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　　6月24日，这一天，在西太平洋马里亚纳海沟，中国“蛟龙”号载人潜水器成功冲击7000米，最大下潜深度达到7020米。

　　从刚起步时的50米到去年的5000米，再到今日的7000米，在走向海洋的征程中，中国科技从无到有，后来居上。中国深海高新技术装备的研发和应用能力已达到世界先进水平，中国具备载人到达全球99.8％以上海洋深处进行作业的能力，在技术上从海洋大国向海洋强国又迈出重要一步。

　　一问 身高体重是多少

　　“蛟龙”号这个“小胖子”外形像一条鲨鱼，有着白色圆圆的“身体”、橙色的“头顶”、红色的尾翼，身上印着淡蓝的“蛟龙”二字，以及红艳艳的国旗，在它身上，还印着“863”和中国大洋协会的标识——2002年，中国科技部将“蛟龙”号深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划（863计划）重大专项。

　　它长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米，在空气中重量不超过22吨，有效负载220公斤；最大下潜深度7000米；最大速度为每小时25海里，巡航每小时1海里；载员3人；正常水下工作时间12小时。

　　从维护支架爬到“蛟龙”头顶，顺着一架直通潜水器内部的直梯进到潜水器的载人球舱，载人球舱内部直径有2.1米，球舱里并没有为潜航员设置坐椅，球舱地板上铺有地毯，地板中央位置有一块凹槽，潜水器主驾驶就坐在地板上，脚可以刚好放在凹槽里。主驾驶左右两侧的舱壁下放着一摞坐垫，这就是两名乘员的座位。主驾驶位置面前的一大堆屏幕和按键是主控面板，所有设备的启动和操作都在这里进行，包括潜水器的操纵杆、水声电话终端、主机械手和副机械手的控制器都集中在这里。

　　主驾驶面前一共有四块显示屏，三块是水下高清摄像机的显示屏，另外一块则显示着潜水器的各项状态数值，包括动力储备情况、潜水器姿态、工作时间、下潜深度以及实时报警信息等。这些屏幕都是触摸式的，潜航员可以轻松地在第一时间获得任何想要的数据。

　　潜水器的操纵杆很像仿真飞行游戏手柄，可以方便地控制潜水器在水中的运动姿态，而两个机械手的操作杆并不是固定在控制台上的，而是可以取下来放在潜航员们的膝盖上进行操作。据介绍，“蛟龙”号装备的两个机械手各有分工，一个主攻精细化操作，但力量较小，另一个力气很大，但动作相对“粗狂”。

　　潜水器主驾驶座位前还有一个直径20厘米的有机玻璃观测窗，两侧乘员座位前各有一个直径12厘米的观测窗。据介绍，从三扇观测窗往外看，三个视野是相互有所重合的，这也使得三名潜航员在水下的观测视野不会有死角。

　　潜水器乘员座位背后有一堆蓝色和黑色的钢瓶，这是与乘员生死攸关的生命支持系统。其中，蓝色钢瓶装载着氧气，黑色钢瓶装载着空气，最多可供三名潜航员84小时呼吸。生命支持系统是电脑自动控制的，一般情况下不需要人工干预。在紧急情况下，潜航员也可以对其进行人工调整。

　　除了主控系统和生命支持系统，“蛟龙”号载人球舱内部还安装有两套水下通信系统，所有这些复杂的系统由六到七台计算机控制，为潜航员在各种情况下与母船之间畅通联络提供了保障。

　　二问 为何下潜7000米

　　日本下潜到6500米的深度，美国的下一阶段目标也是6500米。那么，我们为什么要冲击7000米？7000米，究竟是个什么概念呢？

　　首先，海底7000米，这一深度将使中国可以触及地球上99.8%的海底。

　　其次，目前世界上只有美国、法国、俄罗斯、日本拥有6000米级载人深潜器。如果这次“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试成功，那就意味着中国创造世界作业类载人潜水器的最大下潜深度。

