中国自主研制万米深海载人潜水器潜航一万米

万米海底终有中国人的身影。北京时间2020年11月10日清晨4时20分左右，在马里亚纳海沟海域，我国自主研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号搭载3名潜航员从“探索一号”母船机库缓缓推出，被稳稳地起吊布放入海。

“奋斗者”号入水。

经过3个多小时的下潜，8时12分，“奋斗者”号到达10909米海底，刷新了中国人下潜海底的深度纪录，也成为历史上第一艘下潜到挑战者深渊的载人潜水器。

“奋斗者”号是国家“十三五”重点研发计划“深海关键技术与装备”专项支持的深海重大科技装备，于2016年立项，由以“蛟龙”号、“深海勇士”号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。中国船舶集团有限公司第702研究所牵头总体设计和集成建造，中国科学院深海科学与工程研究所作为业主单位牵头开展海试。

“奋斗者”号外观像一条大头鱼，“肚子”被装扮成醒目的绿色，头顶涂着耀眼的橘色。深海中，绿光衰减较小，绿色便于人们在海底捕捉它的身影；浮出水面，橘色便于被母船快速找到并回收。

万米深海可谓科研“无人区”，载人潜水器则是进入“无人区”的科考利器。“大头鱼”不仅涂装靓丽、灵动自如，而且“肚”里有货，可同时搭载3名人员下潜，作业能力覆盖全球海洋百分之百的海域。

据702所副所长、“奋斗者”号总设计师、万米海试总指挥叶聪介绍，这次万米海试，“奋斗者”号载人潜水器运行团队逐渐压缩，将把更多的位置留给科学家。

“深海非常震撼，我观测到这里有海参！”在一段来自万米海底的通话中，中国科学院深海科学与工程研究所研究员贺丽生分享了她的探险发现。

与前三次只有潜航员下潜不同，11月19日，除了两名潜航员，贺丽生以科学家的身份也参与了下潜。科学家通常坐在潜水器右舷，舱内配有丰富的作业工具，供其在海底进行观测、采样、培养等科考任务。

“我们此次科考任务以生物为重点，主要观察万米深渊海底生物的种类等，也会择机采一些生物样本。我们还带了一些自主工作的采样装置，像序列采水器、原位化学实验装置。”贺丽生说。

“双船双潜”是“奋斗者”号海试任务的关键词。“双船”是为“奋斗者”号深潜护航的双母船——“探索一号”（支持船）和“探索二号”（保障船）。“双潜”指的是双潜水器：一个是主角，即“奋斗者”号，另一个则是主角的“御用摄影师”——“沧海”号。

顾名思义，母船像一位母亲。深海潜水器要想在万米级深度自由探索，离不开母船的全力保障。

“探索一号”科考船长94.45米、型宽17.9米，是一艘战功赫赫的海洋科考“老大哥”。它也是载人潜水器“深海勇士”号的科考母船，还曾搭载无人潜水器“海斗一号”等深海科考利器进行万米级无人科考活动。

相比于经验丰富的“探索一号”，“探索二号”是新手上路。它长87.2米，型宽18.8米，是中国首艘专为万米深海科考打造的母船，于2020年6月出坞。它是一个多功能海洋科考平台，可搭载60名科考队员和船员开展海试任务，海上连续工作最远距离大于15000海里，连续工作最长时间超75天。“探索二号”不仅吨位大、性能好，而且搭载的许多科研设备和探测“神器”是由我国自主研发的。

“探索一号”

“探索二号”

由于阳光无法抵达，深海区一片漆黑。要想一睹“奋斗者”号在海底的英姿，打光拍照必不可少。与“奋斗者”号一同探秘海底的还有“沧海”号，它是一台全球独家的深海着陆器，可以进行全海深4K超高清视频的拍摄、采集和传输处理，不仅可以搭载全海深高清相机，直播回传万里洋底的实时画面，还能记录“奋斗者”号的一举一动，是后者当之无愧的“御用摄影师”。

此外，“沧海”号有一个“小助理”——其内部的移动机器人“凌云”号。“凌云”号可以在海底自由活动，提供更多角度的照明，为直击“奋斗者”号洋底作业提供第二机位。

“奋斗者”号与“沧海”号不是同时“捆绑”入海的，那么二者如何找到对方搭档作业呢？原来，“沧海”号会先下潜到海底，成为水下拍摄的主机位，并运行预先设置的自动程序，将内部移动机器人“凌云”号唤醒，通过自动程序设计路径移动，作为水下拍摄的第二机位。

“沧海”号就绪后，“奋斗者”号紧随其后向海底下潜，坐底后通过声学通信定位和探测雷达在漆黑的海底找到“沧海”号，并从“沧海”号的上方缓缓驶入画面中央，稳坐镜头前。之后，“奋斗者”号和“沧海”号只需要将各自搭载的通信设备互相对准，就可以对话合作了。

下潜深度标注着中国深潜事业的创新高度。“奋斗者”号能在万米洋底勇往直“潜”，得益于其有一颗强大的中国“心脏”。

作为我国唯一一台可以搭载人员下潜到海底一万米的科考装备，“奋斗者”号代表了当前深海工程技术领域的顶级水平，国产化率超过96.5％。

中国科学院声学研究所研究员、“奋斗者”号潜航员杨波和他的团队经历了从“蛟龙”号、“深海勇士”号到“奋斗者”号的一次次任务。“载人深潜突破新的深度纪录，我们都明白很难，但是必须要完成。实际上，从9000米到11000米，对我们来说都是未知的空白。”杨波说，通过科研团队的充分准备和攻关，团队得以战胜一系列“不确定”。(www.xing528.com)

