原標(biāo)題：“奮斗者”號下潛10909米：我們?yōu)槭裁匆錾詈Ｌ剿鳎?/p>

在我們生活的這個藍色星球上有四個極點，南極北極點和最高最低點。其中，馬里亞納海溝就被稱為“地球的第四極”，其深度相當(dāng)于一座珠穆朗瑪峰再加一座華山。

想象一下，如果把地球的所有海水抽干，那么地球就像一顆被啃掉皮的干癟果子，馬里亞納海溝就是地球上被“啃掉”的最深一口。

馬里亞納海溝的底部，黑暗無邊，壓力極大，根本也沒有什么生物可以存活，但這里卻是所有深海探索者心目中的圣地，也是各個海洋大國展示深海探索實力的終極目標(biāo)。

11月10日，我國最新一代載人潛水器“奮斗者”號成功在馬里亞納海溝坐底，最終抵達的深度是10909米。

那么，人類為了潛入海洋最深處，付出了怎樣的努力？我們除了在深潛領(lǐng)域?qū)嵙Α靶慵∪狻钡囊鈭D之外，還可以從深海探索中找到哪些其他價值呢？

這次讓我們一起走近深海吧。

深潛技術(shù)：人類是如何向海底進發(fā)的？

對于出生在內(nèi)陸山區(qū)的我來說，最早對于海洋的想象來自于法國科幻小說家儒勒·凡爾納的《海底兩萬里》?，F(xiàn)在依稀所記下的情節(jié)就是那個博物學(xué)家和他的兩個同伴被鸚鵡螺號潛艇救下的畫面，還有就是船長尼莫告訴他們在海底可以有滿足鸚鵡螺號生存的一切資源，海里也有牧場、礦藏。當(dāng)時這一切新鮮的知識令人神往。

（《海底兩萬里》插畫）

要知道，《海底兩萬里》是一百五十多年前的一部小說，對于當(dāng)時的歐洲人來說，小說中描述的海底世界的見聞和鸚鵡螺號的先進科技都充滿了魔幻色彩。凡爾納在這部小說中融合了當(dāng)時歐洲科學(xué)家對于海洋生物、地理大發(fā)現(xiàn)之后的海洋版圖以及當(dāng)時最先進的電力等科技的元素，也加入了個人非凡的想象。

在對海洋的探索上，東西方世界其實都已經(jīng)很早就開始了，但一直以來主要是西方各國的科學(xué)界主導(dǎo)了深潛技術(shù)的發(fā)明和對海洋的探索。

傳說在公元4世紀(jì)時候，那個試圖征服世界的亞歷山大大帝，曾經(jīng)親自嘗試把自己裝入玻璃罐中潛入海底。而在1637年宋應(yīng)星所著的《天工開物》中，記載了我國南海地區(qū)早就流行不穿戴特殊裝備就可以潛水采集海珠。

最早的潛水服來自于16世紀(jì)那個非凡的藝術(shù)和發(fā)明天才達芬奇，為了讓士兵能從水下攻擊船只，他發(fā)明了一種用皮革制成的潛水衣，甚至還為這個發(fā)明繪制了草圖。后來，在1531年時候，這套潛水衣被人做了出來，在羅馬皇帝卡里古拉的游船上供人們用來潛水。這成為最早使用潛水服的記錄。

（左：達芬奇發(fā)明的草圖；右：哈雷發(fā)明的原型圖）

現(xiàn)代意義上的潛水鐘是在1691年由天文學(xué)家哈雷發(fā)明的，已經(jīng)頗有潛水艇和潛水服的雛形，但是并不實用，直到1715年，約翰·萊斯布里奇改進了這套衣服，并把它完全密封在氧氣里。這套裝置被用來從沉船中打撈貨物，但也幫助潛水尋找珍珠、海綿和珊瑚。后來，它也被用于水下建筑工程，如橋梁的搭建。

到18世紀(jì)末，潛水服和一個封閉的球形金屬頭盔正被廣泛使用，這套裝備改善了泵的技術(shù)和閥門，使空氣可以正常流動。1865年，第一次開始使用壓縮空氣罐潛水，而不是用空氣軟管拴在水面上。經(jīng)過幾十年的修補后，潛水員通過攜帶自己的壓縮空氣，在水下保持呼吸。

（第一個封閉式水肺）

最后集大成者設(shè)計出現(xiàn)代潛水用的水肺就是雅克·庫斯托，他也是歷史上最著名的潛水員，被稱為現(xiàn)代潛水之父。后來出現(xiàn)了氧氣瓶，這兩者一結(jié)合，就成了我們現(xiàn)在常見的潛水裝置。

潛水服的改進，只是能讓人類下潛到水下30多米的深度。而想要實現(xiàn)真正的深潛，就必須發(fā)明帶有封閉壓力裝置的深潛器。

最早的深潛器是由美國科學(xué)家威廉?畢比和奧蒂斯?巴頓發(fā)明的一個空心潛水球，1930年在百慕大首次嘗試成功下潛到水下183米。第二次成功下潛到了923米。這兩次的成功深潛，真正引起了美國社會的關(guān)注和社會反響。