　　最后，按照1982年《联合国海洋法公约》规定，世界海洋划分为各沿海国管辖海域、公海和国际海底区域，而后两者统称为国际海域，即俗称的深海大洋，它占据了地球表面的49%，其间不乏价值“万亿美元”的金属矿产和油气资源。按照国际惯例，深海勘探奉行“平行开发”原则，即为了保证海底资源人类共同享有的公平性，勘探发现者需返还矿区面积的一半，交由国际海底管理局托管。同时为了保证先驱投资者的权益，勘探发现者享有剩下50%矿区面积的专属勘探权和优先商业开发权。

　　“蛟龙”号7000米级海试现场副总指挥崔维成在接受记者采访时说，中国的载人潜水器最终目标是挑战1万1千米深度，真正成为载人深潜发达国家。

　　崔维成，中船重工702研究所副所长，2002年起担任“蛟龙”号载人潜水器的第一副总设计师、总体与集成子项目负责人。“蛟龙”号每到一个新的海域进行海试，年近50的他都要作为第一次下潜试验的试航员亲自上阵。

　　“这是作为潜水器设计师，对团队负责任的一种态度。”他说，“海试的安全责任首先应由我们设计师来承担，我们首先确认潜水器没有安全问题了，才会让其他的潜航员下去，这也是行业里不成文的规矩。”

　　“有了‘蛟龙’号，我们算是挤进了世界载人深潜‘高技术俱乐部’。成功实现了主要设备的国产化，中国才能被称为这个舞台上不可或缺的一分子。”崔维成说，“最终，我们要做出1万1千米级的载人潜水器，在海洋最深处的海底自由航行、作业，这样，中国就真正成为载人深潜发达国家。”

　　三问 哪些技术升级了

　　从1000米、3000米、5000米，再到如今挑战7000米，“蛟龙”号在下潜技术上又有哪些变化？“蛟龙”号第一副总设计师崔维成表示，这次下潜，做了一些细微的调整。崔维成介绍，“蛟龙”号在5000米海试过程中，主要发现灯光配置有的地方太亮，有的地方太暗，所以把灯光的位置重新再调一调。另外摄像机系统去年录像的时候数据传输方式质量不是很好，今年再把它改进一下。潜水器主要改进就是在今后应用方面再做一些技术上的完善。

　　潜航员唐嘉陵说，为应对此次海试，“蛟龙”号主要进行了两方面的改造升级。“一方面是对机械手进行了升级改造；另一方面是对海底灯进行了重新设计。”“蛟龙”号每一个单体设备都进行了7000米至7800米的液压试验，安全性能有保障。唐嘉陵说：“经过改造升级后的这套机械手，无论是在软件设计、控制电路，还是在软件集成方面，都比以前更加高级，操作也更加方便。针对机械手作业比较慢的问题，也进行了专门调整。”另外，海底生物取样篮、微生物取样篮、沉积物取样篮也根据在以往海试中发现的问题做了升级改进以防再次发生已获取了的生物样品又悄悄溜走的情况。；作为潜器动力之源的液压系统也进行了改造，使得抓取海底样品的机械手反应更快了。

　　“潜器的灯光这次也做了调整，过去的海试中我们发现潜器灯光过于集中，但太亮了在海底环境中容易反光，反而看不清楚，这次将前后左右17个灯的角度做了调整，以便能更好地看清海底环境。”在海底灯的设计方面，“蛟龙”号新配备了17盏LED、HID 、HMI以及石英卤素灯，并对它们进行了一系列精确的位置调整，更加方便完成任务。潜航员付文韬介绍说，目前“蛟龙”号在海底能“看”到大约15米左右。除此之外，“蛟龙”号中还增添了新的生物取样器、存放篮，对舱内显控、声学系统等设备进行了改进。

　　四问 咋不直冲7000米

　　“开展‘蛟龙’号7000米级海试不是空中楼阁，也不是心血来潮，这次海试是建立在前期坚实基础上的。”“蛟龙”号海上试验现场总指挥刘峰解释说，通过1000米、3000米、5000米级的海试，技术不断改进和完善，队伍越来越成熟。据介绍，在这次海试中，“蛟龙”号一共要完成200多项作业，深度方面的作业只占其中20%—30%。“蛟龙”号不仅要到7000米，还要能在这个深度开展作业，这才是最重要的。

