那些年，我们自主研发的深海勘探重器

4月，央视推出万米载人潜水器征名活动，活动一经推出，网络上掀起一波“起名才艺大比拼”。在收到了近十万网友的命名，经过激烈的battle并由专项评议组评议后，6月19日，潜水器名字出炉——“奋斗者号”！

近年来，我国自主研发的深海勘探重器不断传来好消息——能源开采器的更新迭代、无人潜水器成功完成首次海试、载人潜水器进军海底一万米……随着我国自主研发的深海勘探重器不断更新突破，深海的“秘密”离我们也越来越近——

全海深机械手——“海斗一号”

2020年6月8日，由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的我国首台作业型全海深自主遥控潜水器“海斗一号”在马里亚纳海沟成功完成首次万米海试与试验性应用任务，填补了我国万米作业型无人潜水器的空白，标志着我国无人潜水器技术跨入可覆盖全海深探测与作业的新时代。

“海斗一号”身长3.8米，鲜红明黄的鱼形外壳颜色靓丽，搭载着全海深电动机械手、高清摄像机……科考任务中，“海斗一号”在马里亚纳海沟实现了4次万米下潜，在高精度深度探测、机械手作业、近海底工作时间、声学探测与定位、声学通信作用距离及高清视频传输等方面，创造了我国潜水器领域多项第一。

据科考队员介绍，“海斗一号”的万米“首秀”完美软着陆在深度为10884米的海底，之后的三次下潜深度分别为10907米、10802米、10863米，不仅顺利完成了海试与科考应用，还在下潜深度、作业难度上取得突破。

“海斗一号”在国内首次利用全海深高精度声学定位技术和机载多传感器信息融合方法，完成了对“挑战者深渊”全球最深区域的巡航探测与高精度深度测量，获取了完整的全海深剖面与深渊海底的温盐深、深度剖面洋流变化等数据，为研究深渊水团特性的空间变化规律、深渊底层洋流结构等，提供了宝贵的数据资料。

不仅如此，“海斗一号”还利用其搭载的具有完全自主知识产权的全海深机械手，完成了多次万米深渊坐底作业，在国际上首次利用七功能电动机械手完成了深渊海底样品抓取、沉积物取样、标志物布放、水样采集等科考作业，获得了深渊专属性物理、化学、地质及生物相关的数据。同时利用搭载的高清摄像系统，还获取了不同作业点的深渊海底地质环境、深渊底栖生物运动、海沟典型地质环境变化等影像资料，为我国深入研究和探索深渊地质环境特点和生物演化机制提供了宝贵的研究素材。

“海斗一号”的研制成功，是我国海洋技术装备领域的一个里程碑，为我国深渊科学研究提供一种全新的技术手段，也标志着我国无人潜水器技术跨入了一个可覆盖全海深探测与作业的新时代。

“从海面至万米深渊，密度、压力、温度等环境参数的变化会导致潜水器产生几十公斤的浮力变化，在没有先验数据支撑的条件下，依靠项目组精准的浮力模型计算和配置，实现了‘海斗一号’万米近海底的中性浮力状态，这简直是一个奇迹。”随“海斗一号”出海科考的人员介绍称。

万米载人潜水器——“奋斗者号”

继万米无人潜水器的成功海试后，我国自主研发的载人潜水器“奋斗者号”也在万众瞩目中“闪亮登场”。“奋斗者号”的诞生意味着什么？他与以往的载人潜水器有何不同？他的研发难度有多大？投用后能为我们带来什么……自“奋斗者号”登场后，网友都迫不及待的想要深入了解它。

地球上约84%的海洋深度大于2000米，但深度大于6000米的深渊只有1%左右，到达这个深度的人少之又少。全海深载人潜水器诞生后，我们就可以像太空站一样，运载科技人员进行科学探测和科学实验，直接观察未知的领域和获取深海各类样本，为人类认识深海、开发深海、保护海洋贡献中国力量，为我国成为海洋强国打下基础。

进入新世纪以来，我国先后研制出了“蛟龙”号、“深海勇士”号等，但下潜深度均在7000米以内，距离到达地球最深处的马里亚纳海沟等海域还有较大的差距。因此，研制全海深的载人潜水器早已被列入我国的科研攻关计划。

但是，全海深载人潜水器是一个难度极高的工程装备，涉及设计技术、材料技术、密封技术、工艺技术、通信技术、安全技术、集成技术、试验技术等，每一项都是极限技术，并且必须高度安全可靠。

首先，研究人员面临的第一个问题就是海水带来的高压。7000米级载人潜水器“蛟龙”号在7000米处受到的压力是700个大气压，对万米载人潜水器来说，再往下4000余米，还要再增加400余个大气压，相当于在一平方米的面积上要顶着一万多吨的重物。这么大的压力加在潜水器上，对潜水器的材料、结构设计等，都提出了巨大挑战。

