“驭龙者”披露“蛟龙”深海5000米远行历程
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出海49天后，伴着隆隆的礼炮声，“蛟龙”号深海载人潜水器于8月19日下午回到“家”——位于江苏省无锡市太湖边上的中国船舶重工集团公司第702研究所(以下简称“702所”)。
此次出海，“蛟龙”号最远到达了夏威夷以南700海里、基里巴斯东北400海里的海域，最深进入到海下5188米。这标志着中国人可在占地球海洋面积75%的海底畅游、探宝，那里有取之不竭的矿产、生物资源等待开发。明年它将挑战7000米的海底深度，届时中国的载人潜水器将能在全球99.9%的海底“踱步”，跻身世界深海载人潜水器技术5强之列。
在此次突破5000米的海试中，海试队员们经历了什么？这些高科技设备在海底得到了怎样的应用？从2009年下潜到海下1109米，到2010年的3759米，再到今年的5188米，“蛟龙”号的性能得到了怎样的提升？“蛟龙”从海下5000米归来，带来了什么……
南方日报记者在“蛟龙”归来的第一时间赶赴江苏省江阴苏南国际码头，跟随“蛟龙”回“家”，专访总设计师、驾驶员，并被破格允许列席归来当天702所的内部会议——海试活动事迹汇报会，听取海试总结。在此，本报为您独家披露“蛟龙”深海5000米远行记。
○不到深海5000米，不知“水不可压缩”这一定理是错的；不知庄子所说“腐草为萤”，即无机物变有机物的传说不是假的。
——“蛟龙”号驾驶员叶聪
○明年“蛟龙”的目标是到达海下7000米，到那时，中国的深海载人潜水器将能在全球99.9%的海底上“踱步”。
——“蛟龙”号总设计师徐芑南
○不仅是“蛟龙”号，我们的雄心要更大，从现在开始我们要为中国规划深海装备事业。
——中国船舶重工集团公司第702研究所所长翁震平
远行
通过技术改进潜次执行率提高到80%
为避开超过2.5米高的海浪，选择合适下潜的海域，“蛟龙”不断远行，最后来到第三块海域——夏威夷以南400海里的地方。随后的5次海试，4次突破海下5000米，潜次执行率由去年的23%提高到80%。
黄昏、大雨，在海底作业完毕的“蛟龙”即将出海，此时的母船——“向阳红09”船在海浪的拍打下猛烈地起伏。由于海上的能见度很低，“蛟龙”浮出水面后，母船在一段时间内没有发现它，经过通信联络、海面搜索后，“蛟龙”号才顺利归队。
这是此次“蛟龙”号载人深潜器进行海下5000米级海试时曾遇到的一次惊险经历。
今年7月1日，“蛟龙”出海，8月18日归来。归来不到6小时，“蛟龙号”的驾驶员叶聪就接受了南方日报记者的独家专访。他告诉记者：“此次海试的海况不是很给力，为此我们在太平洋上连着换了两次地点。”当“向阳红09船”抵达东太平洋上第一块准备海试的海域时，那里狂风大作，甚至刮起了7级大风，海面浪高达3米。到达的第二个海试海域条件也不合格。
“只要浪高超过2.5米，就不能进行海试。”叶聪说。
“蛟龙”号平时搭载于“向阳红09”号船，进行海试的时候，母船上巨大的A形架吊车通过绳索将其吊起放置到海面。“蛟龙”出海后，也要靠母船的绳索将其吊起收回。如果海上狂风大作、波涛汹涌，母船将难以安全、平稳地将其布放、回收。
随后，“向阳红09”号船来到了此行第三块海试海域，它位于夏威夷以南700海里、基里巴斯东北400海里，距离赤道不远。这里的风浪有时也不小，但比前两片海域的海况要稍好。这是一片海试队员们并不熟悉的海域。在下海之前，他们只拿到了简单的参数。
以往的海试，队员们首先要掌握海试海域的相关资料，比如海水的深度、密度，海底地形、地貌的情况，以及海底的承载能力，确定海底是稀泥还是石头，在“探听虚实”后才放“蛟龙”出海。
可这次不是。在没有详细的海底资料，并因此要冒一定风险的情况下，曾经30次“驾龙入海”的叶聪承担了初探深海情况的重任，下潜至海下4027米。“没有1000米、3000米的海试经验，我也不敢在这种情况下贸然行事。”他说。在初步了解了深海情况后，第二次海试，叶聪驾着“蛟龙”第一次突破海下5057米，将中国载人深潜器下潜的级别推至海下5000米级。