　　中国大洋协会办公室主任金建才表示，去年5000米海试过程中反映出一些问题，“蛟龙”返航后，进行了相应的技术改进。所以，在7000米海试的时候，首先还是要由浅入深，先在5000米层级进行下潜，而不是一下潜到7000米。

　　潜航员付文韬则介绍说，深度加大了以后，下潜的时间无疑是增加了不少。比方下潜5000米，在上、下路上的时间就是5个小时，然后在水底一般工作3—4个小时，也就是8—9个小时。如果7000米的话，路上的时间在这个基础上再增加2个小时，所以可能就要十几个小时，从进舱到出舱，对体能也是一个不小的考验。

　　五问 7000米下啥情况

　　“7000米的海底并不是一片沙漠，更不是没有价值的地方，这里有生物，有矿物质，包含了许多暂时还无法解释的现象。”“蛟龙”号在22日进行的7000米级海试第三次下潜试验中全面完成了试验计划，执行下潜任务的潜航员付文韬这样说。海试现场总指挥刘峰兴奋地说：“从来没有谁在这个深度的海底看到过类似结核的物质，并取得样品。”

　　“这片海域海底给我的感觉不是深邃，而是荒芜和贫瘠。底下没有石头，也没有起伏。在那里，不像森林里能听到风声和鸟叫，也不像高山上能看到峰峦和绵延，只能体会到从来没有和想象不到的安详和宁静。打开灯光，看到尽头都是平的，它不像沙滩，而像奶酪，是海底沉积物，细细的粘稠和胶着状，颜色介于淡奶黄色和浅褐色之间。稍微不小心，就会惊动它。我驾驶‘蛟龙’号轻轻一推，它就会自然的一散，就像战争产生的硝烟，弥漫起来。”6月19日，“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试第二次下潜最深到达6965米，并进行坐底。担任潜航员的唐嘉陵在海底工作约3小时，获取海水样品和沉积物样品。潜航员唐嘉陵这样形容他眼中7000米的海底世界。潜航员唐嘉陵说，“蛟龙”在6965米深度坐底，好像闯入了外星人的地盘。没有风声，没有鸟叫，看不到山，看不到树，非常宁静，这是一种在地面不会有的感觉，但却令人震撼。

　　在海底，唐嘉陵完成了取海水、沉积物样品、摄像、照相等许多作业。“在海底，我看到了一些非常小的像昆虫一样的生物，但是由于机械手空隙比较大，抓不上来。平坦的海底上透气的一个个小孔很多，估计是海洋生物活动的痕迹。在沉积物取样时，底泥就像粘稠的奶油一样流动，我就轻轻地、小心翼翼地把取样器插下去，尽量慢地拔起，避免与周围相碰，用了很长时间，才把样品完好地取到。”

　　在布放此次下潜的标志物时，唐嘉陵说：“我将潜水器坐到海底时，底流像风儿一样流过，像昆虫一样的小生物就四处闪躲，推力器荡起了一层泥烟雾，有几层楼高。我慢慢地用机械手把带有‘中国载人深潜蛟龙号第47次下潜’字样的牌子放到海底，想在视窗前拍一张带有标志物的照片，但是烟雾把标志物淹没了。慢慢地，当烟雾褪去一半的时候，我拍了一张照片。而后，就与它告别了，永久地告别。这时候，我才感觉像到达月球一样，到达了一个非常非常遥远的、人迹罕至的地方，体会到什么是真正的孤独。”

　　六问 靠什么潜下浮上

　　深海潜水器和潜艇的下潜方法相同，都是向空气舱中注入海水，但上浮的方法则不同。潜艇上浮时，会使用压缩空气把空气舱中的海水逼出去。而深海潜水器由于下潜深、环境压力大，压缩空气不足以逼出空气舱中的海水。水下5000米的压力相当于500个大气压，也就是相当于在1平方米的面积压上5000吨重量。

