APP下载

以海为家:走近国际海洋空间站

2020-09-30艾蓝

世界博览 2020年18期
关键词:库斯普罗海洋

艾蓝

雅克·库斯托和他的黄色碟形潜艇。

1963年,一艘黄色碟形潜艇从红海深处返回,停驻在一个海底研究中心,这个中心位于距离苏丹港海岸26英里、水下33英尺处。登上这艘潜艇的是传奇探险家和海洋学家雅克·库斯托,他获得奥斯卡奖的纪录片《没有太阳的世界》令无数人深深着迷。库斯托纤瘦的身体从潜艇中爬出,进入大陆架二号站,这个水下站曾充当了5名海底观察员长达1个月的家和实验室。库斯托说:“这是潜水艇第一次拥有了一个海底基地。”

大陆架二号站,是一个海星形状的栖居地,有双层床和用于加热的红外线灯。库斯托证明了人类可以长期生活在海底。它的4个房间从中心延伸出来,这是对大陆架一号站的重大改进。一号站建于1962年,是16英尺长、直径8英尺的钢制圆柱体,只能容纳2个人,悬挂在法国马赛海岸附近33英尺深的水下。三号站就像一个黑黄方格交错的迪斯科舞厅的闪光灯球,于2年之后诞生,站内为包括库斯托的儿子菲利普在内的6名潜水员提供了一个自给自足的环境,位于地中海下330英尺。库斯托的“大陆架”站任务由法国石油化工产业资助,仅在大陆架三号站建成后,任务就终止了,此后库斯托将他的关注重点从石油资助的研究转移到了海洋保护上。

继大陆架站之后,单任务水下栖居地大量涌现,但这些水下创新没有留下太多痕迹。在某种程度上,由于公众兴趣向太空探索的转变,使得更多资金流失,致使一些站被从海里拖出,还有一些則成为了长满珊瑚的潜水地点。

被传承的梦想

库斯托的孙子法比恩希望扭转这个局面。他创建了法比恩·库斯托海洋学习中心,一个致力于保护和留存地球海洋、沿海地区和海洋栖息地的非营利组织,将要建立世界上最大的海下研究站。

该站以希腊神话中的先知海神普罗透斯(Proteus)的名字命名,将坐落在库拉索岛海岸附近一个生物多样性丰富的海洋保护区60英尺深处。它就像是国际空间站的海下版本,是近几十年来建造的第一个水下研究基地,将要开启海底研究曲折历史的新篇章。

法比恩4岁时学会了水肺潜水。作为一名海洋探险家、环境倡导者和海底实验室工作人员,他被训练在水下生活和工作,但令法比恩最受挫的是,水肺潜水作为海洋科学家的研究工具,有着巨大的局限性,在深水中戴水肺潜水的安全时间受限于平均每天2个小时。但是现在,有了普罗透斯站后,“我们突然之间在海底有了一座房子,可以每天潜水10-12个小时进行研究、发现和拍摄。”

美国波陨石二号站于1970年建成,曾位于美属维尔京群岛的莱姆舒湾50英尺深处,由2个20英尺高的筒仓组成,筒仓由一条防水隧道连接,并点缀着圆顶形窗户。2012年,欧洲航天局宇航员蒂莫西·皮克(Timothy Peake)在宝瓶礁石基地,与远在苏格兰阿伯丁的英国太空环境大会进行视频会议。他作为美国宇航局关于小行星探索的NEEMO 16任务的一员,在此基地进行太空模拟。

海洋学家席薇亚·厄尔是试验水下栖居地可行性的先驱,她在法比恩的视野中看到了前景:“在水下生活给了我们时间的礼物,以及成为一个珊瑚礁居民的奇妙视角。你不再只是一个访客。”

2014年,法比恩在目前唯一幸存的海下研究站宝瓶礁石基地待了31天。这座400平方英尺的基地建于1986年,坐落在佛罗里达群岛的基拉戈岛海岸附近的海底。他亲自体会到在水下生活的挑战:湿度高、光线暗、没有新鲜食物、不能体育锻炼、极度隔绝。而他“想要解决所有缺点,将上面的世界尽可能多的元素带回最先进的海洋研究中心,使未来的探索和研究更有利。”

除了极个别例外,以前的水下实验室(已经超过65个)都是圆柱形的,被分割成不同的小区域用于生活和工作。普罗透斯站由著名工业设计师维斯·贝哈和他的公司fuseproject设计,非常与众不同。