随后叶聪的同伴、另外一位驾驶员唐嘉陵将“蛟龙”下潜的深度推至海下5188米，成为此次海试达到的最深的深度。
此次海试一共进行了5次，4次达到海下5000米以下。2009年“蛟龙”号是在最后一次下潜，即第20次时才到达了1000米下；去年下潜到海下3000米试验了17次，其中只有4次穿越3000米。相比起来，此次海试的成功率高了很多。
702所召开的海试活动事迹汇报会上，海试队员们说，正是通过了前两次海试后的技术改进，稳定了“蛟龙号”的技术状态，才大大提高了潜次的执行率。
下潜“蛟龙”承压能力已没问题
每次入水前，“蛟龙”要做两次体检，在海下5000米这个能将人瞬间挤碎的压力下，它显得格外硬朗，载人舱内3名下潜人员在下潜过程中除了调式设备和参数外，还能一起来看“流星雨”。
漆黑的“夜空”，“流星”逆向飞逝，这不是坐在宇宙飞船里看到的夜景，而是叶聪等下潜队员们在深海下沉过程中看到的海底风景，这“流星”是深海的自发光生物。
叶聪向记者描述了他们下潜的过程。每次下潜前，海试指挥部会根据海底作业的不同任务选择1名驾驶员和2名乘客(试航员)，并向3人描述下潜任务和可能遇到的困难以及相应的对策。驾驶员负责“开车”，试航员负责检测设备参数和做研究。随后在舱内装好文件、工具、食物等，并对“蛟龙号”做一个全面的检查。
在母船把“蛟龙”号放到海面后，下潜人员还要对“蛟龙”号进行一次检查，确保电力、通信正常。一切无误的情况下，“蛟龙”号便会被“松绑”，脱离母船。
这艘重达22吨的大家伙，其重力超过海水的浮力，一旦被“松绑”，便会一路下沉。
下潜中，3名下潜人员会集中精力测试“蛟龙号”各个设备的参数变化，包括承压力。
深海环境高压低温，具有高腐蚀性，水中每增加10米深度就相当于增加了约1个大气压，5000米也就是500个大气压，人在这种气压下顷刻间便会被挤碎。但这是“蛟龙”号所要承受的压力。
“蛟龙”号总设计师徐芑南告诉记者，“蛟龙”号所有的设备都单个地在实验室里通过了相当于海下7000米压力和强腐蚀性的检测，但是组装到一起之后的承压情况、抗腐蚀情况怎样，需要在海试的过程中检测，就目前来看，这方面的问题不大。
就在下潜人员忙碌检测设备的同时，“蛟龙”外的环境开始变冷、变黑。叶聪说：“一般到达海下二三百米就没有太阳光了，变得漆黑一片，温度也会逐渐下降。”
如果设备一切正常，下潜人员也会相互拍照，聊天缓解心理压力。窗外，海下自发光的浮游生物在游动，有的发白光、有的发蓝光、有的发红光，加上“蛟龙”的下潜速度比较快，下潜人员经常能看一道道光点逆向飞逝，就像夜空的流行星划过一样。
快到海底的时候，下潜人员会抛掉一组压铁，之后“蛟龙号”便会悬浮在海底，就像直升机的悬停一样。随后在海底巡航，了解海底的环境，找符合任务目标的作业地点进行作业。
作业完成后，下潜人员会抛弃第二组压铁。由于浮力大过了重力，“蛟龙”号会慢慢地浮上水面。母船人员发现后，便会派出小艇，工作人员用绳索挂住“蛟龙”，将其收回上船。上船后，科研人员开始处理“蛟龙”从海底带来的相关数据和一些样品进行分析。
按照技术设计，潜航员正常的下潜时间是12个小时，下去、上来各3个小时，在海底工作6小时。“但在现实作业中，我们还要考虑到潜水器的情况，以及海域的天气、温度等情况，所以时间会稍短。”叶聪说。
记者在海试情况统计表上看到，刚结束的5次海试中，“蛟龙号”在水中停留最长时间的一次，时间长达9小时14分，其中水下时间8小时15分，海底时间3小时37分，坐底取样时间为58分钟。
探宝海底录像分辨出多种深海巨型原生物
去年海试后，“蛟龙”被配上了高清摄像机和10台LED灯，让“蛟龙”之眼变得格外明亮，得益于此，“蛟龙”号首次带回了清晰的海底录像，并采集了21颗锰结核，尝试了它找矿的任务。
