中科院在「奮鬥者」號研製和海試中發揮核心關鍵作用

2020-12-11 中國科學院

  11月28日,「奮鬥者」號全海深載人潛水器圓滿完成萬米深潛海試任務,返回三亞。

  「奮鬥者」號全海深載人潛水器是「十三五」國家重點研發計劃「深海關鍵技術與裝備」重點專項的核心研製任務。2020年10月10日,「奮鬥者」號從海南省三亞市崖州灣南山港碼頭啟航,前往西太平洋馬裡亞納海溝海域實施萬米深潛試驗任務。10月27日下潛首次突破萬米,並於11月10日創造了10909米的中國載人深潛新紀錄。11月13日,完成了世界上首次載人潛水器與著陸器在萬米海底的聯合作業,向全社會進行了視頻直播。

  中國科學院所屬10餘家單位全面參與了「奮鬥者」號研製和海試工作,是研製任務的核心單位,海試任務的牽頭組織單位,「奮鬥者」號的業主單位。

  中科院是「奮鬥者」號研製任務的攻堅隊。作為人類歷史上第4艘全海深載人潛水器,為實現萬米海底作業目標,「奮鬥者」號在研製建造及海試電視直播過程中突破了一系列關鍵核心技術。中科院金屬研究所、理化技術研究所、聲學研究所、瀋陽自動化研究所、力學研究所等單位,與中國船舶集團第七〇二研究所等單位密切配合、集智攻關,順利完成了鈦合金載人艙、固體浮力材料、高速數字水聲通信系統、自動控制系統、機械手等關鍵技術攻關工作,為「奮鬥者」號總裝集成提供了核心技術支撐,為實現「奮鬥者」號關鍵技術國產化目標做出了突出貢獻。中科院深海科學與工程研究所、西安光學精密機械研究所、長春光學精密機械與物理研究所、中國科學技術大學、上海矽酸鹽研究所等單位聯合中央廣播電視總臺等單位,突破了全海深微光超高清相機、超高清視頻實時低損耗壓縮算法、透明保護罩和陶瓷耐壓罐材料等關鍵技術,自主研製了「滄海」號著陸器和全海深視頻直播系統,為萬米載人深潛的電視直播提供了技術支撐。

  中科院是「奮鬥者」號海試任務的主力軍。全海深載人潛水器海試是一項複雜的系統工程,是全面驗證「奮鬥者」號研製成功的關鍵步驟。在科技部、中科院和海南省的共同支持下,中科院深海所團結、協調多方力量和資源,牽頭組織開展並圓滿完成「奮鬥者」號海試任務。一是聯合四川航空工業川西機器有限責任公司等單位,建成了用於載人球殼耐壓測試的容積與工作壓力技術指標最高的超大型深海超高壓模擬試驗裝置;二是聯合中國船舶集團等單位,建成完備的「奮鬥者」號海試支持母船「探索一號」和保障母船「探索二號」萬米海試水面支持保障條件;三是組建了專業化的載人深潛運維團隊,積累了豐富的載人深潛作業經驗以及馬裡亞納海溝海鬥深淵區海洋環境數據;四是建立了安全高效的海試領導、組織、實施體系,形成了「只問崗位、不問單位」的跨系統、跨單位、跨部門團結協作的文化氛圍;五是不斷創新工作思路和機制,逐漸探索了「深海科學-工程技術-海上作業」交叉融合、協同發展的組織模式,構建了「小核心、大網絡」的深淵科技研發體系。2020年7月起,按照「由淺入深、循序漸進」原則,「奮鬥者」號先後在南海、西太平洋馬裡亞納海溝海域分階段進行了海試驗證,順利通過了現場驗收,累計完成30次下潛,其中8次突破萬米,標誌著我國在大深度載人深潛領域達到世界領先水平。