不久前,贝哈展示了他关于普罗透斯站的设计。普罗透斯站有4000平方英尺,将是宝瓶礁石基地的10倍大,圆形,2层结构,围绕中央一个连接2层的弯曲坡道旋转。贝哈认为潜航员“将生活在巨大的压力之下,不仅是海水的压力,也有科学的压力”。为了缓解这点,他设计了一个在中心的社交空间,周围延伸出不同的区域,有生活区、研究实验室、医疗区和浴室。

自然光,是海平面下60英尺的另一个挑战,在那里可见光谱减少了一半。因此,圆形的2层将相互偏离,让舷窗和天窗尽可能多地获取自然光线。在室内,全光谱灯将满足人类每天至少10分钟紫外线照射的需求。

为了便于海洋探索,该结构还会包括一个月池,或雅克·库斯托称为的“液体门”。这个特殊设计开口,位于栖居地的底部,将允许潜水员通过一个加压室离开。与空间站或潜艇不同,水底建筑物的内部气压被保持与外部水压相等,防止海水进入栖居地。这使得潜水者可以很容易地滑出来,利用“饱和潜水”方式进行水下研究——这是一种减少潜水夫病风险的技术,在任何深度停留24小时后,人体会被氮气等惰性气体饱和,海底观察员可以无限期停留在水下栖居地,当他们重新返回海面时,无论在海下待了多长时间,减压所需的时间都是一样的。美国洛恩州立社区学院两位工作者曾创造了在佛罗里达朱莉丝旅社停留73天的纪录,那里曾经是研究基地,后来变成了水下旅馆。

普罗透斯站仍处于概念阶段。法比恩筹集了1.35亿美元来用于建造基地及头3年的运营。贝哈和法比恩已讨论过要使用合成建筑技术来建造外壳和3D打印的珊瑚砖,以在建筑物上打造一个活珊瑚礁。贝哈说,建造时“需要将建筑结构灌满水,让它沉没,到达海底。”

在普罗透斯站的设计中,贝哈参考了科幻小说描绘的水底栖居地的方式,他表示,“儒勒·凡尔纳的书、观察库斯托的水下探险,都是激发我想象力的一个关键部分。”

深入海底的探险史

1872年,凡尔纳用他的史诗小说《海底两万里》普及了“水下生活”的概念。60年后,美国科学家威廉·毕比和工程师奥蒂斯·巴顿将科幻变成了现实。20世纪30年代,两人合作开发了一种球形潜水装置。这种悬挂在船上的小型加压舱,将二人带入了百慕大海岸外3000多英尺深处,掀起了深海探险的热潮。

奥古斯特·皮卡尔德将深海潜艇的发展推向了新的高度。这位瑞士物理学家和发明家,曾在一个气球压力舱中上升到了创纪录的高度,他意识到飞艇和水下航行器根本沒有太多区别。皮卡尔德不再使用缆绳来升降潜艇,而是使用了可拆卸的压舱物和一个装满汽油的浮箱,类似于充满氦气的飞艇气囊。1960年,他的发明将自己和美国海洋学家唐·沃尔什带上了一趟通往已知地球最深处的旅程——深35814英尺的太平洋马里亚纳海沟。

在这些先驱者的引领下,人类通往了深海,但这些进步使一个新的问题浮现出来:我们也能生活在其中吗?雅克·库斯托的纪录片拍摄了他在卡里普索号研究船上的生活,引发了公众对海洋以及水下生活的迷恋。法比恩说:“当我还是个孩子的时候,卡里普索号是另一个家。这是一间令人惊叹的教室。它让我意识到这些先驱者们每天都在突破极限。”

大陆架站引发了一波水下建筑的兴建。从波罗的海到墨西哥湾,单任务海底栖居地遍地开花。从1964年至1969年间,美国海军的海底实验室一号、二号和三号下降到越来越深的深度,分别为193英尺、203英尺和600英尺。直到一名潜水员的不幸死亡使海底实验室三号终结。1968年,德国Dr?ger公司建造的赫尔格兰站成为第一个在寒冷水域和恶劣海况建造的水下实验室,它使用于波罗的海、北海和缅因湾。在1969年和1970年,美国航空航天局与海军和内政部合作,推出了第一个国家资助的海洋科学家项目:玻陨石一号和二号。玻陨石栖居地位于美属维尔京群岛的莱姆舒湾50英尺深处,由通用电气公司建造,由2个20英尺高的筒仓组成,筒仓由一条防水隧道连接,并点缀着圆顶形窗户。

