挺进地球最深海洋“无人区” 国产载人潜水器跋涉万米深海

　　世界海洋日到来之际，中国深渊科考正在开启全球合作新篇章。

　　“全球深渊探索计划”已于日前正式获得联合国“海洋十年”执行委员会批准，这是由中国科学院深海科学与工程研究所牵头的国际大科学计划。中国科学家将携手新西兰、丹麦、德国等10余国的科研人员，共同挺进地球最深海洋“无人区”。

　　深渊指海洋中深度大于6000米的海沟或断裂带区域。那里压力大、温度低、黑暗无光、地震密集，是地球上的神秘之处。对深渊的探索，对于回答“生命从哪里来?往哪里去?”及人类面临的发展问题等至关重要。

　　从中国自主设计、自主集成的首台7000米级大深度载人潜水器“蛟龙”号，到国际上唯一的强作业能力万米载人潜水器“奋斗者”号，过去的10余年间，中国的载人深潜事业已经实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。

　　闯深海

　　载人潜水器有啥绝技

　　作为人类潜向深海的交通工具，载人潜水器需要应对无光、高压、低温等多重考验。从“蛟龙”号7000米级载人潜水器入海，到国产化率达到95%的“深海勇士”号4500米级载人潜水器的成功研发，再到“奋斗者”号全海深载人潜水器实现极限深潜……向万米深海逐步“跳跃”，载人潜水器可谓“身怀绝技”。

　　中国科学院深海科学与工程研究所高级工程师王硕表示，和无人型潜水器相比，载人潜水器最大的特点在于拥有一套生命支持系统。以“奋斗者”号为例，研制耐高压的载人球舱是一大技术难点。经过反复试验，科学家们选择了强度与韧性均衡、相对轻、耐腐蚀的新型钛合金材料，最终制成能够应对深海巨大水压、搭载3名潜航员的载人球舱。

　　“奋斗者”号如何实现“沉下去”“浮起来”?除了应用固体浮力材料，“奋斗者”号上还装配有两组压载铁。通过携带与抛载，“奋斗者”号可以控制自身所受浮力与重力的关系，实现无动力的下潜与上浮。除此之外，载人潜水器还有自己的“鱼鳔”——浮力调节系统。在海底作业时，通过海水泵进行小范围的浮力调节，使潜水器能够轻松完成一定深度范围内的航行。科学家们设计的神经网络优化算法，让“奋斗者”号能够在海底复杂地形巡航、定点航行以及悬停定位，其水平面和垂直面航行控制性能指标均达到国际先进水平。

　　不仅如此，在海底，“奋斗者”号还“看得清”“可通话”。“奋斗者”号装有视频灯光系统，能照亮周围十几米的海底景象，并实时记录、存储影像;兼具定时和实时信息交互功能的水声通信系统，每100秒会与科考母船交流数据信息，可以随时发送语音，实现海底通话。探遗址“深海勇士”号显身手

　　今年下半年，“深海勇士”号载人潜水器预计将搭乘“探索”系列科考船在南海开展深海考古等工作。此前，“深海勇士”号已在南海西北陆坡一号、二号沉船遗址考古调查中“立功”。依托“深海勇士”号，历经3个阶段的深海考古调查已确认一号沉船遗物数量超10万件，共提取文物900余件套。

　　中国科学院深海科学与工程研究所研究员陈传绪表示，茫茫大海，如何确定沉船与文物的位置?尽管“靠运气”偶有所得，但主要还是通过文献资料确定大致范围后，利用无人型潜水器进行扫测，最后由“深海勇士”号等载人潜水器大展身手，进行调查与文物提取工作。

　　以一个8小时的潜次为例，其中要进行遗址调查与文物提取。下潜之前，潜航员会就提取文物的数量、潜次调查范围等同考古专家团队沟通，确定方案。下潜后，“深海勇士”号通过长基线定位系统导航，确保向既定位置移动。此外，三维激光扫描仪和高清相机也有用武之地，实时记录沉船遗址的全景图与文物的相应位置，避免文物提取后遗失相关位置信息。3个玻璃观察窗，便于考古人员进行现场记录。

