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科学+会客厅:蛟龙号-----深海中的潜行者

来源:科学+项目组  作者:张恒  发布时间: 2013-10-18 点击数:

  从2009年第一次海试,1000米、3000米、5000米、7000米……2012年6月27日,下潜至7062米,“蛟龙号”历时3年刷新了作业类载人潜水器的世界纪录。今年6月,“蛟龙号”又奔赴南海,开启了首个试验性应用航次,正式进入服务科考和资源勘探的业务化探索之旅。在“蛟龙号”光环的背后有怎样的故事?9月29日上午,“蛟龙号”副总设计师朱敏、参与“蛟龙号”2013年应用航次下潜的海洋生物生态专家刘诚刚在第39期科学+会客厅上为大家解说深海中的潜行者----“蛟龙号”的故事。

    载人潜水艇在海底要承受多大的压力

    “在海洋中,深度每增加10米就增加一个大气压,7千米深海里,每平方米有70000吨压力。”这是什么概念呢?相当于人一根手指上,要托住两辆坦克。在会客厅现场,两位专家给公众展示了两块泡沫板,一块是长、宽、高大约15*8*2公分的泡沫板,另一块是原本同样尺寸的经深海旅行后压缩后的泡沫板,变成了一块不到巴掌大的薄薄的一片,泡沫板体积顶多只剩下原来的3%左右。这块泡沫板上还签有该次所有下潜科学家的名字,非常珍贵。所以人要跟着“蛟龙”入海,得待在承压能力特别好的舱里。“根据物理特性,球形是承压能力最好的空间形状。”朱敏说,这就是为什么蛟龙号的载人舱,是直径2米的球状的缘故。

    蛟龙号的外形为何有额头和尾巴

   “从外观来看,蛟龙号有额头有尾巴,还有手臂。”朱敏说,这都是特别设计的。“像手臂的部位称为‘机械手’,用来抓东西或作为一个夹具。中间有一个载人的球,被称为‘载人球’,直径2米,决定了潜水艇的整体形状。”因为潜水艇载人的球太沉了,所以蛟龙号有个“额头”,为了把浮力拉平。蛟龙号还有尾巴,是四个螺旋桨,起着推进的作用。它跟国外潜水器的十字星“尾巴”不同,蛟龙号因为有了“花字”螺旋桨,它非常灵活,“蛟龙号”潜水器可以做到原地打转,这在国外是做不到的,朱敏说。此外,“蛟龙号”潜水器在水下航行靠的是七个推进器,人只是下指令,然后由计算机控制,即可以实现自动航行,这也是“蛟龙号”的一大突破。

    蛟龙号遇到危险怎么办

    “这个载人舱的材料,选择的是钛合金,这种材料比较轻,强度较高,耐腐蚀性也非常好。”朱敏说,制造蛟龙号,首要考虑的就是安全问题。意外情况发生,蛟龙号会怎么应对?“蛟龙号本身是非常安全的。为了以防万一,它还有一套非常完备的逃生系统,目的就是为了在紧急情况,帮助蛟龙号迅速浮出海面。”“蛟龙”号的安全保障系统处于国际领先水平。紧急情况下,下潜人员可以通过操纵控制面板上的按钮把携带的抛载铁、蓄电池箱、采样篮统统扔掉。如机械手被缠住,“蛟龙”号将“断臂”,抛弃机械手。最糟糕的情况是陷入淤泥。这时,“蛟龙”号的报警系统会发射浮标到海面。母船立即到位、施救,确保把所有下潜人员营救回来。

    从海面到海底温差有多大

   “从海面到海底,感觉是‘时光穿梭’。”刘诚刚说,随着蛟龙号下潜,人在舱内的最强烈感受,就是温度变化。“下潜过程中就像是经历了一年四季。太平洋表面温度是30多度,载人舱内没有空调,非常闷热。起先待在里头,就跟蒸桑拿一样。”然而,随着下潜深度加深,温度也会随之降低,从酷热到凉快到寒冷,2.5小时后,蛟龙号到5000多米海底的时候,舱内温度就只有6、7℃了。“潜水工作人员基本上都会带一个包,基本上都是衣服、毛毯。”刘诚刚笑着说,“到了最冷的时候,所有的衣服、毛毯都得往身上裹。”刘志刚说,越是到深海,因为温度低,舱内水汽就会凝结。

    海底世界是漆黑一片吗

   刘诚刚说,当下潜深度超过200米的时候,外面的光线就照不进来了,周围一片漆黑。在蛟龙号到达海底之前,系统的灯光也是全部关闭的,看不到周围生物长什么样子。但能看到发光生物。“可以看到星星点点的东西,很多的点飞来飞去,就像海底里盛大的焰火表演。”除此之外,海底的世界非常丰富,“在陆地上看,跟到海底亲眼所见,真的不一样。”刘诚刚这次下潜,3个多小时,光是肉眼看看,就观察到20多种新生物:海参,海绵,珊瑚……都是新奇的种类,刘诚刚现场展示了非常多的海底生物图片:金珊瑚、13个腕的海星……他说,每次“蛟龙号”归来,最热闹的就是大家围过来看他拿回来的东西。

    蛟龙号接下来的任务是什么

    朱敏表示,蛟龙号作为载人潜水器,从2003年开始设计,整体制造完成于2008年,从2009年到2012年做了四个试验,已正式完成整个研制过程。下一步,蛟龙号的计划是设计一些专用的工具,服务于海洋界的工作人员,让“蛟龙号”能够做更多种类的科学任务。作为海洋生态学专家,刘诚刚表示,希望能通过蛟龙号充分了解南海冷泉区,东太平洋的多金属结核勘探合同区,西太平洋海山区,这些海区海洋生物的多样性,可为将来保护海底生态环境提供科学资料。同时也要寻找可供人类利用的活性化合物,用来研制抗癌、抗病毒的、调节心率等药物。