世界上真正意義的載人深潛器，是在1953年，瑞士人奧古斯特?皮卡德設(shè)計的深海潛艇“的里雅斯特” 號。1960年，經(jīng)過改進的“的里雅斯特號”承載兩個人深潛到馬里亞納海溝的10916米處，停留了20分鐘，一舉打破深潛的最高紀(jì)錄。

（身處“里雅斯特”號的工程師Jacques Piccard、美國海軍上校 Don Walsh）

由于六十年代固體浮力材料的出現(xiàn)，美國的阿爾文號、法國鸚鵡螺號、俄羅斯和平一號和二號、日本深海6500等陸續(xù)制造出來，這些潛水器被稱為是第二代載人潛水器。

（阿爾文號）

值得一提的深潛器“阿爾文號”，可謂是最成功的一艘潛艇，不僅參與過泰坦尼克號的搜索，還在1966年協(xié)助美軍在地中海當(dāng)中找到一顆遺失的氫彈。美國海軍的“海崖”號深潛器使用鈦合金作耐壓殼材料，該潛器下潛深度為6100m。法國1985年研制成的“鸚鵡螺”號潛水器最大下潛深度6000米，累計下潛了1500多次，完成過多金屬結(jié)合區(qū)域，深海海底生態(tài)等調(diào)查，以及沉船、有害廢料等搜索任務(wù)。

在探索深海的道路上，第三個踏入馬里亞納海溝的人則是美國導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆。2012年3月，卡梅隆乘坐“深海挑戰(zhàn)者”號深潛一萬米，在馬里亞納海溝待了近3個小時。當(dāng)時我國首臺自主設(shè)計、自主集成研制的作業(yè)型深海載人潛水器“蛟龍?zhí)枴?，載人潛水器7000米級海試成功。這一比較在當(dāng)時還曾一度引起國人的憤慨，認為舉國之力研發(fā)的深潛器還比不上一個導(dǎo)演的游玩裝備。

這一比較雖然說明我國在深潛技術(shù)上的起步較晚，但其實也有一定的誤會，那就是我國在深潛技術(shù)上的發(fā)展速度并不慢，而只是需要有足夠的時間來驗證我們自主研發(fā)的技術(shù)實力。

后發(fā)而至：中國深潛技術(shù)50年

從以上深潛的演變史來看，大部分時間里都是西方國家在參與其中，這是一個不爭的事實。

從20世界60年代開始，西方發(fā)達國家，特別是那些海洋大國，更是加快了對深海大洋底部的探索和開發(fā)，各類調(diào)查船、鉆探平臺、探測裝備、無人、載人、遙控深潛器、機器人、海底檢測網(wǎng)等技術(shù)相繼出現(xiàn)，深海探測進入一個熱鬧非凡的階段。

由于深潛技術(shù)的難度和研發(fā)、試驗的復(fù)雜性，深潛既是一個狹窄的應(yīng)用領(lǐng)域又是一個非常燒錢的研究領(lǐng)域。

作為一個海洋大國，我們開始投入到深度海洋的探索的時間不能說早，只能說還不算太晚。1986年，我國的第一臺水下“7103”號首航成功，邁出了深海探測的第一步，但是“7103”救生艇下潛深度只有300米，航速只有4節(jié)。這是依托于當(dāng)時我國著名的“863計劃”這一科研發(fā)展計劃的支持。

1995年，我國6000米級水下無纜機器人CR-1試驗成功。但載人深潛器的研制上面，我國當(dāng)時還遠遠落后于歐美日本等國家。在2002年，我國開始了“蛟龍”號的正式立項，直接跳過2000-3000米的“中間產(chǎn)品”，目標(biāo)是“要到7000米的深海去”。

但這一過程并不順利，中國的科研技術(shù)人員要面臨一系列國外的技術(shù)封鎖，還有自身在材料、設(shè)計、加工、水聲通信、聲納探測、水下電池、機械控制等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

2012年，最終在7000米級載人潛水器“蛟龍”號研制完成后，科技部啟動了4500米級載人潛水器關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作，目標(biāo)是在“蛟龍”號研制與海試的基礎(chǔ)上，推動我國大深度潛水器關(guān)鍵技術(shù)和核心部件的國產(chǎn)化、功能化、譜系化，并帶動深海技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在2016年，“全海深載人潛水器總體設(shè)計、集成與海試”項目正式立項。我國陸續(xù)在潛水器材料、密封工藝、通信等技術(shù)上實現(xiàn)了突破。2017年，我國自主研發(fā)的“深海勇士”號4500米載人潛水器研制成功。到2018年初，全海深載人潛水器的浮力材料完成了定型測試，開始生產(chǎn)。2019年，載人艙球殼采用了全新的鈦合金材料和創(chuàng)造性的瓜瓣焊接方法，使得載人艙球殼順利通過各項性能和指標(biāo)的驗收，正式交付。

