用“两条腿”挺进万米深渊
来源：船舶处发布时间：2015-03-19阅读次数：
蓝色的海洋孕育了地球生命，其中蕴藏着无穷的奥秘和宝藏。近年来，为了加快我国深渊科技发展步伐，上海海洋大学深渊科学技术研究中心采取“民间资金+国家支持”和“科学家+企业家”的“两腿”行走模式，摆脱单纯依赖政府立项支持的传统束缚，积极推进万米级载人深潜器的研发工作。日前，该研究中心主任崔维成在上海市船舶与海洋工程学会举办的论坛上，详细披露了他们的发展策略和研究进展。
挺进深渊——
装备技术应首先取得突破
国际海洋科学界通过初步的调查研究，发现位于海平面以下6000-11000米区间的生物与6000米以上的生物，有着明显的不同，因此，把这个深度区间内的海沟命名为深渊区，并把专门研究深渊区内的海洋科学称为深渊科学，它包含深渊生态学、深渊生物学和深渊地质学等丰富内容。
要研究深渊，就需要有高技术装备予以支撑。亲自参与过“蛟龙号” 研发设计的崔维成介绍说，目前国际上应用较广泛的海洋科考装备主要有深海拖体、着陆器、无人遥控潜水器、无人自治潜水器、水下滑翔机、复合型无人潜水器、载人潜水器等，这些装备的布放和回收均离不开工作母船的支持。其中挑战性最大的当数载人潜水器，因为其它装备所涉及的技术几乎全部覆盖在载人潜水器之上，而随着下潜深度的增加，载人潜水器的技术难度也将成倍地增长。
地球上海洋最深处位于太平洋的马里亚纳海沟，最深点称为“挑战者深渊”，前苏联利用船载回声测量仪测得其最大深度为11034米。迄今为止，全世界能够下潜到马里亚纳海沟的载人潜水器已经建造了4艘，他们分别是美国海军的“曲斯特”号、法国海军的“阿基米德”号、著名电影导演卡梅隆出资建造的“深海挑战者”号、英国维珍航空公司老板理查德布兰森出资建造的“深海飞行式挑战者”号。前两艘是上世纪五十年代建造的第一代无航行能力的，其中“阿基米德”号因为种种原因没有下潜到“挑战者深渊”，而是下潜到日本海沟的最深处，其深度记录是9200米。后两艘则属于单座式，其中“深海飞行式挑战者”号于2011年建造成功后，在海试过程中由于载人舱被巨浪打坏，随后又重新建造，目前正在开展海试，究竟是否能够下潜到“挑战者深渊”还有待观察。
崔维成认为，对于海洋科学家来说，这两种载人潜水器都没有太大的用途。前者因为没有航行能力，下去一次只能呆在原地，可能发现不了什么。对于后一种单人的，则要求科学家同时具有驾驶员的能力，这需要很长时间的培训才能使用。因此，被定义为“载人深渊器”的，它至少能搭载两人（即一名驾驶员和一名科学家），具有巡航和悬停能力，具有几千次下潜“万米深渊”的寿命，能够搭载较多的科学仪器设备，能够在全海深（11000米）开展海洋科学调查作业。载人深渊器是目前海洋技术领域最有标志性且影响重大的高科技项目。
上世纪八十年代，法国、前苏联和日本先后研制出6000米级的载人潜水器，再加上美国之前研制出的4500米级载人潜水器，相继应用于深海科考并取得很多重大的发现。1992年，中国船舶科学研究中心也向当时的国家科委提交了“我国应开展大深度载人潜水器研制”的建议书，经过10年时间的坚持不懈的努力，终于在2002年获得了科技部的批准，列为“十五”期间的“863”重大专项，又经过10年的奋力拼搏，该项目终于取得了研制成功。2012年6月27日，中国“蛟龙号” 载人潜水器成功到达7062.68米海底，标志着我国已成功进入载人深潜技术发达国家的行列。
