朱敏 蛟龙号副总设计师 中国科学院声学研究所海洋声学技术中心主任。
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大家在屏幕上看到的这个就是咱们国家自己研制的蛟龙号载人潜水器。它的下潜深度是7000米，在2012年的时候下到了7062米。这个深度的话也是打破了作业型载人潜水器下潜的世界纪录，目前的话它也是国际上下潜深度最深的载人潜水器，是在役的这个下潜深度最深的一个。我比较有幸从2002年开始就一直参与了整个蛟龙号的研制过程。所以今天的话我就跟大家讲讲，说一些蛟龙号的一些事儿。
那么大家可能比较关心的是蛟龙号下潜那么大深度，我们为什么要研制它？实际上简单来讲的话主要是两个方面：一个是科学，一个是资源。大家可以 看到我们的星球——地球是一个蓝色的行星，它表面的70%以上的面积都是被海水所覆盖。大家平时说到海洋的时候，首先想到的就是辽阔的海面，会想到阳光沙滩，会想到巨浪，会想到台风。如果说问起说大家对深海、海底下有什么了解的话，大家脑子里首先浮现的可能就是美丽的珊瑚礁，再往深里去实际上绝大多数人都没有什么概念。千百年来对于人类来讲，深海都是一个非常神秘的领域。神秘的话实际上就对应着有很多未知，这就需要科学的问题去解决。这一张图实际上是借助了近年来的最新的声纳技术的发展才能够绘制出来一张全球的海底地图，那么大家可以看到这个海底地图里面有很多这种像黑的，实际上都是海底的板块之间的裂缝，这些裂缝里面不断地有火山活动，有岩浆涌出来。它在不断地扩张。实际上这个地方底下有很多科学问题就需要科学家到那边去研究。
那么大家可能比较关心的是蛟龙号下潜那么大深度，我们为什么要研制它？实际上简单来讲的话主要是两个方面：一个是科学，一个是资源。大家可以 看到我们的星球——地球是一个蓝色的行星，它表面的70%以上的面积都是被海水所覆盖。大家平时说到海洋的时候，首先想到的就是辽阔的海面，会想到阳光沙滩，会想到巨浪，会想到台风。如果说问起说大家对深海、海底下有什么了解的话，大家脑子里首先浮现的可能就是美丽的珊瑚礁，再往深里去实际上绝大多数人都没有什么概念。千百年来对于人类来讲，深海都是一个非常神秘的领域。神秘的话实际上就对应着有很多未知，这就需要科学的问题去解决。这一张图实际上是借助了近年来的最新的声纳技术的发展才能够绘制出来一张全球的海底地图，那么大家可以看到这个海底地图里面有很多这种像黑的，实际上都是海底的板块之间的裂缝，这些裂缝里面不断地有火山活动，有岩浆涌出来。它在不断地扩张。实际上这个地方底下有很多科学问题就需要科学家到那边去研究。
我们地球的地质演化，一些深海的生物化学物理等等方面的一些科学问题。这些深海的科学问题大家也知道，海面到海底有好几千米的深度我们人怎么能够下去？那就需要有很多的工具这个载人潜水器就是其中一个非常有效的一个作业工具。利用这些工具也取得了一些新的发现，比如美国的ALVIN号载人潜水器，发现的一个有颠覆性的一个东西。大家看到这里有很多生物我们大家以前都认为，生物的生存都需要有阳光、有空气，在深海中大家一般都认为可以说是一个生命的荒漠，就没有多少生命了，但这个发现实际上完全颠覆了这个概念，就是说在深海的话这些生物它完全不依赖于阳光，它是靠海底下冒出来热水，温度很高的热水，最高可以到四百度高温的这个热水靠它们里面的能量来维持生活。而且它的生物的群落非常的大，这种（现象）实际上完全颠覆了生命在什么样的条件下，能够存在的这么一种认识。很多科学家实际上就都在想象在木星土星这些行星的冰冻的海洋下面它是不是也可以有生命的存在？那么同样的对于地球上来讲，这些生命我们以前都认为它是在陆地上首先出现的，那么现在看来会不会是在深海中热液区演化出来，然后到陆地上去了，这都是一些颠覆性的发现。除了热液的生物之外还发现了基于这种冷泉的，所谓冷泉就是说它从海底下冒出来甲烷，这些生物的话它也不是靠阳光的，它是靠底下冒出来甲烷气体作为它的能量源来支持整个生态系统。大家可以看到这照片上面的是热液区的，下面是冷泉区的，大家看到这些贝壳、螃蟹，虾可能看着都很眼熟，不是什么稀奇古怪的东西，它的生命形态的话，其实来讲虽然它的类型完全不一样，有的是咱们大家熟知的，可能是基于阳光的生态系统基于热液的和基于冷泉的，它们都很相似，那么它的基因学上的一些科学问题，这都是需要科学家去解决的。
