“奋斗者”号如何潜入万米深海?听潜航员讲述海洋科考重器奥秘
作者: 来源:福州日报 访问:524 日期: 2023-05-31

家长带着孩子近距离感受“奋斗者”号魅力。记者 欧阳进权 摄

“‘奋斗者’号如何下潜到万米深渊,又怎么上来”“它在深海如何工作”……16日,马尾船政文化城码头热闹非凡,“探索二号”科考船应邀参加“5·18国际博物馆日”,与福建船政文化管委会联合举办公众开放日活动,让市民游客近距离感受海洋科考重器的魅力。

活动现场,最受欢迎的当属“探索二号”科考船搭载的“奋斗者”号。据介绍,“奋斗者”号是我国首台具备全球海域载人进入能力的重要装备,也是首台拥有自主知识产权的全海深载人潜水器,服役近三年来,完成190次下潜,110人搭乘奋斗者号下潜,其中32人下潜到万米。

潜入万米深海并非易事。“水下11034米是世界最深处马里亚纳海沟的深度,那里的水压相当于50头蓝鲸或者2000头大象在你头上蹦迪。”据现场的科考船潜航员介绍,水压越大,对设备抗压要求越高,经过多年的不断优化和上千次的测试,我国自主研制的新型钛合金强度高、韧性好,“奋斗者”号因此可以顶住巨大的海底压力。

具备了潜入深海的“体格”,“大家伙”如何在万米深海间穿梭?

据悉,由于“奋斗者”号在空气中重量约36吨,借助四块压载铁和顶部压载水箱注满海水,此时重力大于浮力,便开始无动力自主下潜。“整个下潜过程就像坐电梯一样,特别平稳,不会颠簸,由于未离开地球,也不会有上太空那种失重的感觉。”科考船潜航员说。

而潜水器要想完成下潜/上浮,离不开自身携带的压载铁。记者了解到,“奋斗者”号舯部共装配四块压载铁,总重量将近2吨,在下潜时,借助4块压载铁和顶部水箱注满海水,可加速下沉。当“奋斗者”号即将抵达预定深度时,先抛掉两块压载铁,让“奋斗者”号在深海处于中性浮力状态从而进行高效作业。当“奋斗者”号完成作业,准备上浮时,再抛掉另外两块压载铁,潜水器浮力大于重力便开始上浮。

此外,上浮过程中,潜水器会通过前后螺旋桨助力上浮。上浮到接近水面时还会将压载水箱逐渐排空,增加潜水器干舷,方便“蛙人”挂缆进行潜水器回收作业。同时,上浮过程所需的浮力是由潜水器装配的浮力块提供的。“安装浮力块相当于给‘奋斗者’号套了一个救生圈。浮力块由成千上万个微米级大小的玻璃微珠组成,它们不仅能为潜水器提供足够的浮力,自身也非常结实,经得起海底水压的考验。有了它们,潜水器才能一次次安全地返回水面。”科考船潜航员介绍。

在深海作业,“奋斗者”号需要克服的还有用电难题。潜航员介绍,由于下潜深度太大,没有光电缆和柔性脐带缆连接,无法补给电力。“‘奋斗者’号下潜/上浮速度平均为60米/秒,因此要到万米深海作业,下潜和上浮约3个小时,水下作业6小时以上,每次下潜都要12小时以上。”潜航员说。

深海高压下,如何保证“奋斗者”号的锂电池安全?据介绍,“奋斗者”号的锂电池,与普通电池不同,每批锂电池在成组前,都要严格进行撞击、针刺、海水浸泡、短路、过充、过放等十几项安全抽检,还要进行超过万米压力环境下的安全测试。只有通过层层测试,才能成为一块合格的“能量包”,保证“奋斗者”号的绝对安全。

除了“奋斗者”号,在“探索二号”科考船的甲板上,水下机器人“狮子鱼1号”和深海爬行式移动作业平台同样备受关注。

据介绍,“狮子鱼1号”作业级遥控操作水下机器人(ROV)针对深海科考的实际需求,开展海底视频观察、海底取样、布放回收海底装备等任务。外形类似坦克的深海爬行式移动作业平台,则为海底行走及重型作业任务设计,能够搭载岩石破碎头、钻机、链式切割、机械手等模块,完成海底行走、岩石破碎、挖沟和岩石样本采集等作业任务,它采用宽履带高履齿的行走方式,不易沉陷或打滑,具有复杂地形的行走和越障能力。同时他们与母船通过缆绳连接,所需动力能量可通过母船源源不断地供给,因此在水下可以超长续航地进行作业。(记者 欧阳进权 通讯员 毛淑文)