702所的海试活动事迹汇报会播放了一段今年第5次海试时下潜人员拍摄的录像。
“蛟龙”驾驶员付文韬发现前方的海底正趴着一只海参，于是他在舱内操控“蛟龙”的右机械手，伸过去，张开手，收拢，抓住，虽然海参挣扎了几下，但还是被成功地装进了位于“蛟龙”前方的采样篮中。
记者了解到，此次海试，“蛟龙”号带回了很多这样清晰的录像和照片。“这是从3000米级到5000米级，‘蛟龙’号改进取得的重大进步之一。”702所所长翁震平说。在这一技术突破的帮助下，海试队员首次在海底照片中分辨出多种深海生物，包括鼠尾鳕鱼、海参、水螅等；也首次录制了高清的海底录像，为研究提供了方便。
海试队员们还根据微地貌勘测形成了地貌图，在海下5180米海底取回了21颗共0.8kg多的锰结核和海底沉积物样品。
科学研究发现，锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰，还含有镍、铜、钴、钼、钛等20多种元素。仅太平洋底的锰结核中便含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨，其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。
“不过，中国目前还没有开采锰结核的技术，‘蛟龙’号可以负责勘探、找矿，但不负责开矿。”徐芑南说。
潜水人员还首次采集到了1个巨型单细胞原生动物，形象扁平，像灵芝的样子。
下潜人员怎么选择作业目标？又如何抓取目标？
叶聪告诉记者，在目前的试验阶段，指挥部会在下潜前告知下潜人员需要完成采集的任务；另外，通过水声通信系统，母船上的指挥部能看到“蛟龙”在海底找到的东西，如需抓取即可下令。
为了看得清、看得远，“蛟龙”配有石英卤素灯、HID和HIM等8个水下灯源，今年还加装了10台LED灯，灯光能照射的距离为7—9米。它还装有2台高清摄像机、1台照相机等。
“具体抓捕，则需要靠驾驶员的视觉判断。”叶聪说。“蛟龙”号的载人舱有3个圆形窗口。3名下潜人员的座位前各有一个，其中主驾正对面的窗口直径为200毫米，另外两个窗口直径只有120毫米。考虑到海底压力的问题，这些窗口被设计成锥形，从里到外直径不断增大。
除了明亮的眼睛，“蛟龙”还有一双敏捷、轻巧的手。右手被称为绣花手，很精细，可以伸出，轻巧地张合手掌；左手是开关控制，肩、肘、腕各关节操控起来动作都很明显，力量大，可以用来抓住大块头的东西，包括起到锚定的作用。
不过叶聪坦言，目前机械手抓取生物的成功率不太高，“像海参，我们抓了六七次，跑了4次。”
对于机械手的问题，徐芑南说，温度、压力的变化对于机械手在海底的性能有一定的影响，接下来会具体研究。
3年来，中国深海载人潜水技术的每一次进步都来自这样的试验。入海的深度在不断加深，但“蛟龙”号的性能却通过不断试验和改进而变得更加稳定，潜次的执行率大幅提升，海底录像及照相能获得高清图像。
“5000米后，我们还有大量的工作需要改进，包括如何防止取样器里的样品跑掉、改进潜水器的定位系统、提升保存样品的技术、增强应对海上大风浪的能力等。”702所所长翁震平说。
为了取得最后的胜利——突破海下7000米，科研人员们的硬仗还将继续，但这也只是中国深海战略的开篇。
“蛟龙”成长记
1992年提议，2002年批复立项，2007年总装完工，2009年重启海试并下潜至海下1109米，2010年下潜至海下3759米，2011年下潜至海下5188米。
“蛟龙”开始难产，而诞生之后如雨后春笋，成长迅速。成长过程中虽然挑战很多，但都被迎刃而解。如果顺利的话，它将于明年迎接终极大考——抵达海下7000米作业。“蛟龙”号总设计师徐芑南说：“到那时我才能说‘蛟龙’成功了，现在还不敢高兴太早。”
诞生
2002年，已经66岁、退休6年的徐芑南接到来自国内的远洋电话，他的原单位——中国船舶重工集团公司第702研究所诚邀他挂帅担任载人深海潜水器研究工作的顾问。
