今年中秋, “蛟龙号”载人潜水器,从深海返回海面,顺利停靠在江阴港,历时102天的“蛟龙号”首个试验性应用航次任务完成。
昨天,浙江科技馆来了两位帅哥科学家,他们都与蛟龙号有关:一位是蛟龙号副总设计师朱敏;另一位,是参与2013年蛟龙号应用航次下潜的海洋生态专家刘诚刚。
朱敏是蛟龙号的设计者之一。从2003年开始设计到后期试验,一次次的海试,朱敏就像了解自己的孩子一样,知道蛟龙号每个部位的数据、功能,他带着观众,近距离地观察这条“入海蛟龙”的英姿。
刘诚刚是一位生物学家。他刚刚从海底回来,带回来了各种陆地、浅海看不见的生物品种。他说,海底真的像凡尔纳笔下的世界一样,游弋着人类尚没有解密的朋友。
船舱为何设计成直径2米的球
因为球的承压能力最好
蛟龙号的名字是征集来的。曾经最热闹的一个说法,中国的载人潜水器,取名叫做“哪吒”,咱去“闹海”!
“哈哈,不过我们想想,我们去勘探,不算是‘闹腾’。”朱敏说,最后定名“蛟龙”,有“蛟龙入海”的寓意,我们是去探秘的。
蛟龙号的外形,乍一看感觉是一个圆润润的“憨胖子”,像哆啦A梦。其实仔细瞧蛟龙号,它也是“前凸后翘”的。
“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,可以原地打转。
载人潜水艇在海底需承受的压力是非常大的,朱敏给观众展示了一个长、宽、高大约15*8*2公分的泡沫板。
“经过一趟海底旅行后,变成了一块不到巴掌大的薄薄的一片。”刘志刚拿出跟随他们团队这次潜入海底的泡沫板,经过海底的压力一“虐”,泡沫板体积顶多只剩下原来的3%左右。
“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。
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。
蛟龙号遇到危险怎么办
抛载系统可让它尽快浮出水面
“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。”
蛟龙号获得浮力的方式有N种方案,总的思路是,抛“家当”:
蛟龙号有一个潜浮压载抛载系统,可以抛掉1.3吨的重量;如需要紧急上浮,电池也是可以抛掉的;蛟龙号上还装了水银,有480公斤左右,紧急情况下,抛出去就可以使它获得浮力;此外,通过排水也可以获得浮力。
可是台下从来没跟着蛟龙号下过海的观众,比下过海的两位科学家都担心,还不放心,连着追问极端“囧境”出现,“蛟龙”怎么应对——
“如果蛟龙号在深海被洋流、海洋生物啥的给缠绕到两块大石头中间,卡住了,这怎么办?”观众问。
“这样的问题,如果要出现,一般会出现在一些突出的部位,比如机械手。”朱敏说,如果真是遇到洋流纠缠,这简直是让蛟龙号陷入了荆棘地,一般科学家不会让这种情况发生。如果真的倒霉碰到这个情况,就得忍痛割爱——机械手,不要啦。
当然,蛟龙号至今下潜了60多次,从来没有出过故障。
从海面到海底温度变化大
下潜过程就像经历了四季
今年8月11日,刘诚刚第一次参与蛟龙号的下潜任务。
“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。所以“蛟龙入水”,体验跟杭州湿嗒嗒的阴冷天,有点接近。
刘诚刚和团队这次下潜的区域,在东太平洋,距离夏威夷大约1000海里的位置,下潜深度在5272米。苍茫大海里,选择这个点“钻海底”,刘诚刚是带着一个疑问“潜”下去的,“蛟龙号5000米和7000米海试时,每个航次从所有潜次视频和照相资料只能分析出10多种巨型底栖生物,这个量其实非常少。”
刘诚刚从海面到海底,就一直靠在载人舱的舷窗边,“其实在陆地上看,跟到海底亲眼所见,真的不一样。”蛟龙号一着到海陆,边上就围绕着各种海洋生物:海参,海绵,珊瑚……都是新奇的种类,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。
“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。”
“可以看到一些星星点点的东西,飞来飞去。所以得人下去啊,实境观察,和理论研究还是很不一样的。清晰度,颜色,都是另外一个世界。”刘诚刚给大家介绍了几种新奇生物物种:
比如一种金色珊瑚。“生活在几千米海底的冷水珊瑚,我这回就看到了。它们完全适应很低的温度,也不需要阳光,利用海底悬浮的一些有机物生存。”
从PPT上看,这些珊瑚的形态和浅海能捡到的不太一样,普通珊瑚的主要成分是碳酸钙,但这只珊瑚的主要成分是角质,所以它们不容易被腐蚀,虽然这只珊瑚看上去细胳膊细腿儿(因为海底食物少),但刘诚刚说,它的寿命,比别的珊瑚更长。
刘诚刚说,蛟龙号接下去的任务,是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,这些海区海洋生物多样,“这可为将来保护海底生态环境提供科学资料。同时我们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。”(记者 章咪佳 通讯员 周丝韵/文 钮春皓/摄)