來源：人民網－人民日報海外版

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　　總建造師劉帥在“奮鬥者”号全海深載人潛水器第一階段海試期間留影。(2020年7月攝于中國南海) 作者提供

　　作者劉帥肖像畫。 張武昌繪

　　2022年11月27日，首次中國—新西蘭聯合深淵深潛科考航次第一航段科考任務順利完成，兩國科考人員借助“奮鬥者”号載人潛水器到達克馬德克海溝最深點。圖為中國“探索一号”科考船搭載着“奮鬥者”号全海深載人潛水器停靠在新西蘭奧克蘭皇後碼頭。 新華社發

　　2020年11月28日，“奮鬥者”号全海深載人潛水器成功完成萬米海試勝利返航，發來賀信，并向所有緻力于深海裝備研發、深淵科學研究的科研工作者緻以誠摯的問候。

　　在賀信中指出，“奮鬥者”号研制及海試的成功，标志着我國具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力，體現了我國在海洋高技術領域的綜合實力。從“蛟龍”号、“深海勇士”号到今天的“奮鬥者”号，緻力于深海裝備研發、深淵科學研究的中國科研工作者以嚴謹科學的态度和自立自強的勇氣，踐行“嚴謹求實、團結協作、拼搏奉獻、勇攀高峰”的中國載人深潛精神，為科技創新樹立了典範。

　　回望中國載人深潛近20年的發展曆程，我們可以發現，中國在載人深潛領域雖然起步較晚，但遵循嚴謹的科學發展路線，經過持之以恒的團結奮鬥，一步一個腳印走出具有中國特色的深海裝備研發高水平科技自立自強之路。

　　克服困難 迎接挑戰

　　2001年，中國大洋協會在東太平洋海域獲得了7.5萬平方公裡、擁有專屬勘探權和優先開采權的多金屬結核礦區，海底礦産資源的勘探開發以及環境保護的現實需求為中國大深度載人潛水器的研制提供了契機。2002年，中國的第一台大深度(7000米級)載人潛水器“蛟龍”号正式獲科技部立項支持。

　　立項之初，中國的無人潛水器曾經探索過6000米的深度，但中國的載人裝備下潛深度紀錄隻有600米。從600米到7000米是一個巨大的跨越，按照國際通常做法，應該研制一個2000米—3000米級的中間産品，再研發更大深度的載人深潛器。但這樣周期太長，成本太高，無法滿足迫切的國家戰略需求，必須實現跨越式發展!這就意味着要在相對短的時期内，實現深海科技領域一系列關鍵技術突破。

　　載人深潛首先面臨的是壓強挑戰。随着水深增加，物體受到的水壓大幅增加，這與我們在空氣中海拔1000米、2000米、7000米、1萬米所存在的壓差是完全不一樣的。水的深度每增加10米，就相當于增加1個大氣壓，如果我們下潛到全球海洋最深處，就意味着有約1100個大氣壓的壓強，這相當于1個指甲蓋大小的面積上要承受1輛小汽車的重量，要把人安全送達海洋最深處，克服深海的高壓是深海載人潛水器面臨的首要挑戰。在高水壓環境下，一旦内部為常壓的耐壓結構漏水，海水就會急速噴射而入，其速度和力道比子彈還快、還大，這給載人艙等耐壓結構的設計、制造、密封都帶來了巨大挑戰。深海特殊環境下，在陸地使用相當成熟的零件，如電機、泵、閥之類，因為水下需要的體積小、重量輕、耐海水高壓和腐蝕等特性，制造出來也是困難重重。

　　水下通信是載人深潛的另一大挑戰。我們在陸地上使用的全球定位系統、5G等高速通信系統依賴于電磁波，但是電磁波在水中迅速衰減，無法在水下發揮作用。在水下，我們隻能利用聲波進行通信定位，實現潛水器與母船的信息交互。要實現遠距離、高速率水聲通信，不僅要解決水聲信道多途、多普勒頻移以及多普勒擴散效應對信号傳輸的影響，而且還需克服來自母船的強烈、非平穩噪聲對水聲通信的幹擾。

　　實現對載人深潛器的精準操控也是一大挑戰。海水作為一種流體，帶來了比空氣大得多的阻力和黏性，如何在海水的環境中實現潛水器(重達幾十噸，長度8-10米的大家夥)大範圍的垂直方向和水平方向的精準操控是一大難題。同時，大深度載人潛水器工作的區域通常是由地球闆塊俯沖所緻的深淵環境，這裡地形複雜、地質活動劇烈且有海流擾動，大大增加了潛水器高精度安全自動航行和穩定懸停定位控制的難度。

　　矢志奮鬥 持續跨越

　　諸多重大挑戰意味着研制載人深潛器的難度之高、之大。然而，我國在深海科技領域起步晚，基礎薄弱，尤其在載人深潛器電池、機械手、推進器、浮力材料等關鍵技術方面幾乎為一片空白，隻有獨立自主從“零”開始摸索。

　　面對困難和挑戰，中國載人深潛團隊以嚴謹科學的态度和拼搏奉獻的精神，經過近20年矢志不渝的持續攻關，連續研制出“蛟龍”号、“深海勇士”号和“奮鬥者”号，實現了中國載人深潛裝備從“集成創新”到“自主創新”，再到“超越引領”三個“裡程碑”式跨越。