那么同样的话在这些地方还有其他的各种各样的科学问题，这是科学研究方面的一些要求。再给大家看一段录像就是2013年我们的蛟龙号在我国南海的一个，我们命名叫蛟龙冷泉的一个海区所拍的一段录像。大家可以看到密密麻麻的这全是贝壳 ，这个白的叫白瓷蟹，里面还有一些虾还有一些大的螃蟹，量非常大，它们完全不依赖于阳光就靠下面冒出来甲，烷气体细菌吃这个甲烷，然后大的生物吃细菌养活了这么一个生态系统。那么这个非常非常密看的都可能有的人有密集恐惧症，看的都害怕，那么它完全是靠这个甲烷来养活的。
海底还有什么？就是有非常丰富的资源大家可以看到就是我们这列了四种：最左边的这一个这个是叫锰结核，这个一个个像小土豆一样的里面富含着金属成分。这个我拿了一个样品就一个黑色像小土豆一样，就这么点儿大，有的还大一点有拳头那么大的这些矿物，它是含有很高的金属成分；第二个的话是大家看到黑烟囱一样的，它就海底下冒出来热水，热水里面有些溶解的这个矿物质，遇到冷水之后就凝固出来然后沉降下来会形成非常大量的这个硫化物矿，它里面富含着像金、银、铜等等很多元素；第三个的话叫富钴结壳，它是长在海山的坡壁上的大概可能几公分到十几公分，二十公分那么厚就一层皮。这个上面它里面富含的是像钴、铂这些金属；那么第四个这个是白色的这个叫可燃冰或者叫天然气水合物，它是甲烷和水的一种化合物，这些资源在水底下储量是非常的丰富的，这些比如矿物，刚才说的这些什么金银铜这些铂钴的含量，如果把它算下来的话它的储量可能比我们陆地的储量要高十几倍几十，有的上百倍甚至有的到几千倍的都有，这个量非常大。像这个可燃冰里面所储藏的甲烷气体，如果换算下来的话，它比我们陆地上的所有的煤、石油、天然气加起来的总量还是它的两倍，所以这个水底下储量是非常非常大的。那么这些资源，虽然说我们现在可能还不具备开发能力，但是它对于人类未来的一百年或者更远这个距离它的发展来讲，它是个非常重要的后备资源。所以现在来讲我们必须要去调查清楚，然后储备着开采的这些技术。
这一张录像就是蛟龙号在2013年在我们国家的南海我们也管它叫蛟龙海山这个海域。我们在一次下潜过程当中无意间发现了这么一片矿区，它这里面一颗一颗的都是结核，在资源探查和科学研究的这些需求来讲就使得我们需要做很多装备，我们现在用的包括像船上用的很多设备，然后有水里面游的，有在海底下爬的，有拖着走的，然后有布在海底的这些装备没有哪一个能比得上说坐在载人潜水器。我们人亲自下去亲眼去看来得那么直观，也没有一个装备能够有我们人到现场就近去操作来得那么精准。由于这个考虑我们就研制这个载人的潜水器带着科学家下去来做科学研究和勘探。载人深潜的话下潜最深的这个记录是美国的Trieste号创造的，它是在1960年下潜到了10911米，它功能上比较简单，就是个探险型的，下去然后干不了什么事就上来。因为他当时的技术条件限制，下去就待了二十分钟就上来了。下潜深度第二的是美国的这个导演卡梅伦，他是在2012年他自己出钱造了这么一个潜水器，它的样子比较怪异这个属于是非常特异的一种，他下到了10898米，他这个本身他是想下去拍电影的，所以它上面灯光摄像机比较多一些，但是他下去之后实际上就坏掉了基本上就没干成什么事，他虽然也拍一个电影回去但是这个效果从这个潜水器的效果来讲并不是太好，它真正意义上不是一个能够作业的东西。真正下到海底下能够作业的潜水器是这么几个，大家看到这五个国家做的东西最左边的这个是美国的叫Alvin号，虽然它的深度在这里面是最浅的4500米，但是它实际上是所有的载人潜水器当中取得的成是最大的，下潜次数最多、发表论文最多、科学发现最多，所以它是我们大家公认最成功的一个，像法国的鹦鹉螺号、俄罗斯的和平号这个是6000米的，日本造了一个是6500米的，咱们中国造的蛟龙号是7000米，在这个级别里我们是最深的一个。
