“奮鬥者”號下潛10909米：我們為什麼要做深海探索？_風聞

在我們生活的這個藍色星球上有四個極點，南極北極點和最高最低點。其中，馬裏亞納海溝就被稱為“地球的第四極”，其深度相當於一座珠穆朗瑪峯再加一座華山。

想象一下，如果把地球的所有海水抽乾，那麼地球就像一顆被啃掉皮的乾癟果子，馬裏亞納海溝就是地球上被“啃掉”的最深一口。

馬裏亞納海溝的底部，黑暗無邊，壓力極大，根本也沒有什麼生物可以存活，但這裏卻是所有深海探索者心目中的聖地，也是各個海洋大國展示深海探索實力的終極目標。

11月10日，我國最新一代載人潛水器“奮鬥者”號成功在馬裏亞納海溝坐底，最終抵達的深度是10909米。

那麼，人類為了潛入海洋最深處，付出了怎樣的努力？我們除了在深潛領域實力“秀肌肉”的意圖之外，還可以從深海探索中找到哪些其他價值呢？

這次讓我們一起走近深海吧。

深潛技術：人類是如何向海底進發的？

對於出生在內陸山區的我來説，最早對于海洋的想象來自於法國科幻小説家儒勒·凡爾納的《海底兩萬裏》。現在依稀所記下的情節就是那個博物學家和他的兩個同伴被鸚鵡螺號潛艇救下的畫面，還有就是船長尼莫告訴他們在海底可以有滿足鸚鵡螺號生存的一切資源，海里也有牧場、礦藏。當時這一切新鮮的知識令人神往。

（《海底兩萬裏》插畫）

要知道，《海底兩萬裏》是一百五十多年前的一部小説，對於當時的歐洲人來説，小説中描述的海底世界的見聞和鸚鵡螺號的先進科技都充滿了魔幻色彩。凡爾納在這部小説中融合了當時歐洲科學家對于海洋生物、地理大發現之後的海洋版圖以及當時最先進的電力等科技的元素，也加入了個人非凡的想象。

在對海洋的探索上，東西方世界其實都已經很早就開始了，但一直以來主要是西方各國的科學界主導了深潛技術的發明和對海洋的探索。

傳説在公元4世紀時候，那個試圖征服世界的亞歷山大大帝，曾經親自嘗試把自己裝入玻璃罐中潛入海底。而在1637年宋應星所著的《天工開物》中，記載了我國南海地區早就流行不穿戴特殊裝備就可以潛水採集海珠。

最早的潛水服來自於16世紀那個非凡的藝術和發明天才達芬奇，為了讓士兵能從水下攻擊船隻，他發明了一種用皮革製成的潛水衣，甚至還為這個發明繪製了草圖。後來，在1531年時候，這套潛水衣被人做了出來，在羅馬皇帝卡里古拉的遊船上供人們用來潛水。這成為最早使用潛水服的記錄。

（左：達芬奇發明的草圖；右：哈雷發明的原型圖）

現代意義上的潛水鐘是在1691年由天文學家哈雷發明的，已經頗有潛水艇和潛水服的雛形，但是並不實用，直到1715年，約翰·萊斯布里奇改進了這套衣服，並把它完全密封在氧氣裏。這套裝置被用來從沉船中打撈貨物，但也幫助潛水尋找珍珠、海綿和珊瑚。後來，它也被用於水下建築工程，如橋樑的搭建。

到18世紀末，潛水服和一個封閉的球形金屬頭盔正被廣泛使用，這套裝備改善了泵的技術和閥門，使空氣可以正常流動。1865年，第一次開始使用壓縮空氣罐潛水，而不是用空氣軟管拴在水面上。經過幾十年的修補後，潛水員通過攜帶自己的壓縮空氣，在水下保持呼吸。

（第一個封閉式水肺）

最後集大成者設計出現代潛水用的水肺就是雅克·庫斯托，他也是歷史上最著名的潛水員，被稱為現代潛水之父。後來出現了氧氣瓶，這兩者一結合，就成了我們現在常見的潛水裝置。

潛水服的改進，只是能讓人類下潛到水下30多米的深度。而想要實現真正的深潛，就必須發明帶有封閉壓力裝置的深潛器。

最早的深潛器是由美國科學家威廉•畢比和奧蒂斯•巴頓發明的一個空心潛水球，1930年在百慕大首次嘗試成功下潛到水下183米。第二次成功下潛到了923米。這兩次的成功深潛，真正引起了美國社會的關注和社會反響。

