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探秘我国的深海空间站

2019-12-09高峰

阅读(科学探秘) 2019年10期
关键词:潜水器蛟龙工作站

高峰

作为海洋科考的“旗舰”项目,深海空间站无疑是中国继载人深潜器项目成功实施之后最具挑战性、最宏伟的海洋科技项目之一。

说到“空间站”,人们首先想到的是人类在茫茫太空中的“家园”,那是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员长期工作和生活的载人航天器。与此类似,人类为探索和认知浩瀚无垠的海洋,在深海中建设的综合科考平台或者综合实验室,就是“深海空间站”。

“蛟龙号”载人潜水器当然也是优秀的深海科考平台,它的主要功能侧重于深海巡航、探测、取样等方面,机动性能较好。但是其体积小,搭载人员有限,工作时间较短。而深海空间站相对而言体形庞大,能够容纳的人员或者装备更多,在水下运行时间大大延长。“蛟龙号”潜水器可以载人下潜到几千米深处,工作时间可达12个小时,但超过這一时间就要上来;而深海空间站作为在深海运行的实验平台,可以长期在水下工作,且不受海面风浪的影响。

深海空间站和“蛟龙号”等载人潜水器或者无人潜水器、水面船只可以相互配合。一方面,潜水器可以如小艇一样,从深海空间站出来,在深海作业,或者承担深海空间站与水面舰艇之间运送人员和货物的任务;另一方面,深海空间站可以便捷操控潜水器,或者与潜水器及水面舰艇等进行协同,构建三元深海探测体系。

与建设太空空间站相比,建设深海空间站有独特的难点。首先是海水压强问题。由于要在超过1000米的水下深度运行,一方面,空间站作为较大尺寸的容器,其外壳要有足够的抗压能力,以克服巨大的海水压力;另一方面,在进行类似太空中飞船与空间站的对接时,必须克服高压强带来的困难。其次,在深海漆黑环境中,长期的、可持续的能源供给只能依靠自身,只有这样才能保障在海底驻留的时间。第三,要做好材料防腐工作,克服海水对空间站和相关设备的巨大腐蚀作用。此外,深海通讯、深海应急救援和保障等工作也都面临特殊困,只有取得技术突破,才能切实做到万无一失。

深海空间站是在载人深潜器基础上发展的新一代居住型深海科考平台,这就意味着载人深潜技术与深海空间站技术的共通性。而近些年来,通过独立设计、自主集成建设“蛟龙号”载人潜水器,独立自主研发4500米载人潜水器和紧锣密鼓研制1.1万米载人潜水器,中国科研人员积累了大量深海应用技术,这为深海空间站的建设做了充裕的高精尖技术储备,也积累了丰富经验。

中国很早就提出了类似建设太空空间站的“三步走”深海空间站建设计划:第一步,研制小型深海空间站试验艇;第二步,研制小型深海移动工作站;第三步,建造可以水下停留60天的未来型深海空间站。

中国已经研制成功的“龙宫一号”深海工作站为35吨级,可载6人,在海底工作的时间为12~18小时。下一步我国将建造300吨级的小型深海工作站,未来将研制1500吨级、3000吨级的深海移动工作站。除了在海底能够工作更长时间和更大范围外,还可以像运载平台一样,配备多类深海机器人,更可利用类似于“蛟龙号”这样的深海潜水器作为摆渡,实现水面支持系统和深海移动工作站之间的穿梭运载,进行人员替换、物资补充等。同时,深海移动工作站可以配备以探测器和机器人为代表的多名“得力干将”,它们就像工作站的“眼睛”和“耳朵”,可以走出30~50千米,发回探测信号,并根据指令完成任务。

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