从浅海到深海,从潜⽔者到深潜器,⼈类是如何⼀步步⾛向海底的?⽽制造⼀台深潜器有多难?
神秘的海洋⾃古以来就是孕育神秘传说和伟⼤探索梦想的温床。⽆数神话与科幻作品的灵感来源于那⽚深蓝,⽽⼈类对于它的探索从未停⽌过。
在公元前4世纪,波斯帝国就出现了世界上最早的职业潜⽔者——负责从海底的沉船中打捞货物和珠宝。此外,地中海东岸采珍珠的腓尼基⼈、⽇韩等地的海⼥以及我国⼴东地区的古代疍⺠,也⽤⾁身探索了全球各地物产较为丰富的近海海域。
16世纪,英国科学家威廉·伯恩第⼀次提出了潜⽔艇的设想。他在1578年设计了⼀艘由⽪⾰密封,以⽊条为⻣架,可以在⽔下滑⾏的“⽊桶”。
潜⽔艇的出现极⼤地开阔了⼈类的视野,从此之后那层厚厚的海⽔开始慢慢变“薄”,深海的迷雾被⼈类逐渐揭开。但是,潜⽔艇的下潜深度⾮常有限,各种潜艇的⼯作极限深度只有⼏百⽶,想要下潜到更深处,普通的潜⽔艇是远远不够的,需要专⻔的深潜器。
1928年,美国⼈巴顿⽤钢铁制造了⼀个球型潜⽔装置。这个“球”内置简单的照明、呼吸和通讯设施,⾄于动⼒系统、⽣命维持系统之类现代深潜器标配⼀概⽋奉,只是靠着与⺟船连接的⼀条钢索+电缆下潜与上浮。
向深渊进发、探索未知的欲望还是驱使着⼈类不断下到更深。之后的⼏⼗年⾥,深海探测技术的发展势头如⽕如荼,最值得⼀提的深潜器有两台:⼀是瑞⼠探险家⽪卡德在巴顿的球型深潜器基础上改进、建造的“迪⾥亚斯特号”。
它因1960年作为第⼀台深潜⾄⻢⾥亚纳海沟底部的载⼈潜⽔器⽽名留⻘史。另⼀台则是1964年服役的美国“阿尔⽂号”。它的下潜深度4500⽶虽然不到迪⾥亚斯特号的⼀半,但它在接近40年的服役时间中下潜了4000多次,是深潜器界当之⽆愧的“劳动模范”。
深潜器,真的不是你想造就能造。仔细⼀看上⾯拥有深潜器的国家名单就会发现,深潜器家族虽然看上去欣欣向荣,许多国家都参与到深海科研项⽬当中,但是能制造深潜器的,迄今为⽌还是那寥寥数个科技⼤国。
其实,深潜器制造就像航天⼯程,是⼀个由多种⼯业部⻔协同合作才能成⾏的“⼤项⽬”。我们来举⼏个例⼦:
1. 抛掉与⺟船连接的粗笨“辫⼦”。要潜到⼏千⽶深的⽔下,像巴顿那样的构造简单的“⾦属球”是万万不够的。它的体积太过狭⼩,没法容纳更多的空⽓,下潜时间⼗分有限;只能由钢索牵引上浮与下沉,活动范围受限于⺟船以及钢索⻓度不说,随着钢索的不断加⻓,钢索断裂的⻛险也会随着深度增加⽽⻜速上升。
2. 让深潜器与海⾯保持通讯。⽔下的情形⼗分复杂,纷扰的海流、好奇的海洋⽣物、操作过程中可能产⽣的误差都是对深潜器的威胁,深潜器必须时刻保持与⺟船的通讯。但是,电磁波在⽔下的衰减⾮常快,最远通讯的距离还不到千⽶。因为声波在⽔中传播时衰减远⼩于电磁波,就成了第⼀选择。
3. 深海对深潜器最⼤的考验还是巨⼤的压强。如果我们把⼀辆⽇常⽣活中常⻅的油罐⻋丢⼊海⾥,在空载的情况下⼤概⼗⼏⼆⼗⽶的⽔深就⾜以把它压成⼀⽚扭曲的铁⽪。在万⽶深海,深潜器其他部位也是灌满了海⽔,内外压强⼀致不⾄于被压成废铁,但是装有深潜员的球状载⼈舱不成,它的表⾯每⼀个点所承受的压强⼤概为100.6MPa,换算成⼈话就是每平⽅⽶1万吨的压⼒。
最后,⽤“蛟⻰”号⾸批潜航员、“载⼈深潜英雄”傅⽂韬的话来结束吧:“深海探测,既是海洋资源勘探、科学研究的需要,也是环境保护的需要。作为深海探测的重要⼀环,我国载⼈深潜事业的不断发展,推动了海洋强国的建设,⼤⼤提升了我们的⺠族⾃信⼼和⾃豪感。”