但就在我国组织攻关7000米级的“蛟龙号”的同时，国际同行也没有闲着，他们开始把目光瞄准了“挑战者深渊”。据崔维成介绍，早在上世纪九十年代，美国就提出了研制全海深载人潜水器的设想，一直到2005年寻找到资助经费，开始设计建造“深海飞行式挑战者”号。日本在上世纪九十年代研制了重作业型全海深无人遥控潜水器“海沟”号，遗憾的是在2003年的一次海洋实验中因脐带缆断裂而丢失。美国WHOI海洋研究所在2008年也研制出复合型全海深无人潜水器“海神”号，但于2014年5月9日在Kermadec海沟10000米深度作业时因浮力球发生连锁内爆而丢失。著名电影导演卡梅隆在2005年秘密组建研制队伍，在澳大利亚研制成功了单人型“深海挑战者”号，并由他亲自驾驶于2012年3月26日下潜到10898米的“挑战者深渊’，一举夺得了单人下潜的冠军纪录。美国的Triton公司和DOER公司也在2009年分别公布了他们的载人深渊器设计方案“Triton36000/3”和 “Deepsearch”。日本也在较早的时候就提出了要研制载人深渊器的建议，但一直到2013年5月，“深海12000”才正式被政府批准立项，并被列为日本最优先开发的基础技术之一。日本海洋研究开发机构在2014年1月公布了首台载人“深海12000”概念方案，宣称将在2016年开始制造，计划在2023年投入“万米深渊”海试，将达到载人深渊器技术的世界顶峰。
由于目前世界上还没有真正的作业型载人深渊器，正是我国加快发展的大好机遇。由于曾经参与过“蛟龙号”项目的研发，崔维成对此深感急迫。他认为，如果我国不能在“蛟龙号”的基础上进一步奋起直追，有可能导致在“万米深渊”技术赶超上的再一次停顿，从而丧失我国前十年顽强努力争取到的发展先机。其次，通过“蛟龙号”项目的经验，国际合作是我国前沿科技实现跨越式发展的一条重要途径。目前几位愿意帮助我国的国际深潜专家，年龄已经相当大了，虽然现在他们的身体尚健康，还可以经常乘飞机过来指导我们的工作，但这种机会是转瞬即逝的。
创新科研模式——
“民间资金+国家支持”，“科学家+企业家”
为了及时抓住发展机遇，依托上海海洋大学领导的大力支持，由崔维成牵头组建了我国首个“深渊科学技术研究中心”，该中心目前正在开展的项目被赋予“深渊科学技术流动实验室”的名称，其中技术最为复杂的当然就是载人深渊器。
谈到加快研制“载人深渊器”的意义，崔维成如数家珍。其一是有利于全方位维护我国的海洋权益。目前国际海洋法只涉及200海里专属经济区，基本没有涉及公海区及深海资源等问题，因此谁先有了深海勘探和资源开发的能力，谁就有了占位先机。尽早启动“载人深渊器”研发，将为我国在全球“海洋公土”中赢得“蓝色圈地”提供极其重要的技术支撑。其二是有利于我国深渊科学研究的进步。深海海底是地球上历史演化信息保存得最好的地方，尽管深渊海域面积不到全世界海洋面积的2%，但其具有极为丰富而特殊的科学现象，对海洋环境保护、探索生命起源、改进地震预报等均有十分重要的作用。深渊科学体系至今只有美国、英国、日本才有，目前仍然是海洋科学研究中最薄弱的学科。其三是有利于带动新兴海洋经济产业的蓬勃发展。以载人潜水器为基础工程，将引发深海资源勘探与开采技术、海洋装备工程制造、高端精密仪器制造、高端声纳通信与测绘技术等方面的发展，将极大地促进船舶工业的转型升级。其四是有利于提升我国建设成海洋强国的核心竞争力。近年来，有关海上寻找“马航MH370”踪迹等事件，再次引发了国际上研制大深度载人潜水器的高潮。我国如能拥有载人深渊器，将打破国外的高科技封锁，缩小在“万米深渊”探测领域与国际领先水平的差距，与深海科技发达国家形成平等的合作格局，从而体现出中国作为世界海洋强国的实力地位。
