解密480米深潛實驗:中國人首次走進此極限區域
作者:曹颖
去深海 480米深潛實驗內情
飽和潛水的巨大經濟、軍事戰略價值,都值得國家的鉅額投入、科研人員的艱苦攻關和潛水員的犧牲奉獻
深潛400米,人類必須突破一個“轉折點”---進入人體耐受的極限區域,生理負荷迅速升高。中國人,第一次走進這個極限區域,並將模擬深潛的紀錄定格在480米。
9月6日,四名潛水員結束了飽和潛水高壓實驗艙內19天的模擬水下生活,平安出艙。他們的中樞神經功能、體能智力、心理情緒和呼吸、脈搏、血壓、體液等各項生理指標正常,感覺良好。
在潛水員的藍色工作服上,清晰印着這次實驗活動的代號“潛龍”。《周易》有云:“飛龍在天、潛龍在淵。”在人們對航天英雄耳熟能詳之時,“潛龍在淵”的水下勇士,以及他們所代表的深海潛水研究,同樣值得注目。
在商業潛水中應用的飽和潛水技術已比較成熟,300米以淺飽和潛水已經廣泛應用,而超過400米的所謂大深度潛水,有着不同的含義。近20年,德國、日本在大深度飽和潛水方面做了大量工作。日本平均每年一次進行大深度飽和潛水實驗和訓練;德國則認為,超過400米,更強調其軍事意義。
英、美、瑞士、挪威、法、德、日本、俄羅斯等八國已先後突破400米深度。此次中國人向480米深度所作的嘗試,刷新了模擬飽和潛水載人實驗的亞洲紀錄,使中國成為世界上第九個掌握突破400米深度、潛水員直接暴露在高壓環境下作業技術的國家。
實施本次實驗的海軍某醫學研究所政委黃孝虎告訴《瞭望東方週刊》記者,這一實驗圍繞着海軍戰鬥力建設、圍繞着國家的海洋戰略推進,旨在為潛艇事故援潛救生提供技術儲備;同時,也可大大提高國家的海洋開發能力。
事實上,在不久前的墨西哥灣海底漏油事件發生後,中國企業開始關注深潛技術---一旦海上油井出事,要封堵,除了裝備,還要有人下去保障。
人類能觸摸多深的海底
上世紀50年代開始,核潛艇、海上石油開發等軍事和民用技術的推進,海上航運業也隨着大戰後的經濟復甦而勃興。但問題也同時出現:戰略意義的潛艇一旦在海中失事怎麼辦?水面船舶一旦失事該如何打撈?這些都離不開一批人---具備深水作業能力的潛水員。從人體結構來講,具備承受一定水下壓力的能力,經過訓練的潛水員承壓能力更強。但人類在潛水時也發現了一個死敵---減壓病。
簡單來説,在幾十米的水下,人呼吸壓縮後的普通空氣就行。但隨着深度增大,水下呼吸普通空氣,其中的氮氣在高壓下易引發“氮麻醉”,而且呼吸阻力也隨水壓增大。這時只能呼吸氦等惰性氣體和氧的混合氣體來進行更深的潛水作業。而惰性氣體吸入後會融進人體血液,這就決定潛水員在水下作業時間越長,上浮減壓的過程就越長,潛水作業效率將大大降低。如果不按規程進行減壓,溶解在體內的惰性氣體將在潛水員的關節或身體組織中形成氣泡,會造成嚴重的減壓病,甚至會危及生命。
“我們海軍的一些潛水老前輩,當初的拼命精神非常令人震撼,他們不但在水下艱苦工作,而且還要忍受長時間水下緩慢減壓的過程。”一位參與實驗的潛水員告訴本刊記者。
無論是潛艇救援還是水下打撈,總需要時間越短越好。然而為了避免潛水減壓病,反倒限制了潛水員的工作效率。實際上,人類能在水下待多長時間,能潛入多深,不僅取決於高氣壓對機體的作用,也決定於潛水效率。能不能創造一種環境和條件,避免潛水員每次水下作業後繁瑣的減壓程序,使減壓時間並不隨着水下作業的延長而增加,就成了大深度潛水的核心問題。
1957年,美國海軍潛水生理學家邦德提出了“飽和潛水”的概念。即潛水員在高氣壓下長時間暴露,體內各組織體液中所溶解的惰性氣體達到完全飽和,使潛水員可以停留在高氣壓下幾天乃至幾十天,反覆、長時間進行水下作業,待預定作業任務完成後,一次減壓出水。
而且科學家還發現,從飽和潛水深度繼續向更大深度下潛,在一定深度時程範圍內返回原深度,可不經過減壓的程序。這就是巡迴潛水的概念。
以中國模擬飽和潛水實驗為例,480米為模擬飽和潛水深度,493米則是巡迴潛水的深度。
美法兩國對“飽和潛水”的成功實踐,極大促進了深海水下作業的發展。1988年,法國進行了一次飽和—巡迴潛水實潛試驗,潛水員在地中海水下534米海底完成有效作業任務,這是人類不借助深潛器真正到達的最深水下深度。“飽和潛水”功不可沒。
半世紀前沉沒的萬噸巨輪
美國人首先提出了“飽和潛水”的概念,因此美軍不但很快進行了一系列有關“飽和潛水”的實驗,而且在1962年成功組織了代號“人在海中”系列試驗。這是世界第一次海上飽和潛水試驗,成為開拓海洋內層空間的先驅。
幾乎同時,法國在1962年也組織了代號為“大陸架—I”的海上飽和潛水實驗。
美法兩國在該領域的競爭長達20多年。1981年,美國完成“亞特蘭蒂斯 III”飽和潛水模擬實驗,三名潛水員在模擬686米的深度停留了24小時,在650米的深度整整待了7晝夜;而7年後,法國就在地中海完成了深度為500米的飽和—534米巡迴潛水實潛試驗,在1992年又實現了模擬深度701米,這個紀錄至今無人打破。
隨着飽和潛水技術的成熟,一些發達國家例如瑞士、挪威、德國、日本也投身其中。相對於美法兩國的紀錄競爭,他們或側重海洋開發的經濟利益,或出於海上戰略位置的考慮,更注重通過飽和潛水實踐,培養大批熟悉這一技術的潛水員。例如瑞士、挪威、德國進行過多次飽和潛水試驗,目前在商業海上救援、深海打撈領域已經具備頂尖實力;而日本則保持着450米的海上實際飽和潛水亞洲紀錄。
中國飽和潛水起步較晚,但發展迅速。海軍某醫學研究所政委黃孝虎對記者説:“我們醫學研究所的成立研究方向之一,潛水科學。該學科的發展,完成了一系列重大軍事和民用潛水作業任務,如1963年的‘躍進’號沉沒原因的探摸。”
1963年5月1日,我國自行設計製造的第一艘萬噸級遠洋貨輪“躍進”號,在由青島駛往日本門司港的途中沉沒。在冷戰背景下,這艘巨輪的沉沒原因備受關注,勘測調查因而格外關鍵。