛領域有了新坐標。

  海底1萬米的世界,有多大魅力?

  裡程碑!

  中國躋身深潛世界「排行榜」前列

  你好,神秘的深海!

  大洋之底,馬裡亞納海溝,迎來「奮鬥者」號的無聲問候。我國從此具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力。

  馬裡亞納海溝被稱為「地球第四極」,水壓高、完全黑暗,是地球上環境最惡劣的區域之一,其最深處約11000米,相當於珠穆朗瑪峰疊加華山的海拔高度。

  11月10日清晨,載有3名潛航員的「奮鬥者」號從「探索一號」母船機庫緩緩推出,被穩穩起吊布放入水,近4小時後,「奮鬥者」號成功坐底,下潛深度達10909米,創造了中國載人深潛新紀錄,達到世界領先水平。

  從全球範圍看,大深度載人深潛是一道很難逾越的關口。

  中國起步晚,卻迎頭趕上。

  2012年,7000米級「蛟龍」號載人潛水器問世,創造當時同類作業型載人潛水器下潛深度7062米的世界紀錄;2017年,4500米級「深海勇士」號載人潛水器獲得突破,實現「關鍵技術自主化、關鍵設備國產化」。

  攻關不停步,海洋科技必須自主自強。

  作為科技部重點研發計劃的一個核心研製項目,「奮鬥者」號實現了跨系統、跨單位、跨部門的大團隊合作。

  不容易!

  關鍵技術「護航」萬米深潛

  「奮鬥者」號的特殊本領,可以用五個關鍵詞來概括。

  ——設計。

  「奮鬥者」號下潛到萬米深海,還要攜帶3名潛航員長時間穩定作業,設計難度可想而知。

  設計人員針對超高壓複雜環境,採用多系統融合集成設計,使「奮鬥者」號潛浮速度、艙內空間使用率等指標大幅提升,同時通過載人艙實時監測和評估策略,實現潛水器優良的機動性能和安全性能,體現「以人為本」的設計理念。

  ——抗壓。

  在萬米深海,水壓超過110兆帕,約合1千個標準大氣壓,相當於2000頭非洲象踩在一個人的背上。

  這種極端壓力條件下,按照載人艙的目標尺寸和厚度要求,以往深潛器使用的材料已經不能滿足要求,需要找到一種高強度、高韌性、可焊接的鈦合金。

  科研團隊歷時數年,自主發明了特殊鈦合金材料,又通過攻克高強度、高韌性鈦合金焊接技術,成功解決了載人艙球殼的建造難題。

  ——操控。

  潛水器去到萬米深淵,可不只是「到此一遊」,還要完成巖石、生物抓取,以及沉積物取樣等精準科考作業。這需要靈活的機械手、智能化控制系統和電動觀測雲臺。

  針對深淵複雜環境,「奮鬥者」號實現了高精度航行控制、全景科學觀測、高精準作業取樣等功能。

  ——通信。

  「親愛的觀眾們,萬米的海底妙不可言,希望我們能夠通過『奮鬥者』號的畫面向大家展示萬米的海底。」成功坐底馬裡亞納海溝後,3位潛航員第一時間通過水聲通信系統分享了他們的心情。

  水聲通信是「奮鬥者」號與母船「探索一號」之間溝通的唯一橋梁,實現了潛水器從萬米海底至海面的文字、語音及圖像的實時傳輸。

  相較「蛟龍」號與「深海勇士」號載人潛水器,「奮鬥者」號的聲學系統實現了完全國產化,技術指標更高。

  ——浮力。

  載人潛水器「下得去」,還得「回得來」。這裡面的關鍵是固體浮力材料。這種材料既要密度低,又要耐高水壓,製備技術難度大,世界範圍內僅有少數幾個國家掌握。

  經過持續攻關和多番論證,一種高強空心玻璃微球脫穎而出,兼顧了材料的密度與強度,實現了浮力材料的重大突破。

  眾多關鍵技術提供「護航」,讓「奮鬥者」號的機動性、作業能力、舒適度及安全性大幅提升,成為國際唯一能同時攜帶3人多次往返全海深作業的載人深潛裝備。

  接力棒!

