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蛟龙号从设计开始到海试,包括船队在内,目前总费用将近5亿元人民币
2012年,蛟龙号潜水器在第49次下潜中,首次突破7000米,到达7020米深度。三天后的6月27日,“蛟龙”再次成功下潜到7062米深度。
7000米的数字,代表着中国具备了在全球99.8%以上的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。
在达到了设计深度后,“蛟龙”又将执行何种新任务呢?“蛟龙”总设计师,中国船舶科学研究中心副总工程师、研究员徐芑南日前接受了《瞭望东方周刊》的专访。
他说,2013年起,“蛟龙”将转入应用阶段。而这艘备受瞩目的探测器,预计在短期内将停止冲击新纪录。
海试阶段,“蛟龙”在技术上取得了诸多突破,也经历了不少故事。而2013年的南海行之前,“蛟龙”还要做很多准备工作。
四项准备势在必行
徐芑南告诉《瞭望东方周刊》,蛟龙号已经完成了7000米的既定目标,下一步就要进入应用阶段,“我们在对蛟龙号通过7000米海试最后验收后,将为2013年南海的下潜科研做准备。”
“蛟龙”此前在南海进行过1000米、3000米海试。2013年的南海之行,将执行“南海深海过程演变”项目的深海探测任务。
作为中国海洋领域第一个大型基础研究计划,这一重大研究计划于2010年7月正式立项,项目研究计划预计执行期为8年,即2011年至2018年。
根据“南海深海过程演变”项目相关负责人2011年向本刊介绍,“蛟龙”有望在2012年3月至5月赴南海参与该项目,任务之一就是获取可燃冰。
据本刊记者了解,出于平稳过渡的需要,上级要求“蛟龙”在2012年暂不赴形势复杂的南海参与该项目。
徐芑南说,除赴南海之外,比较重要的是在接下来的时间里,从四个方面逐步完善和提高蛟龙号的应用能力。
首先是建造新的工作母船。搭载“蛟龙”海试的“向阳红09”系临时改装而成,且船龄早已超过30年,只能基本满足试验母船的要求。由于“蛟龙”的深海探测将日常化,“向阳红09”先天不足十分明显。
其次,就是选拔新的潜航员。目前潜航员的选拔工作由国家海洋局负责。在首批潜航员选拔中,曾有16人通过初选,最终有两人驾驶“蛟龙”进行了海试。
“第一批报名的范围太窄了,报名的都是我们自己的技术人员,不少人在身体状况、心理素质方面不能达标。在其他考试中,很多人都不及格。”徐芑南说,“这次报名情况肯定就不一样了,大家对蛟龙号都了解,报名的人肯定会更多。”
参考美国潜航员选拔条件,“蛟龙”第一批潜航员要求年龄不得超过35岁。此外,还要求机械、电子、海洋船舶等专业大学以上的学历,身体条件需达到入伍条件,即海军入伍条件。“心理素质过硬,这是很关键的一条。”徐芑南特别强调,“海底很多事情要处理。” 需要3年的培训和考核。
再者,是针对蛟龙号南海的应用,做好相应的准备。“蛟龙号要应用了,备品、备件要准备好。”徐芑南说。
在作业系统中,“蛟龙”有两个机械手和一个采样篮,以及各式各样的工具。此外还要根据具体科研项目携带必要工具。比如说要测量热泉,需携带温度测量器。“蛟龙”有效负荷要超过220公斤,电源、信号源、仪表,包括各种接口,以及其他可能用到的工具。
第四就是应用机制。此前“蛟龙”一直存放在中国船舶重工集团公司第702研究所。目前国家已经批准,在青岛建设“国家深海基地”,专门负责管理潜水器。
徐芑南告诉本刊,在科技部“十二五”重大专项里,还要建造一个4500米规格的载人潜水器,建成之后,将和“蛟龙”在大洋深处并肩作战。“现在正在做4500米载人潜水器的几个关键技术项目,首先要在关键技术上取得突破。”
“新的载人潜水器还没有命名,长宽高到最后才能确定。我们的技术水平越高,同样的工作能力,潜水器就越轻越小,不是说越大越好,同样的能力,越小越好。”