　　深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮。值得注意的是，深海潜水器一般是通过电磁铁控制压载铁，所以万一深海潜水器失去动力，电磁铁失效，压载铁会在重力的作用下自动脱离潜水器，使潜水器上浮。

　　中国的“蛟龙”号在安全方面的设计不仅包括扔掉所携带的压载铁，还包括抛弃蓄电池箱和采样篮等重物，如被海草缠住就可以“壮士断腕”抛弃机械手，报警系统还可以发射浮标到海面，寻求母船救援。

　　“蛟龙”号下潜的时候，压载铁就挂在潜水器下腹部两侧的凹槽内。当下潜至海洋深处时，潜航员会适时抛掉一定数量的压载铁，实现潜水器的悬停或者上浮。而完成使命的压载铁则默默沉入深海，在深邃的海底见证中国载人深潜的足迹。

　　“蛟龙”号配备的压载铁分为两种，一种为整体铸造的，重123公斤，另一种为砝码形式，可以依靠调整砝码数量来确定重量。

　　“别小看这些铁块，每次下潜装几块，多少重量，都是有讲究的。”潜航员叶聪解释说，由于不同海域、不同深度的海水密度都不尽相同，潜水器在水中受到的浮力并不是一定的。因此，每次下潜试验前，潜航员都要根据所在海域以及所要下潜的深度，精确地计算出所需压载铁的重量。

　　“比如说这次7000米级海试的试验海域，根据测量，海面海水的密度是每立方米1021公斤，而7000米深的海水密度变成每立方米1059公斤。”叶聪说，“‘蛟龙’号自重22吨，算下来在7000米深度时受到的浮力大概比在海面时要大800多公斤力。”

　　“不仅仅是这些，在下潜过程中，逐渐增大的水压还会改变潜水器的体积，潜水器的吸水材料也会因为逐渐吸水而失去原本可以产生的浮力，这些浮力的变化都要靠压载铁来平衡掉。”叶聪说。

　　据介绍，“蛟龙”号海试团队已建立了一套周密的数学模型，根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数来计算下潜时需要的压载铁重量。随着“蛟龙”号一路走来，海试团队也根据每次海试获得的数据对这套模型进行修改和完善。

　　“装少了，下不去。装多了，回不来。就这么个不起眼的东西，学问大得很。”叶聪总结道。

　　七问 如今“家”里什么样

　　对于“蛟龙”号载人潜水器大家已经很熟悉了，但对水面支持系统的了解却不多，它是干什么的呢？广义的说，水面支持系统是相对于潜水器而言的，是“蛟龙”号实现其功能的依托，载人潜水器是深潜活动的水下承担者，水面支持系统则是水上承担者。“蛟龙”号水面支持系统包括母船——“向阳红09”，布放回收系统，以及其他各种加装的系统和设备，是一个庞大的、功能齐全、不乏高科技装备的系统。

　　水面支持系统到底有哪些新东西呢？

　　“蛟龙”号像一个刚出生不久的小胖墩，出生就有二十几吨，它的嗜好是到大海深处转悠，但每天都按时回家，它的家就是“向阳红09”船。这个家已有近三十多年历史。为了迎接“小胖”的诞生，老房子被彻底翻新改造，由701公司设计，加装了局域网、视频监视系统，以及其他一系列专用装备，装潢达到星级宾馆水平，改造后陈旧的“老家”焕然一新。这几年“向阳红09”带着“小胖”迎风破浪，纵横四海，干起“捉鳖”的活。

　　“小胖”不会走路，每次出门及回家时要靠别人抱来抱去，这个人就是装在船尾的巨大A形架。老“A”是个巨人，力大无比，“小胖”回家时一般都会摇头晃脑一番，表示心情不错，如果海面上不顺心，回家时就要发脾气了，老“A”一抱它就乱摇乱踹，劲还挺大，为此老“A”防了它一手，将这小子的鼻子牵住，脑门摁住，再准备两个大钩子，只要将“小胖”往钩子一挂，它就动弹不得了。在浩瀚的南中国海和太平洋，“小胖”已经数十次外出，每次老“A”都尽职尽责，有些门神样。

