“彩虹鱼”号：世界首个作业型全海深载人潜水器(图)

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　　这是一门研究深度从6500米至11000米的海洋学科。众所周知，与陆地、浅海不同，探索深海，勘探深海资源更需要以高科技手段作为支撑。目前，进行深渊世界的探测的必要手段是深潜技术，其中深潜器是关键部分。

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　　我国自主研制的“蛟龙”号载人潜水器的最大下潜深度为7062米，对深渊科学来说，这个深度还只是起步。如何让我国深海科考更进一步，达到全海深载人作业水平？

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　　今年9月26日，我国自主研发的全球首个作业型万米级载人深渊器“彩虹鱼”号在南海海域完成海试，最大潜深为4328米，迈出了我国探索万米深渊的关键一步。本期“新知·探索”科普专栏将为读者解读我国自主研制的全球首个作业型全海深载人潜水器——“彩虹鱼”号载人潜水器。

　　“彩虹鱼”号在南海完成海试

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　　6500米深度是海洋的一条分界线。国际上对海洋的深度区间划分是：3500米至6500米为深海，6500米至11000米为深渊。全球海洋的深渊海沟有26条，所涉海域接近我国陆地面积。那里存在着深渊生物圈等独特资源，等待人类的发掘。

　　1960年，美国人华尔什和毕卡第乘坐“曲斯特”号，潜入大洋最深极——最大深度11000米左右的马里亚纳海沟；2012年，美国导演卡梅隆乘坐“深海挑战者”号重返马里亚纳海沟。他们三人乘坐的都是探险型深潜器，无法进行科学考察。由于缺少作业型深渊潜水器，全球科学家对深渊的认知还很有限。

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　　我国自主研制的“蛟龙”号载人潜水器的最大下潜深度为7062米，在此基础上，上海海洋大学深渊科技研究中心主任、“蛟龙”号第一副总设计师崔维成带领团队，向 11000米深渊发起挑战。

　　今年9月，该团队研制的2台全海深装备——万米级着陆器和无人潜水器完成总装。9月26日，18人组成的参试团队登船，从汕头码头启程向南航行，一直行驶到中沙群岛美溪暗沙以南25海里。整个航程中，完成无人潜水器下潜试验2次，最大潜深2100米；完成着陆器下潜试验4次，其中2次为4000米级试验，最大潜深为4328米。

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　　10月是一年中适合海试的最晚一个月。而今年的10月12日至15日，受季风影响，南海风浪较大，母船到处寻找适宜深海试验的海洋环境，但一直未找到合适海况。10月15日，参试团队收到上海海洋大学发来的未来10天南海海况预报：因“巨爵”台风的影响，在25日前已无合适的试验窗口。海试现场指挥部只得做出返航决定，于10月25日返回汕头码头。

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　　虽然海试提前结束，但该团队认为此次海试基本完成了目标，无人潜水器下潜到4000米深度不成问题。

　　装备多个系统100%国产化

　　深潜器分为有人深潜器、无人深潜器和遥控深潜器等多种类型。深海潜水器，特别是深海载人潜水器，是海洋开发的前沿与制高点之一，其水平可以体现出一个国家结构、材料、控制、海洋等领域的综合科技实力。

　　目前，美国两家企业已分别完成一台3人座作业型11000米深潜器的设计，如资金到位，两三年内即可造出；日本政府2013年立项研制“深海12000”载人深潜器，计划2023年试海。

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　　此次，我国研制的“彩虹鱼”号载人潜水器是国际上首个作业型全海深载人潜水器，主要由载人舱、机电设备、外部设备、重量与浮力调节系统以及观察与作业模块5个部分构成，作为中枢的载人舱可乘坐一名驾驶员和两名科学家。其中，“彩虹鱼”号无人潜水器除了水下摄像机、水下灯和部分电缆进口外，布放与回收系统、中继站系统、光纤缆、水面控制系统均实现100%国产化，潜水器本体系统国产化率达到95%。

　　根据我国万米级载人深渊器“彩虹鱼”项目总体设计，上海海洋大学将联合多家民营企业研制3台全海深的“着陆器”、一台全海深的“无人潜水器”和一台万米级的“载人深渊器”。当科研人员乘坐载人潜水器潜入深渊后，着陆器和无人潜水器能协同作业，确保科考的效果和安全。这些科学设备与专用科考母船“张謇”号协同作业，共同构建我国全海深的“深渊科学技术流动实验室”。

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　　2019年将挑战马里亚纳海沟

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　　根据计划，“彩虹鱼”号研制团队完成4000米级海试后，将继续开展无人潜水器、着陆器的研制工作。2016年下半年，随着4800吨级“张謇”号科考母船下水，他们将于8至9月乘坐这艘船前往马里亚纳海沟区域，进行11000米无人深潜测试。2017年，开展从南极至北极的“极地深渊科考探索之旅”。2019年，全海深载人潜水器将冲击马里亚纳海沟，把中国科学家送至大洋最深极，成为继美国人之后第二批到达那里的探索者。

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　　要实现这一目标，载人舱的研制是重中之重。据介绍，海洋大学深渊科技研究中心将与公司合作，采取了“两条腿走路”的方法，与芬兰LOKOMO公司签约合作，利用超高强度材料“马氏体镍钢”开展载人舱关键技术研究。这家公司曾为前苏联“和平”号潜水器建造过两个6000米级载人舱，具备很高的技术能力。

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　　与此同时，海洋大学深渊科技研究中心与一家民营企业合作，由后者出资，联合多家研究院所等，集聚国内外科技创新智慧，开展利用“耐蚀合金钢”制造载人舱的研发工作。这种钢材料的强度比马氏体镍钢更大，可以承受大洋11000米深度的巨大压力。

　　链接

　　各国深海载人潜水器

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　　美国是较早开展载人深潜的国家之一，1964年建造的“阿尔文”号载人潜水器是他们的代表作，可以下潜到4500米的深海。1985年，它找到泰坦尼克号沉船的残骸，如今已经进行过近5000次下潜，是当今世界上下潜次数最多的载人潜水器。

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　　法国1985年研制成的“鹦鹉螺”号潜水器最大下潜深度可达6000米，累计下潜了1500多次，完成过多金属结合区域，深海海底生态等调查，以及沉船、有害废料等搜索任务。

　　俄罗斯是目前世界上拥有载人潜水器最多的国家，比较著名的是1987年建成的“和平一号”和“和平二号”两艘6000米级潜水器。带有十二套检测深海环境参数和海底地貌设备，最大的特点就是能源比较充足，它可以在水下呆17至20个小时，《泰坦尼克》的电影里面很多镜头就是和平一号和和平二号探测的镜头。

　　日本1989年建成了下潜深度为6500米的深海6500潜水器，水下作业时间8小时，曾下潜到6527米深的海底，创造了载人潜水器深潜的纪录。它已对6500米深的海洋斜坡和大断层进行了调查，并对地震、海啸等进行了研究，已经下潜了1000多次。

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