法比恩·库斯托的“普罗透斯”站将有4000平方英尺,由圆形的2层结构组成。

玻陨石站最终被从水中打捞上来,但是美国航空航天局对水下建筑的兴趣一直延续到今天。美国航空航天局的极端环境任务行动(NEEMO),专门用于模拟国际空间站上的生活,并为未来的星际任务测试新概念,它派遣宇航员、工程师和科学家小组居住在基拉戈岛的宝瓶礁石基地内。在这种极端的环境中,行动受限于密闭空间中,水提供了接近零重力的体验,宇航员进行了一场太空探索的模拟。

法比恩估计,在深海探索的巅峰时期,可能有20个真正宜居的水下建筑。今天,宝瓶礁石基地仍然是世界上唯一一个运行中的水下研究站,它是一个值得骄傲的幸存者,已经有34年的历史了。法比恩称:“70年代之后,海洋探索没有像太空探索那样发展。” 他希望,通过普罗透斯站,公众兴趣能转回到海洋。他不是唯一一个希望如此的人。

建筑界的“雅克·库斯托”

法国建筑师雅克·罗哲里将他的整个职业生涯都奉献给了水下建筑,并将雅克·库斯托视为他在建筑和海洋学追求上的动力。自2009年以来,他的基金会每年都为年轻建筑师举办设计水下和太空栖息地的竞赛。罗哲里相信,我们的未来取决于蓝色经济,正如世界银行所定义的“可持续利用海洋资源促进经济增长、改善民生和就业,同时保持海洋生态系统的健康。” 但是他认为,首先,我们需要一个蓝色社会。“我们必须激励年轻一代。必须向他们灌输这种热情。他们必须有参与感。”

罗哲里设计过几十个水下栖居地,其中4个已经建成。第一个是Galathe,一个56吨重、半移动的栖居地,于1977年在日本海岸附近推出。在Galathe之前,建筑大多数都是建造在海床上。罗哲里改变了这一状态,设计了一种带有可变压载的结构,允许在不同深度(从30到200英尺)悬挂锚泊,不会对水下生态系统造成影响。

他后来设计的栖居地甚至更具流动性,并在他迄今为止最雄心勃勃的设计“海洋空间站”方案中,达到了顶峰。它是一艘半潜式船,为海洋航行而造,设计以海马为原型,垂直漂浮,随着洋流运动。

罗哲里认为,“大海是一个不可思议的资源地,是全世界创业公司的前景领域。我们仍然不了解深渊带。我们不了解热液喷口。我们知道的很少。”根据美国国家海洋局的数据,超过80%的海洋仍然是“未绘图、未观测和未开发的”。即使是已经被探索过的部分,被绘制出的分辨率也不足以侦测飞机残骸或者海底火山顶等物体。从现代海洋探险开启以来,海洋已经发生了剧烈的变化。大片的区域现在完全没有氧气,导致目前的“死亡地带”是1950年时的4倍。法比恩说:“我还是个少年时,会去佛罗里达群岛,那是一个充满了色彩、纹理和活力的游乐场。而现在,相比之下,它是一个鬼城。”

普罗透斯站或海洋空间站这样的水下栖居地,可以帮助发现新物种,了解气候变化如何影响海洋,并能测试绿色能源、水产养殖和机器人探索。全球领先的普罗透斯站的实验室将允许在现场进行最先进的研究,不会让样品在运输过程中降解,同时其全尺寸视频制作设施将出于教育目的提供连续的直播。美国东北大学教授兼副院长马克·帕特森说:“对普罗透斯站来说,机器人和人类组合的概念尤其具有吸引力。” 他的研究重点是开发用于民用基础设施和海洋传感的自主水下机器人。“这种人类与游泳快速、强壮的机器人一起工作的方法,将克服自英国皇家舰艇‘挑战者号航行时期以来一直困扰海洋学的问题:即海洋变化的速度超过了我们的观测能力。”

雅克·库斯托拍摄他在红海的冒险经历60年之后,海洋探险仍未发挥出全部潜力。当库斯托的黄色潜水碟从黑暗中升起时,他说:“我们一直生活在大海的怀抱里。大海包容着我们,但我们只迈出了进入新空间的第一步。在没有太阳的世界里,更多的冒险还在召唤着潜航员们。”

(责编:刘婕)

猜你喜欢

库斯普罗海洋
我是草莓
普罗之城——通州新潞运河创意区
库斯途
普罗格:将精益物流与供应链服务进行到底
《伊库斯》剧照
普罗帕酮治疗预激综合征合并室上性心动过速的临床效果观察