世界上真正意義的載人深潛器，是在1953年，瑞士人奧古斯特•皮卡德設計的深海潛艇“的裏雅斯特” 號。1960年，經過改進的“的裏雅斯特號”承載兩個人深潛到馬裏亞納海溝的10916米處，停留了20分鐘，一舉打破深潛的最高紀錄。

（身處“裏雅斯特”號的工程師Jacques Piccard、美國海軍上校 Don Walsh）

由於六十年代固體浮力材料的出現，美國的阿爾文號、法國鸚鵡螺號、俄羅斯和平一號和二號、日本深海6500等陸續製造出來，這些潛水器被稱為是第二代載人潛水器。

（阿爾文號）

值得一提的深潛器“阿爾文號”，可謂是最成功的一艘潛艇，不僅參與過泰坦尼克號的搜索，還在1966年協助美軍在地中海當中找到一顆遺失的氫彈。美國海軍的“海崖”號深潛器使用鈦合金作耐壓殼材料，該潛器下潛深度為6100m。法國1985年研製成的“鸚鵡螺”號潛水器最大下潛深度6000米，累計下潛了1500多次，完成過多金屬結合區域，深海海底生態等調查，以及沉船、有害廢料等搜索任務。

在探索深海的道路上，第三個踏入馬裏亞納海溝的人則是美國導演詹姆斯·卡梅隆。2012年3月，卡梅隆乘坐“深海挑戰者”號深潛一萬米，在馬裏亞納海溝待了近3個小時。當時我國首台自主設計、自主集成研製的作業型深海載人潛水器“蛟龍號”，載人潛水器7000米級海試成功。這一比較在當時還曾一度引起國人的憤慨，認為舉國之力研發的深潛器還比不上一個導演的遊玩裝備。

這一比較雖然説明我國在深潛技術上的起步較晚，但其實也有一定的誤會，那就是我國在深潛技術上的發展速度並不慢，而只是需要有足夠的時間來驗證我們自主研發的技術實力。

後發而至：中國深潛技術50年

從以上深潛的演變史來看，大部分時間裏都是西方國家在參與其中，這是一個不爭的事實。

從20世界60年代開始，西方發達國家，特別是那些海洋大國，更是加快了對深海大洋底部的探索和開發，各類調查船、鑽探平台、探測裝備、無人、載人、遙控深潛器、機器人、海底檢測網等技術相繼出現，深海探測進入一個熱鬧非凡的階段。

由於深潛技術的難度和研發、試驗的複雜性，深潛既是一個狹窄的應用領域又是一個非常燒錢的研究領域。

作為一個海洋大國，我們開始投入到深度海洋的探索的時間不能説早，只能説還不算太晚。1986年，我國的第一台水下“7103”號首航成功，邁出了深海探測的第一步，但是“7103”救生艇下潛深度只有300米，航速只有4節。這是依託於當時我國著名的“863計劃”這一科研發展計劃的支持。

1995年，我國6000米級水下無纜機器人CR-1試驗成功。但載人深潛器的研製上面，我國當時還遠遠落後於歐美日本等國家。在2002年，我國開始了“蛟龍”號的正式立項，直接跳過2000-3000米的“中間產品”，目標是“要到7000米的深海去”。

但這一過程並不順利，中國的科研技術人員要面臨一系列國外的技術封鎖，還有自身在材料、設計、加工、水聲通信、聲納探測、水下電池、機械控制等領域的挑戰。

2012年，最終在7000米級載人潛水器“蛟龍”號研製完成後，科技部啓動了4500米級載人潛水器關鍵技術攻關工作，目標是在“蛟龍”號研製與海試的基礎上，推動我國大深度潛水器關鍵技術和核心部件的國產化、功能化、譜系化，並帶動深海技術相關產業的發展。

在2016年，“全海深載人潛水器總體設計、集成與海試”項目正式立項。我國陸續在潛水器材料、密封工藝、通信等技術上實現了突破。2017年，我國自主研發的“深海勇士”號4500米載人潛水器研製成功。到2018年初，全海深載人潛水器的浮力材料完成了定型測試，開始生產。2019年，載人艙球殼採用了全新的鈦合金材料和創造性的瓜瓣焊接方法，使得載人艙球殼順利通過各項性能和指標的驗收，正式交付。