安全第一的蛟龙号
“蛟龙号预计寿命30年,下潜4000次。”徐芑南对本刊说,“随着技术的改进和部件的更换,使用寿命肯定会大大延长,下潜次数也不会仅限于此。”
“蛟龙号的安全系数是1.5倍。从强度角度来说,潜水器可以下潜到1万多米而不变形,但是为了绝对安全,在实际下潜中限定为7000米。”徐芑南说,“我们蛟龙号的特色,第一条就是,具有当前同类作业型载人潜水器的最大载人深度,作业覆盖范围达到海底99%的面积。别国6000米和6500米有的能力,蛟龙号7000米全有。”
徐芑南介绍,在“蛟龙”的技术优势中,最重要的是保障下潜人员的人身安全。“蛟龙号具有国外潜水器目前所有的应急安全保障能力,这也是蛟龙号设计的理念。要做到“下得去,能干活;上得来,保安全”。
“确保能浮出海面是保安全的最为关键的一点,我们有六套硬件抛载装置,来保证在不同场合下出现故障的时候,使得潜水器有足够的浮力浮上水面。”徐芑南说。
第一套是压载抛载系统,可以抛掉1.3吨的重量;第二套是可以抛掉1吨多重的蓄电池;第三,潜水器整个重心系统是通过水银来调节的,遇到特殊情况,可以抛掉480公斤的水银;第四,机械手被水生植物缠绕不能脱困时,可以选择“断臂”。另外,如果采样篮被挂住,可以通过爆破抛掉采样篮。
最后,蛟龙号背部还有一套应急的上浮装置,9000米长的浮标缆可以弹射到海面。
除了赴南海执行深海探测任务,“蛟龙”还将逐步承担东太平洋锰结核、印度洋热液硫化物两个合同矿区的选矿调查任务。其中,东太平洋5300米多金属结核矿专属勘察权的合同于1991年获得,矿区面积达7.5万平方公里,相当于渤海的面积。西南印度洋1万平方公里的金属硫化物资源矿区专属勘察权,则是在2011年“蛟龙”5000米海试期间,国际海底管理局批准给中国的。
2012年7月27日,中国大洋协向国际海底管理局提出我国在西太平洋的富钴结壳矿区申请,该申请已被接纳。2013年国际海底管理局第19届会议将审议并决定是否核准该申请,如若通过,我国将拥有三个国际海底矿产资源合同区,“这些合同区的选矿、详细调查工作,将是蛟龙号的用武之地”。徐芑南对《瞭望东方周刊》说。 蛟龙号项目资金由科技部和国家海洋局负责,从设计开始到海试,包括船队在内,目前总费用将近5亿元人民币,“工作母船一天的油费就要20万元”。在5000米和7000米海试过程中,还专门由“海洋六号”做警戒船。在中国自己的海区海试时,则由海监船和水文船负责蛟龙号科考船队的安全。
大洋深处的发现
“我们一般资料讲光线能达到600米深,下潜人员称,在马里亚纳海沟,上浮到200米时才有光线,在南海海试时,下潜到100米深就没光了。”徐芑南说,“5000米以下海水温度很低,不到2摄氏度,在水下7000米的地方,也就1.5摄氏度到1.7摄氏度。”
深海实验中潜水器要承受巨大的水压。“7000米的水下承受的压力,相当于指甲盖大小的面积,要托起700公斤的力。”
在马里亚纳海沟南端的7000米海试中,往东北方向航行过程中可以看到很多水生生物。往西北方向去,则荒凉一片,两地不超过2海里。“6次下潜,5次坐底,有2次看到生机盎然,有鱼有虾;但有2个地方像月球表面一样荒凉。”
从1000米到7000米,每个阶段的海试中都发现了海参,颜色由深到浅,最后变成无色。“1000米时海参是黑色的,长达8厘米,3000米海深发现的海参则成暗红色,个头比1000米地方的稍大,5000米地方的海参呈现出透明状,7000米深处发现的海参更透明,抓上来后经测量,长达15厘米。”
在3000米深处的南海发现了红颜色的虾,而在7000米深的马里亚纳海沟发现了白色的虾。在5000米深海矿区,首次清晰分辨出以前难以确定的鼠尾鱼;在更深处的7000米,发现了狮子鱼,以及海百合、伞花海鳃和巨型单细胞原生动物标本。这说明在7000米海底,生物非常丰富。