  中科院是「奮鬥者」號科學探索的引領者。作為「奮鬥者」號的業主單位,中科院深海所負責「奮鬥者」號的後續運維與管理,致力於服務深海深淵科考和重大前沿基礎問題研究。瞄準深海深淵戰略前沿,2012年中科院在海南省三亞市啟動籌建中科院深海所。2017年,為進一步匯聚優勢力量,推動院內外高新技術力量挺進深海,依託深海所籌建了中科院深海技術創新研究院。同時,2014年啟動實施中科院戰略性先導科技專項(B類)「海鬥深淵前沿科技問題研究與攻關」,在突破深淵探測關鍵材料技術、深淵模擬實驗技術和全海深載人/無人潛水器等瓶頸技術的基礎上,研發了深淵探測的全海深無人潛水器、7000米級深海滑翔機、深淵著陸器、高壓模擬試驗裝置等關鍵裝備,組織完成了3個深淵綜合科考航次和2個載人深潛科考航次,成功執行了49次無人裝備萬米深淵探測。2016年6月至8月,中科院深淵科考隊鏖戰深淵海域,全面開啟了我國萬米深淵科考新時代。利用系列深淵航次所獲得的大批萬米深度序列完整的原位探測數據及水體、沉積物和生物樣品,科研人員在深淵生命演化及適應性、深淵環境演變及資源環境效應、深淵構造活動和地質演變等方面獲得了重要科學發現並取得了一系列研究成果,有力推動了我國海鬥深淵科學研究體系的建立。

  從攻克「蛟龍」號三大國際領先技術中的高速水聲通信技術(聲學系統)和自動航行與懸停定位技術(控制系統)兩項,到實現「深海勇士」號常態化運維,再到「奮鬥者」號研製與海試成功,中科院打造了一支深海領域的戰略科技力量,匯聚了以「奮鬥者」號、「深海勇士」號載人潛水器和「海翼」「海鬥」「天涯」「海角」等無人潛水器為代表的深海裝備集群,為開展深海深淵科學探索提供了有力支撐。

  中科院將以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,深入學習貫徹習近平總書記致「奮鬥者」號成功完成萬米海試並勝利返航的賀信精神,堅持「開放共享」原則,研究建立協作共享的管理平臺,形成業務化運行和規範化技術保障模式,充分發揮「奮鬥者」號、「深海勇士」號、「海鬥一號」等深海領域大國重器的效能,持續升級優化深潛科考作業技術及裝備,進一步加強基礎研究,不斷推進國際合作,力爭實現我國深海深淵重大原理性科學突破,為加快建設海洋強國不斷做出新的更大貢獻。