10年前提出的项目，今天立项了，但人已老矣。徐芑南说他当时有这样的感叹。
1992年，702所向当时的国家科委(现科技部)提出研制6000米级的大深度载人潜水器，但由于国内对载人潜水器的需求还没有提到很迫切的程度，项目建议书没有通过。
虽然没通过，可702所的专家们在上世纪90年代并没有停止在此领域的探索。徐芑南领导的科研团队成功设计了海下6000米级无人无缆自治水下机器人。这一技术为载人潜水器的研发奠定了基础。
到了1999年，702所了解到俄罗斯有意与其合作研制大深度载人潜水器，于是又开始积极推动立项。同时，该所了解到中国大洋矿产资源研究开发协会(以下简称中国大洋协会)有应用的迫切需求，因此建议协会牵头来组织立项和研制。
2000年1月，一切有了转机，全国的专家开始多次开会论证。到了2001年12月，中国大洋协会、702所、中科院沈阳自动化所、中科院声学所、701所等单位的专家编写完成了《7000米载人潜水器总体方案论证报告》。
2002年6月11日，科技部下发了《关于十五863计划重大专项7000米载人潜水器启动的批复》，“蛟龙”被获准生产。这一年，徐芑南回国，受聘为总设计师。
随后，中国大洋协会与美、俄分别签署了部分零部件的加工合同，还与国内几家研究所签订了分工协议：702所负责研制潜水器的总体与集成；中科院沈阳自动化所负责研制潜水器控制系统；中科院声学所负责研制潜水器声学系统。
2007年8月底，7000米载人潜水器总装完成，“蛟龙”号诞生。不过此时它还没有名字。
出世没多久，“蛟龙”号便被移至水池，1个月后开始进行水池试验。在半年多的时间里，它经受了水池的全流程试验，以及水池内的应急浮标试验等。
2008年3月2日，载人潜水器通过国家海洋局组织的出所检测确认。这一年，潜水器被正式命名为“蛟龙”，取“蛟龙闹海”之意。
初试
2009年8月，海试队员奔赴南海进行海试，50米、300米共下水19次。2009年10月3日，在全国人民欢度新中国成立60周年大庆之际，“蛟龙”号成功下潜到1109米，完成既定任务。
初试虽然成功，但也暴露了一些问题，包括水声通讯设备的可靠性和抗干扰性、接地绝缘检测、底部支架、接地系统、VHF系统的改进，液压系统、稳定翼、视频系统、控制系统、声学系统的完善等内容。
“初次下海，问题不少，这也属于正常情况，为了2010年能顺利突破海下3000米，随后我们组织了大力度的技术改进。”徐芑南说。
2010年，3000米级海试研究的步伐加快，“3000米级海试研究实施方案”、“载人潜水器关键技术改进实施方案”和“载人潜水器声学系统技术改进实施方案”迅速出台。
2010年4月16日，载人潜水器再次被运抵水池，开始水池调试；5月31日上午，第二次海试起航仪式举行。
成熟
2010年5月31日至7月18日，海试49天，下潜17次，4次穿越3000米，最深的一次达到海下3759米。下潜人员还通过机械手把一面五星红旗和一个龙宫的标志物，放到了3759米的海底。那次海试的成功标志着中国成为美、法、俄、日之后第五个掌握3500米以上深度载人深潜技术的国家。
“但是那次海试作业时，机械手的操作、灯光、拍摄的效果都不是很好，海试后我们进行了改进。”叶聪说。
2011年7月1日至8月18日，又是海试49天，其中下潜5次，4次穿越5000米，潜次执行率得到大幅提升；首次获得海底高清录像，摄像技术得到发展。
但702所所长翁震平表示，还有大量的工作需要改进，包括如何防止取样器里的样品跑掉、改进潜水器的定位系统、提升保存样品的技术、增强应对海上大风浪的能力等。
徐芑南告诉记者，他们争取让“蛟龙”号在明年下潜至海下7000米，为此将作大量的技术调试和改进，但是否下潜的决定权在国家有关管理部门手上。他还告诉记者，未来“蛟龙”号可以充当深海的“找矿员”，发现那些蕴藏海底的取之不竭的矿产、生物资源。南方日报记者 赵杨 张胜波 发自无锡、广州 实习生 黄伟谦 何瑞琪 本版统筹：林亚茗 赵威