中国奋斗者号下潜到世界最深海底,人类将首次在 1.1 万米海下展开科考

昨天传来一个好消息:我国自己研发的“奋斗者”号深潜器成功地下潜到了世界上最深的海底——马里亚纳海沟的挑战者海渊。这个地方的深度在 1.1 万米左右,能下潜到这个深度,说明我们在相关的领域已经有了足够强大的实力。

最早下潜到这个深度的深潜器叫“特里雅斯特号”,归属于美国军方,但研发者是比利时著名的探险家族皮卡德家族。

图:Trieste 特里雅斯特号

老爷子曾经驾驶高空气球第一个飞到了 1.5 万米的高空,成功到达平流层。研制特里雅斯特号深潜器的时候,他年事已高,驾驶这艘深潜器的是他的儿子雅克·皮卡德和美国海军的唐·沃尔什。

深潜器所承受的压力是潜艇根本无法相提并论的。在 1.1 万米的深度,水压会达到可怕的 1100 个大气压,相当于 2000 头大象踩在你的背上。特里雅斯特号作为初代深潜器,专门从克虏伯公司订购了一个空心的大钢球,作为两个驾驶员的座舱。

图:雅克·皮卡德和唐·沃尔什在“大钢球”中

大钢球非常重,根本漂浮不起来,只能建造一个大油箱,里面灌满了汽油,用上万加仑的汽油产生的浮力来吊住这个大钢球。这艘深潜器还带了很多铁沙子,用电磁铁牢牢地吸住。万一出了故障,没电了,电磁铁就会释放,扔掉这些铁沙子,快速上浮。说实话,这个结构其实就是把氢气球的结构移植到了水下。毕竟这是皮卡德家族的家学渊源。

图:特里雅斯特号设计图

到现在为止,深潜器普遍采用的还是这个办法。普通潜水艇是靠高压空气吹除水柜里的水,但在 1.1 万米的水下,想把水吹出去,力气根本不够,只能靠抛弃配重来实现上浮。特里雅斯特号想要微调浮力,靠的就是那一大罐子汽油。浮力大了,就放掉一点汽油,灌进一点海水。浮力嫌小的话,就丢掉一点铁沙子。总之就是达到浮力和重力的基本平衡,剩下的事儿交给发动机和螺旋桨来控制。

不管怎么说,在深海,任何薄皮的空腔肯定会被压扁,要么做成非常厚的硬壳,要么就把空腔塞满,特里雅斯特号灌满了汽油。现在的深潜器都不采用汽油这么麻烦的东西,而是填充一种由无数玻璃微泡和树脂组成的复合材料,密度只有水的一半,可以产生浮力。而且在极大的压力之下也不会被压坏。当然,该用液体的地方还是要用液体来填充。奋斗者号的锂电池就浸泡在了特殊的油里,不但可以抗压,还有利于散热。

图:一种新型的深海泡沫复合材料

现代深潜器的核心结构还是这个耐压球体,只是换成了钛合金球。钛合金不但够结实,而且耐海水腐蚀。不过钛合金加工非常难,先前蛟龙号的钛合金球直径 3 米,还是靠俄罗斯帮忙加工的。这一次的奋斗者号用的是我们自己加工的高端钛合金球。这也说明:这几年,技术难关在一个个被我们攻破,我们一直在进步。

图:蛟龙号的钛合金球

现代的深潜器一般都没办法下潜到水下 1 万米的地方,因为代价实在太大了。即便是特里雅斯特号,也只是在挑战者海渊转了 12 分钟,立刻见好就收了。除了看上几眼,拍拍照,根本无法开展科学研究工作。

大导演詹姆斯·卡梅伦拍摄电影《泰坦尼克号》的时候,接触到了俄罗斯的深潜器和平号,他爱上了深海探险,于是他自掏腰包专门制造了一个单人潜水器,钛合金球只有 1 米的直径,算是比较便宜的。他是第 2 批、第 3 个下到 1.1 万米深度的人。但是他也是看一眼就走了,无法开展科学考察工作。

奋斗者号上的 3 名驾驶员成了第 3 批下潜到挑战者深渊海底的人。目前为止,到过这个深度的人不过才 6 个而已。别忘了,奋斗者号可以完成很多复杂的科考工作,和前两艘“只许看,不许摸”相比,我们中国人向前迈进了一大步。

皮一下:

看前方发回的照片,三个潜航员在海底吃的是炒面+煎蛋,我总觉得他们应该吃——“海底捞”^_^!

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