　　“深海勇士”号在深海进行考古，离不开灵巧的“手”：经过改造的柔性材料机械手抗高压、自由度高，关节能够灵活运动，最远端的负载能力达到65公斤，可在不损害文物表面纹饰的前提下，将文物采集到潜水器中。未来，应用人工智能也将助力海底文物的识别、统计与提取，提高深海考古效率。入深渊“奋斗者”号作“捕手”

　　在由中国科学院牵头的“全球深渊深潜探索计划”支持下，科学家围绕深渊的生命起源、地质演化等重大科学问题，对全球主要海沟深渊进行载人深潜科考，创造了多项世界载人深潜作业纪录，取得一系列原创性科学发现。

　　中国科学院深海科学与工程研究所深海生物学研究室主任、研究员张海滨称，深渊，是指水深超过6000米的深海区域，具有超高静水压力、黑暗、低温、营养来源匮乏等特点，是地球上最极端的海洋环境。而深渊钩虾却自得其乐，呈现出显著的优势种群特征，生物量占主导地位。深渊生态系统中，深渊钩虾有着双重角色：既是分解者——以海洋动物尸体等腐殖质为主要食物来源，又是能量传递者——是深渊狮子鱼等掠食者的主要猎物。对深渊钩虾这一物种开展研究，能为深入理解生命如何适应深渊环境提供新的见解。

　　要研究深渊钩虾，先要“抓”。一种抓法，是用携有笼状或桶状诱捕装置的深渊着陆器，在海底放置十几个小时来获得大量深渊钩虾样本;另一种抓法，是“奋斗者”号作“捕手”，用机械手布放诱捕装置，虽然采集数量相对较少，但用时更短。

　　同文物一样，生物样本的提取与保存也有一定要求。网笼、亚克力桶、采水瓶……装置不断升级，采集的深渊钩虾质量也不断提升。未来，我们会制造深渊动物保真采集和培养装置，在保温保压的前提下，将生物活体从海底转移到实验室，更好地助力深渊生物研究。研究获得的深渊钩虾基因组是全球已发表的“最深”的动物基因组，为探究深渊生态系统提供了宝贵的数据资源。探深渊全球携手计划启动实施

　　2014年，中国科学院启动“深渊科学与技术研究计划”;2022年，中国科学院“全球深渊深潜探索计划”启动实施……截至目前，中国已携手来自10个国家共145名科学家通过214潜次到达了马里亚纳海沟、克马德克海沟、普伊斯哥海沟等全球9条深渊深处。

　　今年3月，中国-新西兰普伊斯哥海沟载人深潜联合科考取得圆满成功。这次科考由中国与新西兰科学家共同设计，8个国家68名科考队员共同实施。

　　在极恶劣海况下完成32个潜次任务，首次实现人类下潜至普伊斯哥海沟最深处，创造了75小时5潜次的中国载人深潜新纪录……“奋斗者”号的出色表现、中国科学家的专业素养，令多国科学家赞叹;航次采集样品和数据由参航科学家共享，彰显深化国际合作的满满诚意。

　　而“全球深渊探索计划”的启动实施，将进一步引领国际深渊科学由孤立性研究向系统性研究转变，共同推动国际深渊学科发展。

　　据介绍，这一计划将聚焦深渊极端环境生命地质多尺度过程，围绕深渊生命分布格局与生命演化、板块俯冲与地质构造演化、深部与海底物质能量交换、深渊碳循环与全球变化，以及人类活动影响下的深渊环境变化开展多学科、多海沟、跨国界的深潜科学研究。

　　(综合新华社、人民日报报道)

原标题：挺进地球最深海洋“无人区” 国产载人潜水器跋涉万米深海

值班主任：高原