在重要的矿物质探测方面,于5000米海试中采集到了深海锰结核,7000米海试中采集到了由多种元素构成的矿物结合体。这些生物及地矿标本目前都放在位于青岛的国家海洋局第一海洋研究所,进行分析。
2012年6月24日,“蛟龙”首次突破7000米。中午前后,它在7020米的海底,通过水声语音通信系统,和中央电视台视频信号转接,与“天宫一号”完成“海天对话”。
“有很多人,包括国外朋友问这是不是刻意安排的。其实,这不是刻意安排的,蛟龙号下潜是有计划的,要看气象和海况。6月份马里亚纳海沟南端台风很频繁,这个时间由不得我们,对我们来说,早一天、晚一天都很正常。”徐芑南解释。
徐芑南进一步介绍,“天宫一号”设有厕所,但是潜水器没有。“蛟龙”下潜时,潜水员会携带高能量的巧克力、牛肉干、苹果和矿泉水,但很少喝矿泉水,大都吃苹果。“下潜之前,潜水员在饮食上都要进行合理调节,在水下只能小便,潜水仓备有小便壶;大便只能使用携带的方便袋,水下时间不是太长,很少出现这方面问题。”
“蛟龙”1000米海试是在海南岛南边、西沙群岛西边的西沙海槽,3000米海试地点位于东沙群岛南边、西沙群岛的东北边,是南海深海床部位;5000米海试则是到夏威夷群岛南端的我国具有专属勘察权的锰结核合同矿区。7000米海试则是在马里亚纳海沟“挑战者深渊”的南端,这里属于密克罗尼西亚联邦专属经济区。
为了能够顺利到7000米海试地点下潜,中国外交部提前一年就积极和密克罗尼西亚联邦政府沟通,最终,取得了他们的同意。
2012年6月30日,蛟龙号7000米海试顺利完成。7月3日,“向阳红09”到访密克罗尼西亚联邦政府所在地波纳佩。次日,密克罗尼西亚副总统和政府官员到船上视察, “密克罗尼西亚联邦是20万人的岛国,为了招待我们96名人员,他们提前一个月种植蔬菜准备。蛟龙号的到访,增强了两国间的友谊。”徐芑南对《瞭望东方周刊》说。
2012年,蛟龙号潜水器在第49次下潜中,首次突破7000米,到达7020米深度。三天后的6月27日,“蛟龙”再次成功下潜到7062米深度。
7000米的数字,代表着中国具备了在全球99.8%以上的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。
在达到了设计深度后,“蛟龙”又将执行何种新任务呢?“蛟龙”总设计师,中国船舶科学研究中心副总工程师、研究员徐芑南日前接受了《瞭望东方周刊》的专访。
他说,2013年起,“蛟龙”将转入应用阶段。而这艘备受瞩目的探测器,预计在短期内将停止冲击新纪录。
海试阶段,“蛟龙”在技术上取得了诸多突破,也经历了不少故事。而2013年的南海行之前,“蛟龙”还要做很多准备工作。
四项准备势在必行
徐芑南告诉《瞭望东方周刊》,蛟龙号已经完成了7000米的既定目标,下一步就要进入应用阶段,“我们在对蛟龙号通过7000米海试最后验收后,将为2013年南海的下潜科研做准备。”
“蛟龙”此前在南海进行过1000米、3000米海试。2013年的南海之行,将执行“南海深海过程演变”项目的深海探测任务。
作为中国海洋领域第一个大型基础研究计划,这一重大研究计划于2010年7月正式立项,项目研究计划预计执行期为8年,即2011年至2018年。
根据“南海深海过程演变”项目相关负责人2011年向本刊介绍,“蛟龙”有望在2012年3月至5月赴南海参与该项目,任务之一就是获取可燃冰。
据本刊记者了解,出于平稳过渡的需要,上级要求“蛟龙”在2012年暂不赴形势复杂的南海参与该项目。
徐芑南说,除赴南海之外,比较重要的是在接下来的时间里,从四个方面逐步完善和提高蛟龙号的应用能力。
