下潜到7000多米深海的“蛟龙号”是怎么工作的？

视频：“蛟龙”号载人潜水器完成首次大修升级 开始测试下潜

自己每分钟向母船“报告”

深海是人类在地球上为数不多的未知区域之一。位于太平洋西部马里亚纳群岛以东的马里亚纳海沟，是人类目前探知的地球最低点——海下11034米。蛟龙号目前已经下潜到了7000多米的深海。

18日，来渝参加重庆科技馆“科技·人文大讲坛”的中科院声学研究所高级工程师刘烨瑶接受记者专访时表示，蛟龙号的高速数字水声通信，是全球首次在作业型载人潜水器上应用，这一系统让蛟龙号“自己”每分钟向母船汇报状态。

蛟龙号每分钟下潜30米-40米

位于大洋最深处的马里亚纳海沟，高压、漆黑和冰冷。在这里，蛟龙号完成了7000米级的海上试验。按照官方通报的数据，蛟龙号目前已经下潜到7000多米的深海。刘烨瑶说，每下潜10米就相当于1个大气压，“7000米就相当于700个大气压。”

宇航员需要有宇航服，在蛟龙号里下潜，需要穿特制的服装吗？刘烨瑶说，“在蛟龙号里，就和我们平常一样，但在下潜时，会让大家穿上长袖。”

“当下潜到2000米以下时，海水温度会在4℃左右， “虽然蛟龙号能帮我们抗压，但它导热性能很好，如果穿短袖会很冷。而在蛟龙号没有下潜时，里面的温度在35℃，加上80%-90%的湿度，就好像蒸桑拿。”

刘烨瑶介绍，这艘重达22吨的“大家伙”，下潜速度为每分钟30米-40米，工作人员跟着它一路下潜到深海。

声呐是“眼睛”，刹车由人控制

不要以为，下潜过程中，工作人员只是看风景，那是偶尔才可以享受的闲趣。下潜中，他们要集中精力测试蛟龙号设备的参数变化。有些试验要持续12个小时左右，其中在海底作业时间长达五六个小时。

刘烨瑶说，当下潜到海底时，就算光线充足，能见度也只有十几米。 蛟龙号眼睛的功能由声呐来实现。 刘烯瑶说，蛟龙号在深海里，能“看路”、能“说话”都和声学技术相关。“利用声学来进行通信、定位和地形探测。其‘眼睛’功能，要依靠两个系统，一个是避碰声呐，一个是成像声呐。避碰声呐观测各个方向是否有障碍物；而成像声呐则是看正前方障碍物有多大。依靠点和面的结合，驾驶员让蛟龙号以可控的速度缓行到障碍物旁边，等肉眼看清后，再来判断是不是需要‘刹车’。”

蛟龙号探测海底的微型地貌也要使用声呐，“这就是测深侧扫声呐，能够精细到分米级，完成高精度的测绘。”

每分钟向母船自动汇报一次信息

除了“眼睛”，蛟龙号还有“耳朵”和“嘴”，即高速水声通信。依靠这个技术，蛟龙号每分钟向母船汇报一次自己的情况，“水声通信系统自动把信息传给母船，不用我们工作人员。”

刘烨瑶称，蛟龙号是首个使用高速数字水声通信的载人潜水器，而且是实现了双方向语音通信和数据通信。“而国外的技术，则需要人看了相关参数后，再用语音汇报。”刘烨瑶说，蛟龙号的高速数字水声通信系统，能够让潜航员、专家、学者全身心地投入到科研当中。

对话

身体健康就可以随“船”下潜

重庆晨报：跟随潜水器下潜对工作人员身体有什么要求？

刘烨瑶：身体健康就可以。我们的女性工作人员、记者、科学家都跟随下潜器下潜过，曾经还有8旬院士下潜过。

重庆晨报：你第一次下潜时是怎样的心情？

刘烨瑶：还未下潜时很激动。下潜后就进入了工作状态，主要是调试设备。

重庆晨报：你在深海勇士号声学系统中担任载人潜水器主任设计师，深海勇士有哪些创新？

刘烨瑶：深海勇士国产化率达到95%，其船载水声通信系统也是一个创举。为避免噪声影响，蛟龙号的水声通信系统是通过几百米的电缆把其拖在后面，就像母船的一条长行尾巴。而深海勇士则开发了一套新的船载水声通信系统放在了母船“肚子”下面，能快捷、高效地进行水声通信。

重庆晨报：深海生物和我们平时看到的有什么不同吗？

刘烨瑶：在3000米海底看到的海参就和大家吃的不一样。那里的海参很大很粗，直径约有10厘米，长约20-30厘米，还有粉色的、紫色的。那里的海绵也像花一样，但它却是动物。

蛟龙号最大下潜7020米

蛟龙号载人潜水器是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人潜水器，也是863计划中的一个重大研究专项。2010年5月至7月，蛟龙号载人潜水器在中国南海中进行了多次下潜任务，最大下潜深度达到了7020米。

2002年中国科技部将深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项，启动“蛟龙号”载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。2009年至2012年，接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功。

2012年6月，在马里亚纳海沟创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录，也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。

2014年12月18日，首次赴印度洋下潜。

2015年1月14日，在西南印度洋龙旂热液区执行印度洋科考首航段的最后一次下潜，这也是其在这个航段的第9次下潜。3月17日，搭乘“向阳红09”船停靠国家深海基地码头，正式安家青岛。

2016年5月22日，成功完成在雅浦海沟的最后一次科学应用下潜，最大下潜深度达6579米。

2017年3月4日和7日，“蛟龙号”载人潜水器分别在西北印度洋卧蚕1号热液区和大糦热液区进行了中国大洋38航次第一航段的第3次下潜和第4次下潜。这两次下潜都在调查区域发现了热液喷口并获取了硫化物样品。5月23日，“蛟龙”号完成在世界最深处下潜，潜航员在水下停留近9小时，海底作业时间3小时11分钟，最大下潜深度4811米。

2018年5月8日，国家深海基地管理中心相关负责人透露，“蛟龙”号载人潜水器计划于2020年6月至2021年6月执行环球航次。

截至2018年11月，蛟龙号已成功下潜158次。

人物档案

刘烨瑶

中国科学院声学研究所高级工程师。2006年至今一直从事载人潜水器声学系统相关工作，包括蛟龙号、深海勇士号载人潜水器声学系统研制和海试项目。参与蛟龙号声学系统研制和海试。担任深海勇士号载人潜水器主任设计师，主要承担多种声学设备的国产化研制和船载水声通信系统研制的整体设计。作为“深海勇士号载人潜水器声学系统海上试验”课题负责人参与海试，承担多次下潜工作。