　　“蛟龍”号實現了我國載人深潛裝備自行設計、自主集成總體方案的閉環。

　　“蛟龍”号立項之初，當時團隊所有成員對大深度載人潛水器的了解僅限于照片，沒見過實物。整個研制團隊沒有一個人看到過真正的載人潛水器裡邊是怎麼裝的，到底包含哪些功能，哪些部件。當時，國内7000米級載人潛水器的工業配套基礎很薄弱。受制于這些客觀條件，采用集成創新的思路開展“蛟龍”号的研制是唯一可行的選擇。

　　曆經10年技術攻關，我們解決了大深度耐壓、密封、安全技術，可靠水聲通信技術，複雜深海環境下精細作業技術等難題，實現了中國載人深潛裝備工作深度從600米直接到7000米總體方案的閉環。2012年，“蛟龍”号完成了海上試驗，最大的下潛深度達到了7062米。“蛟龍”号的成功研制，使我國成為繼美國、俄羅斯、日本、法國之後，第五個掌握大深度載人深潛技術的國家。

　　“深海勇士”号在裝備關鍵技術自主可控和配套設備國産化上取得重大突破。

　　我國的第二台大深度載人潛水器是“深海勇士”号，它的最大作業深度是4500米。在研發“蛟龍”号的時候，我們曾深受關鍵技術受制于人的苦，由此更加深刻意識到潛水器的關鍵技術必須掌握在自己手上，唯有如此才能奠定深海裝備、深海科學持續健康發展的堅實基礎。

　　載人潛水器作為實現“深海進入”、實施深海發展戰略必不可少的一項技術手段，僅有一台“蛟龍”号是不夠的，為了滿足中國主要海域資源探測、開發和科學研究的需求，降低運行成本、提高載人深潛科考性價比，在充分考慮國内配套産業技術實際情況的基礎上，為提高我國深潛裝備關鍵技術的自主可控能力，早在2009年“蛟龍”号尚未完成海試之時，科技部就布局了4500米載人潛水器設計與關鍵技術研究項目。曆經8年持續艱苦攻關，我們實現了載人艙、浮力材料、锂電池、推進器、海水泵、機械手、液壓系統、聲學通信、水下定位、控制軟件等10大關鍵部件的國産化，把裝備國産化率大幅提升至95%，在國内形成了載人潛水器完整的技術鍊條和産業鍊條。2017年10月，“深海勇士”号海試取得圓滿成功，為深海載人深潛高端裝備“中國制造”探索出一條切實可行的路徑。

　　“奮鬥者”号瞄準全球海洋最深處，實現了我國同類型載人深潛裝備的全球引領、全面超越。

　　進入21世紀以來，海洋科技的發展和競争，由淺海快速轉入深海。掌握深海關鍵技術是我國進入深海、探測深海、開發深海、确保深海安全的必由之路。全海深載人深潛技術是深海領域的技術制高點，為支撐海洋強國戰略，科技部從國家安全發展的長遠利益需要和我國前沿科學與深海高技術發展的現實需要，在“十三五”期間立項支持了“奮鬥者”号研制任務。

　　“奮鬥者”号于2016年立項，曆經5年技術攻關研制而成，其最大工作深度11000米，是世界上作業能力最強、海底作業時間最長、載員人數最多的全海深載人潛水器。為實現載人潛水器在萬米深海攜帶多人長時間進行作業的功能要求，中國科技工作者在設計、材料、工藝、配套、建造、測試等方面開展自主技術創新，在若幹技術無人區開展艱難探索，開展了多個學科複雜的、綜合的極緻設計，利用國内的極限的制造檢測能力，實現了萬米極端環境下的作業能力，構建了覆蓋全球海洋深度的載人深潛裝備設計技術體系。

　　攜手合作 造福人類

　　截至目前，我國三台大深度載人潛水器已累計下潛900餘次，年均下潛數量約占世界總量的一半，取得了豐碩的深海科考成果。

　　“蛟龍”号的應用，開創了中國深海資源精細勘探的新模式，在國際上首次發現多種深淵地質新現象和深海新物種，為中國精準選劃和申請新的礦區勘探合同提供了核心調查資料，助力中國成為國際上海底勘探合同數量最多、礦種最全、礦區面積最大的國家。

　　“深海勇士”号以良好的經濟性和高效的使用頻率，讓更多的人有機會借助載人深潛開展多樣的深海作業，創造了中國載人深潛作業的一系列新紀錄。包括海底鲸落、冷水珊瑚、熱液這些特殊的海底自然現象的探測和調查，深海考古，失事潛艇輔助打撈等。

　　“奮鬥者”号創造了中國載人深潛10909米深度紀錄，全球首次實現了萬米海底的視頻直播互動，已有32人、25次下潛深度超過萬米，使我國已成為世界上萬米下潛次數和人數最多的國家。特别值得一提的是，2022年，在中國—新西蘭聯合深淵深潛科考航次中，“奮鬥者”号開啟了深淵科考國際合作的新模式，未來，将進一步作為人類開展深海探索研究的平台，借助其全海深獨有作業能力優勢，為人類認識、保護、開發海洋貢獻力量。

　　地球上的海洋深度是有限的，但探索深海奧秘，開發海洋資源、保障深海安全的技術發展永無止境。未來，中國載人深潛團隊将在現有自主技術鍊條和産業鍊條的基礎上，以服務國家戰略和深入科技創新為使命，繼續潛心奮鬥，适應新挑戰、多場景及産業化發展需求。

　　(作者劉帥為中國全海深載人深潛器“奮鬥号”總建造師)

　　中國科協科學技術傳播中心、科學出版社與本報合作推出

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