从1000米到5000米
徐芑南大学时学的是船舶,而“蛟龙号”的项目负责人、大洋办副主任刘峰以前则在大学里教授矿山机械。一个在水面上,一个是陆地上,都与水下毫无关系,蛟龙团队这两位核心人物的经历,正是中国深潜事业发展历程的一个缩影:从零做起。
2009年,1000米;2010年,3000米;2011年,5000米。在“蛟龙号”下海以前,中国潜水器下潜的最深纪录只有600米,“蛟龙号”一出海,就一次次地刷新了中国载人潜器的下潜纪录。
现在回过头来看,刘峰说,在三次海试中,下潜1000米依然是最难的。而1000米又分为三步才实现:50米、300米和1000米。这里面,50米又是最难的。“从原先的600米下潜到1000米,技术规范不一样,也没有经验可借鉴,什么样的海况可以下?什么样的情况必须终止?以什么速度下潜?我们完全是一张白纸。”
在海试之前,团队曾在水池里对“蛟龙号”进行过测试,但水池的水下环境与海洋仍有很大不同,一些系统,不真正下到海里就没办法测试。徐芑南说,“我们搞潜水器的有句俗话,‘是骡子是马,要到海底下试试才知道’。”
这一试,果然有问题。在下潜50米时,潜水器的水声通讯有故障,无法与母船取得联系。潜水器没有缆绳连着,水声通讯不通,就相当于失踪。此时,徐芑南也在船上。尽管刘峰等人都劝他不要出海,可他还是带着一个满满装着药品的药箱,和大家一起在海上呆了一个多月。
问题出现后,徐芑南安慰大家不要着急,因为这并未出乎他的意料。他们在海上花了半个多月的时间,每天下潜、测试,反复调试。最终发现,由于50米深处的海洋噪声本来就大,而系统本身也调的不好,才造成这一问题。“问题一解决,大家都很高兴,士气立马就上来了,我们的团队也得到了锻炼。”徐芑南回忆说。
50米下潜花了最长的时间,到后面就越来越顺利。仅仅一年前,人们还在为3759米激动,今年7月28日,蛟龙号已创造5188米的新纪录,令人们开始向往更深的大洋深处。
今年的下潜对于“蛟龙号”团队来说,是全新的考验。刘峰说,这是“蛟龙号”第一次前往大洋协会多金属结核勘探合同区进行下潜,航行距离单程就有1万公里,中途不靠港,海试持续49天。“船上的叶菜只能保证两个星期,到后来顿顿都是萝卜土豆。”实际上,对于从事大洋科考的人来说,这样的苦已是家常便饭。
但偏巧天公不作美。往年的七八月份,都是东北太平洋天气最好的时候,浪小风轻,但今年反常,在整整49天的海试里,只有4天的天气适合下潜,而这4天中,团队本身有时又没有来得及做好调试。
在远离大陆的海上航行,潜器迟迟不能下水,水和油都快耗尽,人也容易变得焦躁不安。根据技术规范,潜器只有在风力小于4级的时候才能下水。但天气一直没有好转,要不要在恶劣天气下冒险一试?船上的人们分成两派,意见无法统一。这时,海试现场总指挥刘峰拍板:选择风力介于四五级之间的天气下水。
“当时我作出这样一个决定,实际上是承担了一定的风险。但我们很幸运,下潜很顺利,并且就是在这一次,达到了5188米的深度。”刘峰回忆说,他们选定的这片目标海域,海底深度平均就在5000米左右,唐嘉陵驾驶潜水器正好落在了一个坑里,才使深度又往下多了几十米。
5000米深处的海底世界,要比浅海安静许多,但并非一片死寂。唐嘉陵说,虽然总是要隔一会儿才游过来一条鱼或一只水母,但它们的样子都很特别:透明的海参,鲜红的海虾,还有半月形的巨型单细胞生物。这次海试还邀请了两位科学家随船,在他们的帮助下,“蛟龙号”的水底作业与地形勘测,收获颇多。
“蛟龙号”5000米级水深的突破,意味着中国的载人潜水器有能力到达占全球面积70%的海洋深处进行探索。刘峰透露说,明年,他们将于在五六月份再次出航,在世界上最深的海沟——马里亚纳海沟的某个地方,向7000米的世界纪录发起冲击。
为了“蓝色公土”
5188米的深度,中国花了近20年的时间才到达。早在1992年,刘峰与徐芑南等人就向当时的国家科委提出,要发展中国的深海载人事业。那时,日本、法国、俄罗斯的6000米载人潜水器刚刚相继研制成功不久。
但由于种种原因,这项建议被暂时搁浅。“那时我们的海洋意识还没有今天这么强烈,技术上也还有很大困难。”刘峰解释说。于是,1996年的徐芑南,在办理退休手续的时候,就觉得进军“深蓝”的这个梦想恐怕此生是无法实现了。
随着各国对资源的需求增长,人们越来越多地把目光投向海洋。至今,地球表面积有将近一半的海底区域是不属于任何国家管辖的。要向国际海底管理局申请哪个地区的预先开发权,就需要有载人潜水器这样的装备先对海底进行详细的调查。很多国家都把控制和占有这些资源的措施列入国家发展计划,以期抢得“蓝色公土”的占有权。而发展深海载人潜水器,是赢得这场“蓝色圈地运动”必不可少的手段。
2001年,中国在东太平洋夏威夷群岛南面拥有了一块相当于渤海那么大的75000平方公里海域的专属勘探权和优先开采权。
中国向深海进发的脚步,不能再犹疑。2002年6月,深海载人潜水器研制项目正式上马。
大洋办主任金建才指出,“蛟龙号”是我国具有自主知识产权的深潜探测装备,尽管其零配件并未完全实现自给,但它证明中国对某些海底资源的勘探能力已进入世界第一梯队。它的海试成功,打开了中国海洋新兴战略产业的大门。
然而,和登月计划、火星探测一样,载人深潜是项有钱人的游戏。在升级改造中的美国“阿尔文”号,其投资预算已从2160多万美元,暴涨至5000万美元。“蛟龙号”项目也常常被经费问题所困扰。
为“蛟龙号”提供水面支持系统的母船“向阳红09”船,是一条拥有30多年船龄、即将退役的老船。“蛟龙号”用的高性能银锌电池,一组电池动辄三四百万元。2008年预备下的电池,搁置了一年后效能已大大下降。在2009年海试时,因舍不得浪费而将就使用,最终下潜到半途发生故障无功而返。
由于经费掣肘,团队的时间常常花在了并非真正由技术造成的问题上。在1000米海试时,为安全起见,潜水器应有“他救”措施,即潜水器如果陷进海底的泥里,需要有一套设备将它捞起来。通过在全世界范围内的寻找,刘峰他们发现,这套设备的价格,比整个海试的成本还要贵。这逼着研发团队只能想办法“自救”。最终,他们找到了解决办法:在潜水器上面,加一块浮力材料,到了海底,它可以释放出来,浮上水面。浮力材料上有一根缆,连着潜器,母船利用这个缆,就可以将潜水器捞上来。
科技部原部长、中科院院士徐冠华在一次上船视察时曾说,他在“蛟龙号”团队身上看到了当年“两弹一星”的精神。★
(实习生张立群对本文亦有贡献)