结合“蛟龙号”载人潜水器研制的宝贵经验，崔维成深深体会到，走跨越式发展道路，赶超国际先进水平从实践上来说是可行的，关键是科研体制和机制。完全依赖国家财政的扶持，不仅成本很高，申报立项所耗费的程序和时间也极为漫长，国内海洋科技领域有着许多前车可鉴。像“载人深渊器”这样的项目肯定会有争议，如，我们为什么要下到这么深？对我国的海洋资源开采和海洋安全是否有用？技术上是否可行？是否如此迫切？可以说，不争论个十年八载是不可能立项的。此外，按照现行管理体制，科技部一般只能支持潜水器的研制，而不能支持工作母船立项，但没有专门的母船，潜水器的作用就无法发挥；而去发改委争取一艘科考船的立项就更加困难，很难与潜水器研制实现同步。
通过反复思考，崔维成理出了如何破解难题的头绪，即争取民间资金的先期支持，把工作做到一定深度之后再来争取国家的支持。根据这一思路，崔维成提出必须寻求与高校合作，并说他们选择与高校合作主要有两个考量：一是比较容易争取民间捐助资金；二是可以更方便地开展国际合作。通过各方面的比较，他们最终选择了上海海洋大学作为依托高校，在国内率先成立了“深渊科学技术研究中心”。其发展目标是：通过采用海洋科学家和工程技术人员紧密结合的模式，以研制深渊科学技术流动实验室为抓手，通过8-10年的努力，使中国的深渊科学和载人深潜技术同步达到世界领先水平，并使该中心成为一个国际知名的产、学、研一体化研究机构。
崔维成进一步介绍道，所谓深渊科学技术流动实验室，它包括一艘载重4000吨级的科考母船，一台万米级载人潜水器，一台万米级无人潜水器，3台万米级着陆器。选择这样一种配置可以获得两个方面的好处：一是有较高的使用经济性，它能够充分发挥协同功能，无论白天和黑夜，科研人员都能开展深渊科学调查研究。二是可以降低研制的技术风险，利用学校的学科建设，并邀请到了10多位国际顶级专家作为技术顾问，该中心首先完成了载人深渊器的概念方案设计，识别出了需要解决的关键技术，然而把这些关键技术逐步分解到3个着陆器和无人潜水器上来进行验证，同时培养科研队伍，降低载人潜水器海试风险。
据崔维成披露，他们正在开展第一型的着陆器和无人潜水器的研制，以简单、快速为原则，既摸索技术，也探索如何开展国际合作。计划在2014年底完成第一台着陆器和第一台无人潜水器的总装，具备海试条件；2015年将开展3000-5000米级深度的海上试验，通过发现问题，对着陆器和无人潜水器进行改进，同时再研制两型更为复杂和实用的着陆器，争取2016年能去马里亚纳海沟进行万米级海试。
在核心团队开始设计着陆器和无人潜水器之后，崔维成的另一个主要任务就是寻找民间投资，尽快设计和建造专用的工作母船。因为，如果没有母船的支持，2016年的马里亚纳海沟试验就无法安排，今后载人深渊器即使研制成功了，也无法开展海上试验和投入应用。经过大量努力，目前已有上海彩虹鱼海洋科技有限公司与上海海洋大学签订了全面的战略合作协议，正在启动深海科考母船的设计工作，将主要由浙江太和航运有限公司出资建造，该船拟命名为“张謇”号。
在产、学、研走上同步轨道的同时，该深渊科技项目也得到了上海市、科技部、中国大洋协会等方面的关注和支持，整个项目的经费缺口已经不大了。崔维成对此感触颇深：“科学家+企业家”的这种合作理念，可以挖掘出很多科研方面的潜力，也为深渊技术未来的产业化带来非常广阔的前景。他表示，深渊科学技术流动实验室建设的大障碍已经扫除，现在需要科研团队按照科学规律扎实攻关，要充分利用国内外的顾问资源，把研制和调试工作做到位，在海试之前把各种应急预案准备充分，确保2015年的南海试验取得成功。如果2016年能够无人深潜挑战马里亚纳海沟成功，在国际上则会产生重大影响，也为“十三五”的载人深渊器项目的正式立项打下更加扎实的基础。他更期望社会各界人士继续关心和支持我国深渊科技装备的探索与发展，共同为建设海洋强国作出积极的贡献。（转自《船舶经济贸易》,作者：王孙）