2020年10月10日「奮鬥者」號第二階段海試啟航儀式現場

「奮鬥者」號正在布放入水,準備開展下潛作業

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    「奮鬥者」號載人潛水器是「十三五」國家重點研發計劃「深海關鍵技術與裝備」專項支持的深海重大科技裝備。如今,它探索萬米海底的奧秘,獲取了大量生物、地質等深淵海底樣品,載譽而歸。「奮鬥者」號給人們帶來了怎樣的海底世界?完成萬米深潛紀錄的過程中,攻克了哪些技術難題?
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    」號全海深載人潛水器圓滿完成萬米海試任務,順利返航抵達三亞。  「奮鬥者」號全海深載人潛水器研製是我國「十三五」海洋科技領域的重大攻關任務,於2016年立項啟動。2020年6月,「奮鬥者」號完成總裝集成與水池試驗。2020年7月,「奮鬥者」號開啟第一階段南海海試,先後完成17次下潛。2020年10月10日,「奮鬥者」號啟動第二階段馬裡亞納海溝海試,共計完成13次下潛,其中8次突破萬米。
  • 「奮鬥者」號,了不起(科技自立自強)
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  • 新聞調查丨「奮鬥者」號的萬米深潛之路
    「奮鬥者」號研製和海試成功的背後都有哪些故事?萬米深潛第一步:克服水下強壓12月中旬,中科院深海所的工程實驗室裡,創造中國載人深潛新紀錄的「奮鬥者」號正在這裡接受檢測。 人類想要進入深海,水的壓力是永遠相伴的敵人。在萬米海底,每平方米要承擔11000噸左右的壓力,相當於手指上放一噸重的汽車。
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    「奮鬥者」號研製和海試成功的背後都有哪些故事?萬米深潛第一步:克服水下強壓12月中旬,中科院深海所的工程實驗室裡,創造中國載人深潛新紀錄的「奮鬥者」號正在這裡接受檢測。要想解決載人艙材料難題,研製一種更高強度的新型鈦合金成了唯一出路。2014年,也就是「奮鬥者」號立項的兩年前,中科院實施戰略先導科技專項,位於瀋陽的金屬研究所負責對載人艙材料與製造開展調研論證和預先研究。為了研製「奮鬥者」號的載人艙新材料,不同成分配比的鈦合金曾在中科院金屬所的這間車間裡加工、實驗。
  • ——「奮鬥者」號全海深載人潛水器海試順利返航
    ——「奮鬥者」號全海深載人潛水器海試順利返航本報記者 王祝華「『奮鬥者』回來啦!」「爸爸回來啦!」11月28日上午8時30分,科技日報記者來到三亞崖州灣科技城南山港碼頭,看到來自中科院、中船集團等單位參研參試人員家屬、科研院所工作人員以及小學生們,已經早早在碼頭整齊地排好隊列,準備了標語和鮮花,歡迎「奮鬥者」號全海深載人潛水器海試順利返航。
  • 習近平致信祝賀「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並...
    新華社三亞11月28日電 「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並於28日勝利返航。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平發來賀信,致以熱烈的祝賀,向所有致力於深海裝備研發、深淵科學研究的科研工作者致以誠摯的問候。
  • 「奮鬥者」號憑啥這麼牛?
    「在萬米海深的極端壓力條件下,按照『奮鬥者』號載人艙的目標尺寸(容納3人)和厚度要求,這種材料在強度、韌性等指標上都已不能達標。」中國科學院金屬研究所研究員、全海深載人潛水器載人艙項目負責人楊銳說。向著未知出發,2014年中科院金屬研究所開始針對載人艙材料與製造等關鍵技術展開調研論證和預先研究。
  • 深潛海底10909 「奮鬥者」號創中國紀錄的科技力
    他告訴記者,相較於前兩代——「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,這個系統由中國科學院聲學研究所牽頭研製。在11月16日的下潛作業中,藉助組合導航系統和聲吶設備,「奮鬥者」號潛航員僅用了半個小時便成功取回了此前布放在萬米海底的3個水下取樣器,實現了「海底撈針」,並通過水聲通信機將取樣畫面回傳至母船。
  • 「奮鬥者」號載人潛水器的背後,只有崗位沒有單位,這是一種怎樣的...