首先是建造新的工作母船。搭载“蛟龙”海试的“向阳红09”系临时改装而成,且船龄早已超过30年,只能基本满足试验母船的要求。由于“蛟龙”的深海探测将日常化,“向阳红09”先天不足十分明显。
其次,就是选拔新的潜航员。目前潜航员的选拔工作由国家海洋局负责。在首批潜航员选拔中,曾有16人通过初选,最终有两人驾驶“蛟龙”进行了海试。
“第一批报名的范围太窄了,报名的都是我们自己的技术人员,不少人在身体状况、心理素质方面不能达标。在其他考试中,很多人都不及格。”徐芑南说,“这次报名情况肯定就不一样了,大家对蛟龙号都了解,报名的人肯定会更多。”
参考美国潜航员选拔条件,“蛟龙”第一批潜航员要求年龄不得超过35岁。此外,还要求机械、电子、海洋船舶等专业大学以上的学历,身体条件需达到入伍条件,即海军入伍条件。“心理素质过硬,这是很关键的一条。”徐芑南特别强调,“海底很多事情要处理。” 需要3年的培训和考核。
再者,是针对蛟龙号南海的应用,做好相应的准备。“蛟龙号要应用了,备品、备件要准备好。”徐芑南说。
在作业系统中,“蛟龙”有两个机械手和一个采样篮,以及各式各样的工具。此外还要根据具体科研项目携带必要工具。比如说要测量热泉,需携带温度测量器。“蛟龙”有效负荷要超过220公斤,电源、信号源、仪表,包括各种接口,以及其他可能用到的工具。
第四就是应用机制。此前“蛟龙”一直存放在中国船舶重工集团公司第702研究所。目前国家已经批准,在青岛建设“国家深海基地”,专门负责管理潜水器。
徐芑南告诉本刊,在科技部“十二五”重大专项里,还要建造一个4500米规格的载人潜水器,建成之后,将和“蛟龙”在大洋深处并肩作战。“现在正在做4500米载人潜水器的几个关键技术项目,首先要在关键技术上取得突破。”
“新的载人潜水器还没有命名,长宽高到最后才能确定。我们的技术水平越高,同样的工作能力,潜水器就越轻越小,不是说越大越好,同样的能力,越小越好。”
安全第一的蛟龙号
“蛟龙号预计寿命30年,下潜4000次。”徐芑南对本刊说,“随着技术的改进和部件的更换,使用寿命肯定会大大延长,下潜次数也不会仅限于此。”
“蛟龙号的安全系数是1.5倍。从强度角度来说,潜水器可以下潜到1万多米而不变形,但是为了绝对安全,在实际下潜中限定为7000米。”徐芑南说,“我们蛟龙号的特色,第一条就是,具有当前同类作业型载人潜水器的最大载人深度,作业覆盖范围达到海底99%的面积。别国6000米和6500米有的能力,蛟龙号7000米全有。”
徐芑南介绍,在“蛟龙”的技术优势中,最重要的是保障下潜人员的人身安全。“蛟龙号具有国外潜水器目前所有的应急安全保障能力,这也是蛟龙号设计的理念。要做到“下得去,能干活;上得来,保安全”。
“确保能浮出海面是保安全的最为关键的一点,我们有六套硬件抛载装置,来保证在不同场合下出现故障的时候,使得潜水器有足够的浮力浮上水面。”徐芑南说。
第一套是压载抛载系统,可以抛掉1.3吨的重量;第二套是可以抛掉1吨多重的蓄电池;第三,潜水器整个重心系统是通过水银来调节的,遇到特殊情况,可以抛掉480公斤的水银;第四,机械手被水生植物缠绕不能脱困时,可以选择“断臂”。另外,如果采样篮被挂住,可以通过爆破抛掉采样篮。
最后,蛟龙号背部还有一套应急的上浮装置,9000米长的浮标缆可以弹射到海面。
除了赴南海执行深海探测任务,“蛟龙”还将逐步承担东太平洋锰结核、印度洋热液硫化物两个合同矿区的选矿调查任务。其中,东太平洋5300米多金属结核矿专属勘察权的合同于1991年获得,矿区面积达7.5万平方公里,相当于渤海的面积。西南印度洋1万平方公里的金属硫化物资源矿区专属勘察权,则是在2011年“蛟龙”5000米海试期间,国际海底管理局批准给中国的。