　　“小胖”聪明异常，一出生就会说话，因此家人就给它配了无线通讯，可以与家里随时通话。家里的通讯天线很长超过千米，而且还是往海里放的，每次用完了要收回来，为此特别配置了2000米电缆绞车。听说通讯机性能很好，可以实时传输声音和图片。

　　“小胖”独自在海里玩，家里人不放心，又装了一个高科技的东东——超短基线定位系统，有了这玩艺，家人就能随时知道“小胖”离家的距离和方位。

　　“小胖”在家里有一张奇形怪状但又舒适无比的床——轨道车，一回家必定上床，寸步不离，吃、喝、拉、撒、洗、睡全在床上，懒得挂了相。它对床的要求还很高，要求装上轮子，这样出门方便，还要能升降，这样它肚里的东西才能从床下面移走，把这么重的家伙举起来还不摇不晃有难度。床很结实，尽管这里经常闹地震，家里地动山摇时“小胖”却照样能在大床上安安稳稳睡大觉，睡这么牛的床明显待遇超标，但大家都没意见，因为“小胖”是国宝，以后还要靠它发家致富。

　　“小胖”需要经常体检，为方便就在大床边上就搭起支架，支起帐篷。“小胖”肚里有很多东东，最重的有一吨多，有时候必须卸下东东来检查，为此专门配了一辆升降台车，也是能跑能升。

　　家里还装了信息网络、监视系统、CTD、LADCP、Bathy2010等新潮东西。CTD能够提供海域的温度、压力、盐度、电导率、声速和密度等水文参数；LADCP又叫声学海流剖面仪，它能提供海域不同深度剖面的流速、流向数据；Bathy2010是走航观测设备，通过声波测量海底以下0—120米深度的典型地层结构。有了这些东西，“小胖”在海里玩就有了安全保障。

　　八问 国外同行在干嘛

　　从20世纪50年代末开始，美、法、俄、日等国先后开始建造载人潜水器。迄今，世界上仅有的五艘6000米级深海载人潜水器为这些国家所拥有，它们能够到达遍及海洋深处的大陆坡、海山顶、火山口、洋脊以及漆黑的洋底。这四个国家的载人潜水器最大工作深度均未超过6500米，经常下潜深度在5000米以内。

　　美国“阿尔文”号

　　美国是较早开展载人深潜的国家之一，“阿尔文”号是世界上著名的深潜器，服务于美国的伍兹霍尔海洋研究所。如今已经进行过近5000次下潜，是当今世界上下潜次数最多的载人潜水器。

　　1986年，“阿尔文”号再建新功，它成功地参与了对泰坦尼克号沉船的搜寻和考察，因此登上了美国《时代》周刊的封面。

　　美国“的里雅斯特”号

　　世界最大载人潜水深度为10916米，由美国“的里雅斯特”号深潜器保持这个纪录至今已保持了51年。1960年1月，科学家雅克皮卡和唐沃尔什乘坐“的里雅斯特”号潜入马里亚纳海沟进行科学考察。

　　法国“鹦鹉螺”号

　　法国1985年研制成的“鹦鹉螺”号潜水器最大下潜深度可达6000米，累计下潜了1500多次，完成过多金属结合区域，深海海底生态等调查，以及沉船、有害废料等搜索任务。

　　俄罗斯“和平一号、二号”

　　俄罗斯是目前世界上拥有载人潜水器最多的国家，比较著名的是1987年建成的“和平一号”和“和平二号”两艘6000米级潜水器。带有十二套检测深海环境参数和海底地貌设备，最大的特点就是能源比较充足，它可以在水下呆17至20个小时，《泰坦尼克》的电影里面很多镜头就是“和平一号”和“和平二号”探测的镜头。

　　日本“深海6500潜水器”