    僅「奮鬥者」號在南海和馬裡亞納海溝的海試階段,中科院深海所就組織了14家單位、250人次參加。在這背後,是「只有崗位沒有單位」的科研文化。 同時,深淵科考積累了豐富的萬米海試作業經驗以及馬裡亞納海溝海鬥深淵區的海洋環境數據,也掌握了部分深淵區的精細地形數據,為「奮鬥者」號的下潛試驗創造了良好的前期條件。
  • 「奮鬥者」號潛水器載人艙球殼「鈦」厲害
    11月28日,「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並勝利返航。中國科學院金屬研究所鈦合金團隊採用自主發明的Ti62A鈦合金新材料,為「奮鬥者」號建造了世界最大、搭載人數最多的潛水器載人艙球殼。載人艙是全海深載人潛水器的核心關鍵部件,是人類進入萬米深海的硬體保障和安全屏障,標誌一個國家載人潛水器的技術水平。此前世界上最先進的全海深潛水器是美國2019年5月完成萬米下潛的「極限因子」,其載人艙可搭載2人。
  • 「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並勝利返航
    11月28日上午8時30分許,隨著一陣汽笛聲響,在馬裡亞納海溝結束科考任務的「探索一號」科考船在三亞南山港碼頭靠泊下錨,成功實現10909米坐底紀錄的「奮鬥者」號也隨船勝利返航。圖為奮鬥者號接船儀式現場。中科院科學傳播局供圖「奮鬥者」號勝利返航。
  • 完成萬米海試後 「奮鬥者」號載人潛水器迎來「全身體檢」
    在完成馬裡亞納海溝萬米海試之後,中國萬米載人潛水器「奮鬥者」號回到三亞中科院深海所進行拆檢。這也是它萬米歸來的第一次「全身體檢」。中國船舶集團第七〇二研究所 「奮鬥者」號載人潛水器總建造師 劉帥:回來之後,我們對潛水器進行了拆裝,拆得也比較徹底,像浮力塊、載人球艙這些都拆掉了,目的是把框架和載人艙都露出來,方便我們做進一步地檢驗。在三亞中科院深海所的實驗室裡,潛水器用4天時間進行徹底拆解。「拆」是第一步,「檢」更加關鍵。
  • 他們是挑戰「地球第四極」的最牛奮鬥者
    此次海試,中科院瀋陽自動化所派出了趙洋、趙兵、孟兆旭和趙詩雨4位科研人員,組隊參與海試。「奮鬥者」號副總設計師、潛水器控制系統負責人、中科院瀋陽自動化研究所海試團隊領隊趙洋作為試航員,執行了此次創紀錄的萬米深潛任務。因為害怕家人擔心,關於海試所執行的具體任務,他們也是在圓滿完成後,才敢對家人提起。  萬米海溝敢不敢下?
  • 「奮鬥者」號坐底10909米 創造中國載人深潛新紀錄
    11月19日10時09分,由我國自主研製的「大國重器」——「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功坐底馬裡亞納海溝。這是繼11月10日、13日、16日三次萬米級海試後,「奮鬥者」號再探萬米洋底。之後,在11月13日海試任務中,「奮鬥者」號載人潛水器和「滄海」號深海著陸器聯合作業,實現萬米水下全球首次高清視頻信號直播和傳輸;11月16日,「奮鬥者」號僅用半小時左右的時間就找回了此前布放在海底的3個取樣器,作業難度堪比「大海撈針」。這項操作對深海科考特別是未來實現深海科研的原位培養、長期監測等意義重大。
  • 「奮鬥者」號載人潛水器成功坐底馬裡亞納海溝——「萬米的海底,妙...
    為了承受萬米海壓,做成又大又輕又堅固的載人艙至關重要。國產新型鈦合金材料就是解決這一問題的關鍵。經過多年的不斷優化和上千次的測試,中國自主研製的新型鈦合金終於問世。強度高、韌性好,可以容納最多3名乘客安全地在海底進行科考任務。現在,「奮鬥者」號終於可以頂住巨大的海底壓力,安全載人潛入萬米深海。為什麼要越潛越深?
  • 載人深潛「奮鬥者」號成功坐底「挑戰者深淵」創深度紀錄
    的確,作為中國大洋科考的超級明星,「蛟龍號」從1000米級海試到3000米級、5000米級和7000米級海試,歷時約3年,期間,每一次出海接受新的深度考驗都是中國深藍科技的重大新聞事件,吸引了公眾的目光。對劍指「全海深」的萬米級深潛器「奮鬥者」號首次海試的消息,人們關注的熱情無疑更高,而有了此前觀察「蛟龍號」海試的既往經驗做參照和對比,人們對「奮鬥者」號此次海試的表現有了更深一層認識。
  • 習近平致「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並勝利...
    新華社北京11月28日電習近平致「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並勝利返航的賀信值此「奮鬥者」號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並勝利返航之際,謹向你們致以熱烈的祝賀!向所有致力於深海裝備研發、深淵科學研究的科研工作者致以誠摯的問候!