2012年7月27日,中国大洋协向国际海底管理局提出我国在西太平洋的富钴结壳矿区申请,该申请已被接纳。2013年国际海底管理局第19届会议将审议并决定是否核准该申请,如若通过,我国将拥有三个国际海底矿产资源合同区,“这些合同区的选矿、详细调查工作,将是蛟龙号的用武之地”。徐芑南对《瞭望东方周刊》说。 蛟龙号项目资金由科技部和国家海洋局负责,从设计开始到海试,包括船队在内,目前总费用将近5亿元人民币,“工作母船一天的油费就要20万元”。在5000米和7000米海试过程中,还专门由“海洋六号”做警戒船。在中国自己的海区海试时,则由海监船和水文船负责蛟龙号科考船队的安全。
大洋深处的发现
“我们一般资料讲光线能达到600米深,下潜人员称,在马里亚纳海沟,上浮到200米时才有光线,在南海海试时,下潜到100米深就没光了。”徐芑南说,“5000米以下海水温度很低,不到2摄氏度,在水下7000米的地方,也就1.5摄氏度到1.7摄氏度。”
深海实验中潜水器要承受巨大的水压。“7000米的水下承受的压力,相当于指甲盖大小的面积,要托起700公斤的力。”
在马里亚纳海沟南端的7000米海试中,往东北方向航行过程中可以看到很多水生生物。往西北方向去,则荒凉一片,两地不超过2海里。“6次下潜,5次坐底,有2次看到生机盎然,有鱼有虾;但有2个地方像月球表面一样荒凉。”
从1000米到7000米,每个阶段的海试中都发现了海参,颜色由深到浅,最后变成无色。“1000米时海参是黑色的,长达8厘米,3000米海深发现的海参则成暗红色,个头比1000米地方的稍大,5000米地方的海参呈现出透明状,7000米深处发现的海参更透明,抓上来后经测量,长达15厘米。”
在3000米深处的南海发现了红颜色的虾,而在7000米深的马里亚纳海沟发现了白色的虾。在5000米深海矿区,首次清晰分辨出以前难以确定的鼠尾鱼;在更深处的7000米,发现了狮子鱼,以及海百合、伞花海鳃和巨型单细胞原生动物标本。这说明在7000米海底,生物非常丰富。
在重要的矿物质探测方面,于5000米海试中采集到了深海锰结核,7000米海试中采集到了由多种元素构成的矿物结合体。这些生物及地矿标本目前都放在位于青岛的国家海洋局第一海洋研究所,进行分析。
2012年6月24日,“蛟龙”首次突破7000米。中午前后,它在7020米的海底,通过水声语音通信系统,和中央电视台视频信号转接,与“天宫一号”完成“海天对话”。
“有很多人,包括国外朋友问这是不是刻意安排的。其实,这不是刻意安排的,蛟龙号下潜是有计划的,要看气象和海况。6月份马里亚纳海沟南端台风很频繁,这个时间由不得我们,对我们来说,早一天、晚一天都很正常。”徐芑南解释。
徐芑南进一步介绍,“天宫一号”设有厕所,但是潜水器没有。“蛟龙”下潜时,潜水员会携带高能量的巧克力、牛肉干、苹果和矿泉水,但很少喝矿泉水,大都吃苹果。“下潜之前,潜水员在饮食上都要进行合理调节,在水下只能小便,潜水仓备有小便壶;大便只能使用携带的方便袋,水下时间不是太长,很少出现这方面问题。”
“蛟龙”1000米海试是在海南岛南边、西沙群岛西边的西沙海槽,3000米海试地点位于东沙群岛南边、西沙群岛的东北边,是南海深海床部位;5000米海试则是到夏威夷群岛南端的我国具有专属勘察权的锰结核合同矿区。7000米海试则是在马里亚纳海沟“挑战者深渊”的南端,这里属于密克罗尼西亚联邦专属经济区。
为了能够顺利到7000米海试地点下潜,中国外交部提前一年就积极和密克罗尼西亚联邦政府沟通,最终,取得了他们的同意。
2012年6月30日,蛟龙号7000米海试顺利完成。7月3日,“向阳红09”到访密克罗尼西亚联邦政府所在地波纳佩。次日,密克罗尼西亚副总统和政府官员到船上视察, “密克罗尼西亚联邦是20万人的岛国,为了招待我们96名人员,他们提前一个月种植蔬菜准备。蛟龙号的到访,增强了两国间的友谊。”徐芑南对《瞭望东方周刊》说。