除了要承受巨大水压，潜水器还要搭载相关人员、一系列科学设施等，在水中完成科考作业，进一步加大了万米载人潜水器的制造难度。

总有人问万米载人潜水器的总设计师叶聪，为什么要越潜越深？

这个问题的答案，叶聪已经重复了多次：海洋面积占地球面积71%，海水占地球水资源总量97%，海底蕴藏丰富的资源，矿物和能源储量都超过陆地。而我们对太空、对月球的了解，都超过了深海。探索海洋、保护海洋、经略海洋、建设海洋强国，都与深潜密切相关，需要高技术深潜装备，来绘制深海“藏宝图”。

并且，海底万米深渊又是科研的“无人区”，全海深载人潜水器更是“人无我无”的科考装备。以深渊进入技术、深渊探测技术为代表的深海技术，代表了当前国际深海工程技术领域的顶级水平——

例如，以前人们以为，由于超高的静水压力、缺乏阳光和食物供给，加之特殊的海底地形、剧烈的构造活动等多种极端环境因素，海面6000米以下应该是一片死气沉沉、与世隔绝、毫无生命活力的世界。然而，随着人们对深渊展开科学调查，这些认识正在被颠覆。

并且，随着深海调查技术进步，全球近年来又陆续开展了多项大型深渊调查活动，发现了更多深渊新物种，深渊生物量和生命活力也远超预期……

能源开采重器——“蓝鲸姊妹”

蔚蓝的深海里蕴藏着丰富的油气资源，如何更高效、安全地开采深藏于深海的清洁能源成为世界各国海工领域竞相研讨的主题，此时，钻井平台作为深海勘探重器“挺身而出”——

钻进平台也被称为“流动的国土”，体现着一个国家的整体工业实力。在2005年之前，深水平台的设计建造被西方垄断，我国在深水平台设计建造上处于空白，主要依赖从国外购买，严重制约了深水开发进程。

直到2017年2月13日，随着我国自主研发建造的超深水半潜式钻井平台“蓝鲸1号”的交付，我国深水平台设计建造上的空白终于被填补——

“蓝鲸1号”长117米，宽92.7米，甲板面积相当于一个标准的足球场，从船底到顶端有37层楼那么高，它高大的身躯足可以抵御12级海上风暴，可在全球95%海域作业。值得关注的是，“蓝鲸1号”的最大作业水深达3658米，最大钻井深度达15250米。要知道，目前已探明的地球最深处马里亚纳海沟的最深点也仅为11034米，可以说，“钻”到地球最深点，对“蓝鲸1号”来说不在话下。

交付后的3个月，初出茅庐的“蓝鲸1号”用2项世界纪录证明了她的能力：在南海海域，成功完成我国首次可燃冰试采任务，累计产气超过30万立方米，创造了可燃冰开采时间和产量2项世界纪录。这标志着我国在该领域取得了重大技术突破，为可燃冰的商业化开发铺路；给我国的能源结构产生了重大影响，提高能源自给率，有效保障国家能源安全；同时，还将缓解煤炭、石油等带来的环境污染问题，助力经济社会持续健康发展。

同年7月，“蓝鲸1号”圆满完成南海开采可燃冰任务，她的姊妹船“蓝鲸2号”迎来试航。作为“蓝鲸1号”的姊妹钻井平台，“蓝鲸2号”的实力同样不容小觑。

“蓝鲸2号”型长117米，型宽92.7米，型高118米，最大作业水深3658米，最大钻井深度15240米，在项目建造工艺等方面均比“蓝鲸1号”有重大创新突破。

“蓝鲸1号”和“蓝鲸2号”的生产经理程骋表示，“蓝鲸2号”长117米、宽92.7米、高118米，自重43725吨，有37层楼高，可以在全球95%的海域开展作业。他设计耗时8个月，钻井平台拥有27354台设备、1000多个子系统、4万多根管路、5万多个报验点，电缆拉放长度达120万米——相当于从北京到上海的距离。

值得一提的是，“蓝鲸2号”配备了高效的液压双钻塔和全球领先的闭环动力系统，可提升30%的作业效率和节省10%的燃料消耗，大大提高了平台的“绿色”性能。

此外，“蓝鲸2号”还配备了世界先进的DP3动力定位系统，可通过收集底部8个推进器的转速、风向、风浪、海流等环境参数，进行精密科学的计算和分析，实时控制推进器的转速和方向，能确保平台在恶劣海况下岿然不动。

2019年，“蓝鲸2号”成功完成了DP3动力定位系统操作模式下的电力系统的闭环试验，实现了海洋工程能源及动力系统优化的重大突破，意味着中集来福士在这一领域已经处于国际领先地位。

海洋强国，装备先行。“‘蓝鲸1号’的国产化率达到40%，而‘蓝鲸2号’则提升至60%。”“蓝鲸”系列超深水双钻塔半潜式钻井平台代表了当今世界海洋钻井平台设计建造的最高水平，对于提升我国深水油气勘探开发能力、为我国能源战略和海洋强国建设提供了先进的装备保障。

（综合整理自科技日报、光明日报、河北日报、中国海洋报、中国自然资源报、大众网、央视微C）