下潛到7000多米深海的蛟龍號是怎么工作的？ 自己每分鐘向母船“報告”

深海是人類在地球上為數不多的未知區域之一。位于太平洋西部馬里亞納群島以東的馬里亞納海溝，是人類目前探知的地球最低點——海下11034米。蛟龍號目前已經下潛到了7000多米的深海。

18日，來渝參加重慶科技館“科技·人文大講壇”的中科院聲學研究所高級工程師劉燁瑤接受記者專訪時表示，蛟龍號的高速數字水聲通信，是全球首次在作業型載人潛水器上應用，這一系統讓蛟龍號“自己”每分鐘向母船匯報狀態。

蛟龍號每分鐘下潛30米-40米

位于大洋最深處的馬里亞納海溝，高壓、漆黑和冰冷。在這里，蛟龍號完成了7000米級的海上試驗。按照官方通報的數據，蛟龍號目前已經下潛到7000多米的深海。劉燁瑤說，每下潛10米就相當于1個大氣壓，“7000米就相當于700個大氣壓。”

宇航員需要有宇航服，在蛟龍號里下潛，需要穿特制的服裝嗎？劉燁瑤說，“在蛟龍號里，就和我們平常一樣，但在下潛時，會讓大家穿上長袖。”

“當下潛到2000米以下時，海水溫度會在4℃左右，“雖然蛟龍號能幫我們抗壓，但它導熱性能很好，如果穿短袖會很冷。而在蛟龍號沒有下潛時，里面的溫度在35℃，加上80%-90%的濕度，就好像蒸桑拿。”

劉燁瑤介紹，這艘重達22噸的“大家伙”，下潛速度為每分鐘30米-40米，工作人員跟著它一路下潛到深海。

聲吶是“眼睛”，剎車由人控制

不要以為，下潛過程中，工作人員只是看風景，那是偶爾才可以享受的閑趣。下潛中，他們要集中精力測試蛟龍號設備的參數變化。有些試驗要持續12個小時左右，其中在海底作業時間長達五六個小時。

劉燁瑤說，當下潛到海底時，就算光線充足，能見度也只有十幾米。蛟龍號眼睛的功能由聲吶來實現。劉烯瑤說，蛟龍號在深海里，能“看路”、能“說話”都和聲學技術相關。“利用聲學來進行通信、定位和地形探測。其‘眼睛’功能，要依靠兩個系統，一個是避碰聲吶，一個是成像聲吶。避碰聲吶觀測各個方向是否有障礙物；而成像聲吶則是看正前方障礙物有多大。依靠點和面的結合，駕駛員讓蛟龍號以可控的速度緩行到障礙物旁邊，等肉眼看清后，再來判斷是不是需要‘剎車’。”

蛟龍號探測海底的微型地貌也要使用聲吶，“這就是測深側掃聲吶，能夠精細到分米級，完成高精度的測繪。”

每分鐘向母船自動匯報一次信息

除了“眼睛”，蛟龍號還有“耳朵”和“嘴”，即高速水聲通信。依靠這個技術，蛟龍號每分鐘向母船匯報一次自己的情況，“水聲通信系統自動把信息傳給母船，不用我們工作人員。”

劉燁瑤稱，蛟龍號是首個使用高速數字水聲通信的載人潛水器，而且是實現了雙方向語音通信和數據通信。“而國外的技術，則需要人看了相關參數后，再用語音匯報。”劉燁瑤說，蛟龍號的高速數字水聲通信系統，能夠讓潛航員、專家、學者全身心地投入到科研當中。

重慶晨報·上游新聞記者 羅薛梅 實習生 張未

對話

身體健康就可以隨“船”下潛

重慶晨報：跟隨潛水器下潛對工作人員身體有什么要求？

劉燁瑤：身體健康就可以。我們的女性工作人員、記者、科學家都跟隨下潛器下潛過，曾經還有8旬院士下潛過。

重慶晨報：你第一次下潛時是怎樣的心情？

劉燁瑤：還未下潛時很激動。下潛后就進入了工作狀態，主要是調試設備。

重慶晨報：你在深海勇士號聲學系統中擔任載人潛水器主任設計師，深海勇士有哪些創新？

劉燁瑤：深海勇士國產化率達到95%，其船載水聲通信系統也是一個創舉。為避免噪聲影響，蛟龍號的水聲通信系統是通過幾百米的電纜把其拖在后面，就像母船的一條長行尾巴。而深海勇士則開發了一套新的船載水聲通信系統放在了母船“肚子”下面，能快捷、高效地進行水聲通信。

重慶晨報：深海生物和我們平時看到的有什么不同嗎？

劉燁瑤：在3000米海底看到的海參就和大家吃的不一樣。那里的海參很大很粗，直徑約有10厘米，長約20-30厘米，還有粉色的、紫色的。那里的海綿也像花一樣，但它卻是動物。

蛟龍號最大下潛7020米

蛟龍號載人潛水器是一艘由中國自行設計、自主集成研制的載人潛水器，也是863計劃中的一個重大研究專項。2010年5月至7月，蛟龍號載人潛水器在中國南海中進行了多次下潛任務，最大下潛深度達到了7020米。

2002年中國科技部將深海載人潛水器研制列為國家高技術研究發展計劃(863計劃)重大專項，啟動“蛟龍號”載人深潛器的自行設計、自主集成研制工作。2009年至2012年，接連取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。

2012年6月，在馬里亞納海溝創造了下潛7062米的中國載人深潛紀錄，也是世界同類作業型潛水器最大下潛深度紀錄。

2014年12月18日，首次赴印度洋下潛。

2015年1月14日，在西南印度洋龍旂熱液區執行印度洋科考首航段的最后一次下潛，這也是其在這個航段的第9次下潛。3月17日，搭乘“向陽紅09”船停靠國家深海基地碼頭，正式安家青島。

2016年5月22日，成功完成在雅浦海溝的最后一次科學應用下潛，最大下潛深度達6579米。

2017年3月4日和7日，“蛟龍號”載人潛水器分別在西北印度洋臥蠶1號熱液區和大糦熱液區進行了中國大洋38航次第一航段的第3次下潛和第4次下潛。這兩次下潛都在調查區域發現了熱液噴口并獲取了硫化物樣品。5月23日，“蛟龍”號完成在世界最深處下潛，潛航員在水下停留近9小時，海底作業時間3小時11分鐘，最大下潛深度4811米。

2018年5月8日，國家深海基地管理中心相關負責人透露，“蛟龍”號載人潛水器計劃于2020年6月至2021年6月執行環球航次。

截至2018年11月，蛟龍號已成功下潛158次。

人物檔案

劉燁瑤

中國科學院聲學研究所高級工程師。2006年至今一直從事載人潛水器聲學系統相關工作，包括蛟龍號、深海勇士號載人潛水器聲學系統研制和海試項目。參與蛟龍號聲學系統研制和海試。擔任深海勇士號載人潛水器主任設計師，主要承擔多種聲學設備的國產化研制和船載水聲通信系統研制的整體設計。作為“深海勇士號載人潛水器聲學系統海上試驗”課題負責人參與海試，承擔多次下潛工作。

來源: 重慶晨報

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