自此，我國的載人潛水器有了進入萬米海底進行試驗的底氣。今年3月，這一全海深載人潛水器開始水池測試和潛航員的合練，6月，開始進入海試階段。

11月10日，由公眾征集的“奮斗者”號萬米載人潛水器首次成功坐底馬里亞納海溝10909米處。11月13日，“奮斗者”號和它的“專用攝像師”“滄海”號第一次雙“潛”合璧，完成海底聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)全球首次萬米深海高清視頻直播。

今天的“奮斗者”號，不僅實現(xiàn)坐底萬米深海，還具備世界先進的近底自動航行、懸停定位和水聲通信功能，標(biāo)志著我國載人深潛由集成創(chuàng)新向全面自主創(chuàng)新的真正突破。從一片空白、到大幅落后，再到現(xiàn)在部分技術(shù)領(lǐng)先，我們用50年時間就完成了這一歷史性超越。

萬米載人深潛：我們?yōu)槭裁匆M行深海探索？

1970年，贊比亞修女 Mary Jucunda 給NASA太空航行中心的科學(xué)家斯圖林格寫了一封信，大意是“目前地球上有那么多孩子吃不上飯，為什么他會舍得為遠在火星的項目花費數(shù)十億美元”。很快，斯圖林格為Jucunda修女回了一封信，最后NASA以《為什么要探索宇宙》為標(biāo)題公開發(fā)表。

這封信有一個核心的觀點就是，科學(xué)探索的研究看似無法直接提高人類現(xiàn)實生活的福祉，但是科學(xué)探索中的技術(shù)未來將可能用于人們的生活當(dāng)中，幫助人類克服生存難題。比如顯微鏡的發(fā)明幫助人們認識了細菌感染，消除了絕大多數(shù)的瘟疫之苦；探索太空的工程也將幫助人類克服未來面臨的種種危機。

解決現(xiàn)實問題的技術(shù)突破，往往不是按部就班就可以得到，有時候必須來自一個充滿挑戰(zhàn)的宏大目標(biāo)，才能夠激發(fā)出人類強大創(chuàng)新精神，能夠燃起的想象力和堅定的行動力，最終能夠產(chǎn)生許多意想不到的重大發(fā)明。

對于海洋的深海探索，就是這樣的一個能夠激發(fā)強大創(chuàng)新力的目標(biāo)。萬米深潛所具有的新型堅固材料以及高壓強下的機械操作、水下通信等技術(shù)都將是極端考驗，同樣也會使得人類對于未來在海洋當(dāng)中的生存提供技術(shù)積累。

現(xiàn)在，人類對于深海的研究和認知比對太空的認知都要少，進入深海的人數(shù)也遠遠低于進入太空的人數(shù)。在地球上，深度超過2000米的深海，占據(jù)地球表面的3/5，無論溫室氣體排放的歸宿，還是氣候長期變化的源頭，都可能追溯到海底深層。

另外，深海底部距離地球內(nèi)部最近的地方只有7公里，通過海底探索也可以揭示板塊運動的規(guī)律、窺探地球內(nèi)部的真相。關(guān)于人類的起源、生物進化和地球演變的奧秘，可能都需要從深海探索當(dāng)中找到答案。

探索海洋的奧秘，不僅是一件滿足人類科學(xué)探索的事情，還是一件事關(guān)國家海洋安全和深海資源開發(fā)的事情。

20世紀(jì)后期，世界海洋強國對于深海的勘探開發(fā)進入了一場海洋的“圈地運動”時期，海底豐富的礦藏資源成為亟待開發(fā)“藍色土地”。按照國際慣例，深?？碧椒钚小捌叫虚_發(fā)”原則，海底礦區(qū)，一半歸國際海底管理局托管，另一半歸勘探發(fā)現(xiàn)者，誰能探索，誰就有了專屬勘探權(quán)和商業(yè)開發(fā)權(quán)。

2001年，中國大洋協(xié)會和國際海底管理局簽訂《勘探合同》，在東太平洋海域獲得7.5萬平方公里多金屬結(jié)核礦區(qū)的專屬勘探權(quán)和優(yōu)先開采權(quán)。如果沒有相應(yīng)的深海開采技術(shù)，未來這些埋藏海底的礦藏或?qū)o法為我們所得。

現(xiàn)在，萬米載人潛水器，就猶如太空飛船一樣，搭載著科研人員進行深海探測和科學(xué)實驗，一方面驗證著我國在深海探測工程上面頂級的工程技術(shù)水平，一方面為我們認識海洋、開發(fā)海洋做出卓越的貢獻。發(fā)展深潛技術(shù)，將為我國能在深海探測和未來的深海開發(fā)中積累成熟的技術(shù)和經(jīng)驗。

在我們這顆藍色星球，生命正是從海洋當(dāng)中誕生。16世紀(jì)的“地理大發(fā)現(xiàn)”，使得人類可以從海洋表面探索整個地球，而到今天，我們可以向海洋深處進發(fā)，縱向探索地球演化和人類最初的奧秘。

這一次，我們不再缺席。

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