叶聪介绍，走向深海的第一个难题就是海水带来的高压。“奋斗者”号下潜的马里亚纳海沟最深处水压超过110兆帕，相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。如此高压意味着潜水器的材料、结构设计等都面临严峻挑战，“奋斗者”号该如何抗压？

首先要有一身坚固的“铠甲”。多年上千次的优化测试证明，中国自主研发的全新高强高韧钛合金足以应对深海的高压和冲击。

搞定材料只是万里长征第一步，想要成功潜至万米深渊，还需要极其精密的制造、冷弯、焊接技术，以保证球舱的可靠性。研发团队改进焊接方式，将焊缝多、工期长的传统“瓜瓣焊接”改为焊缝少、可靠性高的“半球焊接”。“奋斗者”号钛合金载人球舱直径达2米，是目前世界最大的载人舱体，标志着我国钛合金材料技术和焊接加工技术已经达到国际领先水平。

“沧海”号深海着陆器

“奋斗者”号团队部分成员

除了解决水压问题，“奋斗者”号还需要解决操控、供氧、电池、照明、影像、自动巡航、水声通信等一系列问题，还要搭载相关人员、一系列科学设施等在水中完成科考作业，这进一步加大了制造难度。

在“蛟龙”号、“深海勇士”号载人潜水器研制与应用的基础上，历经多年艰苦攻关，“奋斗者”号研发团队在耐压结构设计及安全性评估、钛合金材料制备及焊接、浮力材料研制与加工、声学通信定位等方面实现技术突破，顺利完成了潜水器的设计、总装建造、陆上联调、水池试验和海试验收，具备了全海深进入、探测和作业能力，正式转入试验性应用阶段。

自2020年10月10日起，“奋斗者”号赴马里亚纳海沟开展万米海试，成功完成13次下潜，其中8次突破万米。2020年11月10日8时12分，“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜新纪录，标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。

“奋斗者”号坐底。

海洋地质学家、中国科学院院士汪品先说：“深海是人类在地球上了解最少的区域，深海地下更是一片未知世界。”

未知多，风险大，潜向万米海底道阻且险。从十年磨一剑的“蛟龙”号到全海深载人潜水器“奋斗者”号，我国载人深潜从无到有，由浅入深，不断攻克高压、密封、耐腐蚀、绝缘等技术难题。从300米到10909米不仅是对自然边界的探索，更是对合金材料、水声通信、精密加工等技术的探索；逐渐增加的也不只是下潜深度，还有我国为地球板块运动等科学难题作出的研究贡献以及在科技领域自主研发的能力与信心。

在“奋斗者”号海底作业期间，潜航员通过潜水器搭载的声学通信系统表达了巡航海底的感受：“万米的海底，妙不可言。”

为什么要潜到这么深？这不仅是好奇心使然。海洋面积约占地球表面积的71％，海水约占地球水资源总量的97％，深海区域是探索生命起源和地球演化等重大科学问题的必由之路。进入大洋深渊开展科考并获得科研样本是深入推进相关研究、作出原始和基础性贡献的重要条件。

“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试，于2020年11月28日凯旋三亚。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发去贺信，致以热烈的祝贺，向所有致力于深海装备研发、深渊科学研究的科研工作者致以诚挚的问候。

习近平在贺信中指出：“‘奋斗者’号研制及海试的成功，标志着我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力，体现了我国在海洋高技术领域的综合实力。从‘蛟龙’号、‘深海勇士’号到今天的‘奋斗者’号，你们以严谨科学的态度和自立自强的勇气，践行‘严谨求实、团结协作、拼搏奉献、勇攀高峰’的中国载人深潜精神，为科技创新树立了典范。”

习近平希望所有致力于深海装备研发、深渊科学研究的科研工作者继续弘扬科学精神，勇攀深海科技高峰，为加快建设海洋强国、为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗，为人类认识、保护、开发海洋不断作出新的更大贡献。

中国一直注重海洋尤其是深海研究，实现“全海深”进入，开展“全海深”科考是中国科学家孜孜以求的目标。也许有人会问：之前我国已经研制出“海斗一号”等万米级无人潜水器，为什么还要研制万米级载人潜水器呢？

“从技术角度来说，研制万米级载人潜水器会推进突破一系列关键技术问题。”中国科学院深海科学与工程研究所研究员包更生解释说，“从科学角度讲，载人潜水器在进行水下科考时机动性、巡航能力更强，可搭载更多科考装备，因此既要有无人潜水器，又要有载人潜水器。”

研制以“奋斗者”号为代表的大深度载人潜水器意义重大，可以带动我国深海能源、材料、结构、通信导航定位等高新技术和产业全面发展，不断拓展新的应用领域，也显示了我国在深海科技领域的科技实力和蕴藏的潜力。

未来，我国潜水器将继续向全海深谱系化、功能化方向发展，根据不同的任务和目的选用不同下潜深度的潜水器，为海底资源、地质和深海生物调查以及科学研究、水下工程、打捞救援、深海考古等提供支持。

长风破浪时，惊涛骇浪间，我国的科技工作者从未停止对海洋的孜孜探索，并将一直探索下去。

“奋斗者”号