　　日本1989年建成了下潜深度为6500米的深海6500潜水器，水下作业时间8小时，曾下潜到6527米深的海底，创造了载人潜水器深潜的纪录。它已对6500米深的海洋斜坡和大断层进行了调查，并对地震、海啸等进行了研究，已经下潜了1000多次。

　　向三位潜航员致敬

　　叶聪

　　作为“蛟龙”号的驾驶员和设计师，33岁的叶聪有着同龄人少有的沉静与稳重，他说这是职业所致。

　　叶聪1979年11月出生于湖北黄陂，是名副其实的中国“深海一哥”。从“蛟龙号”2007年首次深潜开始，在至今的44次深潜中，有33次他都担任主驾驶。

　　据介绍，无论是在航天还是在潜海领域，既当设计师又当操作者的情况都是罕见的。而叶聪却集“蛟龙号”的设计师、质量师、建造师和试航员于一身。从大学毕业到今天，整整9年时间，他做的最核心的工作只有一个——“蛟龙号”，现任中国船舶重工集团公司第702研究所水下工程研究开发室总体结构组副组长，高级工程师。

　　从2002年“蛟龙号”立项设计开始，潜水器最重要的设计图纸——每个设计阶段的潜水器总图均出自他之手。

　　从2009年7月开始，“蛟龙号”载人潜水器在3年中先后完成了1000米、3000米和5000米级海上试验，叶聪作为现场指挥部成员、深潜部门长、潜水器的主驾驶员，“蛟龙号”第一次突破50米、300米、1000米、2000米、3000米、4000米和5000米深度，都是在他的操作下完成的。

　　刘开周

　　作为这次深潜年龄最大的人，刘开周曾两次随“蛟龙”下潜5000米海试，主要负责蛟龙号控制软件的设计研发。

　　刘开周1976年生于泽州县，2006年获中国科学院研究生院机械电子工程工学博士学位，现为中国科学院沈阳自动化研究所的副研究员。

　　博士毕业不久刘开周就参加了载人潜水器控制系统的研制工作，参与载人潜水器海试时，正值他刚刚新婚。但他为了祖国的科学事业舍小家而顾大局，告别妻子，毅然登上试验船参加深海试验。海试以来，他多次参加下潜试验。2010年7月12日，他与其他两名试航员下潜至3757.31米，使得中国成为继美、法、俄、日之后第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家。

　　据了解，刘开周在沈阳自动化所，一直参与载人潜水器控制系统的研制任务，载人潜水器控制系统是载人潜水器的大脑和神经，它采集载人潜水器上操作面板的操作指令及各种传感器的信息，通过大脑的分析和判断，输出指令控制各种执行机构，使潜水器完成各种动作，同时又将采集到的信息进行存储以及在人机界面上进行显示，给潜航员和指挥员提供有用的参考，方便他们进行驾驶潜水器和指挥潜水器的作业。

　　杨波

　　杨波，标准的“80后”。2005年才进入中科院声学所工作的他，是“7000米载人潜水器”项目声学系统主任设计师，是我国首批参与载人深潜试验的试航员之一。

　　杨波是我国每次深潜破纪录的见证者之一，已经参加过三次下潜试验。从300米、1000米、3000米到5000米，每一次“蛟龙”号的成功越级，都有声学专家杨波的身影。“蛟龙”号载人潜水器声学系统在潜器的探测、通信、定位、导航等方面发挥着极其重要的作用。杨波参与的历次深潜，正是为了验证“蛟龙”号上各声学系统在不同水深环境下的有效应用。

　　一路伴随“蛟龙”号成长的杨波同时肩负起试航员的重担。从2009到2011年，“蛟龙”号载人潜水器进行了三次海上试验，杨波同志作为潜水器试航员，负责声学系统设备的调试和操作，参加了“蛟龙”号15次下潜任务，包括风险性最大的历次突破深度的下潜。

　　“经历的‘第一次’多了，所以就不紧张了。”1000米级、3000米级、5000米级海试中，杨波也是探路者之一。杨波表示，每次下潜都有一套规范严密的流程，整个行程非常紧凑，计划排得很细，作业时间精确到分钟，没有空闲想别的。

责任编辑：春华