自此，我國的載人潛水器有了進入萬米海底進行試驗的底氣。今年3月，這一全海深載人潛水器開始水池測試和潛航員的合練，6月，開始進入海試階段。

11月10日，由公眾徵集的“奮鬥者”號萬米載人潛水器首次成功坐底馬裏亞納海溝10909米處。11月13日，“奮鬥者”號和它的“專用攝像師”“滄海”號第一次雙“潛”合璧，完成海底聯合作業，實現全球首次萬米深海高清視頻直播。

今天的“奮鬥者”號，不僅實現坐底萬米深海，還具備世界先進的近底自動航行、懸停定位和水聲通信功能，標誌着我國載人深潛由集成創新向全面自主創新的真正突破。從一片空白、到大幅落後，再到現在部分技術領先，我們用50年時間就完成了這一歷史性超越。

萬米載人深潛：我們為什麼要進行深海探索？

1970年，贊比亞修女 Mary Jucunda 給NASA太空航行中心的科學家斯圖林格寫了一封信，大意是“目前地球上有那麼多孩子吃不上飯，為什麼他會捨得為遠在火星的項目花費數十億美元”。很快，斯圖林格為Jucunda修女回了一封信，最後NASA以《為什麼要探索宇宙》為標題公開發表。

這封信有一個核心的觀點就是，科學探索的研究看似無法直接提高人類現實生活的福祉，但是科學探索中的技術未來將可能用於人們的生活當中，幫助人類克服生存難題。比如顯微鏡的發明幫助人們認識了細菌感染，消除了絕大多數的瘟疫之苦；探索太空的工程也將幫助人類克服未來面臨的種種危機。

解決現實問題的技術突破，往往不是按部就班就可以得到，有時候必須來自一個充滿挑戰的宏大目標，才能夠激發出人類強大創新精神，能夠燃起的想象力和堅定的行動力，最終能夠產生許多意想不到的重大發明。

對于海洋的深海探索，就是這樣的一個能夠激發強大創新力的目標。萬米深潛所具有的新型堅固材料以及高壓強下的機械操作、水下通信等技術都將是極端考驗，同樣也會使得人類對於未來在海洋當中的生存提供技術積累。

現在，人類對於深海的研究和認知比對太空的認知都要少，進入深海的人數也遠遠低於進入太空的人數。在地球上，深度超過2000米的深海，佔據地球表面的3/5，無論温室氣體排放的歸宿，還是氣候長期變化的源頭，都可能追溯到海底深層。

另外，深海底部距離地球內部最近的地方只有7公里，通過海底探索也可以揭示板塊運動的規律、窺探地球內部的真相。關於人類的起源、生物進化和地球演變的奧秘，可能都需要從深海探索當中找到答案。

探索海洋的奧秘，不僅是一件滿足人類科學探索的事情，還是一件事關國家海洋安全和深海資源開發的事情。

20世紀後期，世界海洋強國對於深海的勘探開發進入了一場海洋的“圈地運動”時期，海底豐富的礦藏資源成為亟待開發“藍色土地”。按照國際慣例，深海勘探奉行“平行開發”原則，海底礦區，一半歸國際海底管理局託管，另一半歸勘探發現者，誰能探索，誰就有了專屬勘探權和商業開發權。

2001年，中國大洋協會和國際海底管理局簽訂《勘探合同》，在東太平洋海域獲得7.5萬平方公里多金屬結核礦區的專屬勘探權和優先開採權。如果沒有相應的深海開採技術，未來這些埋藏海底的礦藏或將無法為我們所得。

現在，萬米載人潛水器，就猶如太空飛船一樣，搭載着科研人員進行深海探測和科學實驗，一方面驗證着我國在深海探測工程上面頂級的工程技術水平，一方面為我們認識海洋、開發海洋做出卓越的貢獻。發展深潛技術，將為我國能在深海探測和未來的深海開發中積累成熟的技術和經驗。

在我們這顆藍色星球，生命正是從海洋當中誕生。16世紀的“地理大發現”，使得人類可以從海洋表面探索整個地球，而到今天，我們可以向海洋深處進發，縱向探索地球演化和人類最初的奧秘。

這一次，我們不再缺席。