  載人深潛精神立典範

  與載人航天一樣,載人深潛也秉持了「一棒接著一棒跑」的傳統,形成了一批領軍科學家隊伍。

  「『奮鬥者』號部件的國產化率超過了 96.5%,具備了全海深進入探測和作業的能力。」「奮鬥者」號總設計師、中國船舶集團第七〇二研究所副所長葉聰感慨萬千,「參研參試人員克服了多個颱風的阻撓,經歷了無數驚濤駭浪的考驗,向世界最深處進軍是我們不懈追求的目標。」

  「嚴謹求實、團結協作、拼搏奉獻、勇攀高峰」——在中國載人深潛精神的激勵下,「奮鬥者」號為科技創新樹立了典範。

  科技部部長王志剛說:「『奮鬥者』號成功研製和萬米海試的突破,是新型舉國體制的生動實踐,將為深海科學考察、海底精細作業提供堅實的技術基礎,為下一步帶動深海能源、材料等高技術產業發展提供強勁動力。」

  深海蘊藏著地球上遠未認知和開發的寶藏。6500米以深的深淵,是國際公認的解決生命起源、地球演化、氣候變化等重大科學問題的前沿領域。

  隨著「奮鬥者」號成功完成萬米海試並返航,一系列科研成果將為人類揭開更多海洋奧秘。

  (據新華社三亞11月28日電 記者張泉、董瑞豐、趙穎全、陳凱姿)

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    到了海洋1萬米深處,我們會有什麼發現呢?在海洋3米深的地方,那是我們一般普通人遊泳也能達到的地方,這裡有很多珊瑚礁和海底植物的生長,那裡光線比較充足,很多動植物都能夠在那裡自由自在地生長。在海底100米,這是海洋中能夠進行光合作用的地方,太陽還能夠射進來,在這裡面最有名的是動物是蛤蟆魚,曾被稱為「海中鵝肝」,它捕食的方式就是傻乎乎的把口張開,等著食物送上門來。而海底200米到1000米這個深度的地方,陽光很難照射進來,含氧量也很低,海水的平均溫度已從海面的20攝氏度下降到4攝氏度。
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    一萬米的深海中到底有什麼?科學家:海底生物足以嚇唬人類!人類作為陸地上現在創造力最強的生物,除了自己的發展以外,從未停止過謎一樣的探索。例如,人類不斷地研究宇宙和海洋,結果由於技術有限,人類對這些未知區域的探索也一知半解,就像大海一樣,地球的70%都被海水覆蓋,人類所探知的海底區域只停留在表皮上,是在1萬米以下的科學人們說,住在那裡的海底生物足以震驚人類。
  • 探訪萬米海底的深潛器,讓我們從力學角度了解一下!
    截至2020年之前,人類已經成功載人登月6次,這一飛行距離足足有38400萬米;而載人深潛器成功抵達海洋深處1萬米——馬裡亞納海溝的次數卻也不過是4次而已,由此可見下海難度之高。深海探測之所以比深空探測要困難得多,主要是由於海洋深處存在著普通結構難以承受的巨大壓力,同時在萬米深的海水中實現與海面的流暢通信也非常困難。
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    為什麼說「奮鬥者號」完成 10909 米的挑戰意義非凡,這是人類第三次下潛到如此深度,也創造了中國載人深潛的新紀錄。第一次是1960年由瑞士人雅克·皮卡德設計建造的裡雅斯特號,乘員2人,達到深度很快就上來了,停留約約20分鐘。
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    海底11000米有多恐怖?很多人會有深海恐懼症,因為深海確實非常恐怖。我們知道,在陸地表面有大氣壓的存在,海底也有壓強,而深海11000米處的壓強非常強,足以把人類壓扁。水的壓強公式是P=pgh,其中P是壓強,p是液體密度,g為重力加速度,h為高度。
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