这几个潜水器因为功能都相似，都是带着三个科学家下去做科学研究调查等等，所以它们在设计理念上其实是相似的，以这个美国的Alvin号潜水器我们做个例子来说明一下那都可以看到，它有一个大的金属球，人的话都坐在这个金属球里面，所以他可以不用承受外面的海水的恐怖的压力，它都有一个玻璃窗，有机玻璃的窗户，大家透过窗户可以往外看。在它的前面的话都有两个机械手可以作业，然后它都是用电池供电，用螺旋桨来运动都是用固体浮力材料来提供浮力，所以他们在设计理念上相似，所以他们做出来也是非常相近的，都是这么胖乎乎的。
这个就是咱们的蛟龙号，和国外相比除了我们下潜深度最深之外，我们还有三个比较领先的技术。在能源方面它比国外的要更强大，另外就是它要有比较先进的自动控制的一个能力，所以它可以减少驾驶员操纵的一些难度，可以非常灵活，它可以悬停在水底下，就离海底大概半米高的高度悬在那然后开，人的操纵就非常简单；另外一个就是我们做的一个声学就非常先进的一个水声通信的一个功能，这个潜水器首先我们说一下，下潜了那么大深度来讲它要承受非常大的压力，那么7000米的这个深度对应的压力是多少呢？差不多是每平方米要承受7000吨的压力，那么7000吨是什么概念，咱们国家的96式坦克大概45吨重，那么7000吨，差不多就是150辆咱们96式坦克摞一块压在这一平方米的面积上，大家可以想象一下这个多大的压力，下潜到海水里面去我们所有的部件都要承受这个压力，这么大的压力所以材料、设计、制造加工等等方面都有非常高的难度。首先我们就说一下这个载人的这个球大概我们知道，我们三个人要在这个球里面要完全靠这个球来承受海水的压力，所以在设计方面难度非常高，当然材料也要求要非常好的材料，我们选的是一种叫钛合金材料，它的主要的成分是钛和镁，它比较轻、强度非常高而且还耐腐蚀，另外除了这材料要好还有加工制造方面难度也非常高。在研制蛟龙号的时候我们国家能自己设计，但是材料与加工制造工艺方面还不过关，所以我们实际上用的是国内的设计方案，然后用的俄罗斯的材料，俄罗斯给加工制造的；第二个比较关键的要承受压力的这个材料实际上是浮力材料，你想我们这么重的一个东西二十多吨重的东西要到海底还要能够浮上来，谁来给它提供浮力，大家平时生活中接触的比如像有些像泡沫塑料这种东西很轻，它可以提供很大的浮力，但是它不够结实海水一压就会压扁掉。这里面我带了一个我们当时海上做实验的时候留做纪念的一个东西，现在是这么小到原来本身它是一个40公分见方的一块泡沫板，一公分厚，到了海底下以后回来之后有就成这样了大概现在的体积只有原始体积的3%不到一点，就这样完全压扁掉了，所以我们就拿这个当做纪念品，写上字之后带回来做留念了。那么什么样的东西能够承受那么大的压力呢？实际上我们用的是这种基于玻璃微珠的一个固体浮力材料，屏幕上右下角大家可以看到这是显微镜拍的这些玻璃珠，空心的玻璃珠，它的直径从几个微米到一两百个微米组合起来的，它是空心的，很轻，然后用树脂给它粘起来就变成这么一个块，这个的密度大概是零点五几可以承受七千米的压力。这个材料的话当时我们国内也不能制造，我们是从美国去买了美国当时最好的浮力材料，有比较轻的，但是他们就不肯卖给我们，对中国禁运，然后实际上最终我们跟他商量说卖给我们，实际上是已经次了一等就是密度要差一些的，所以因为这个原因的话蛟龙号就重了好多，这也是没办法，我们自己国内没这个能力就要受别人欺负，就这个情况蛟龙号下到海底之后它要怎么去干活，最主要的它的作业工具就是他前面有两只手，两只手可以直接去抓东西，大家看到左边有一个紫色的这个是海参，那个白色的叫玻璃海绵，像这种动得比较慢的，我们可以直接用机械手去抓有些像石头一些东西，我们可以直接抓，还有一些我们会带一些工具，比如说像带网兜去抓这个螃蟹抓一些虾，然后还可以带一些作业工具去抓泥巴。这个潜水器可以支持很多的作业任务，每次带不同的工具下去完成不同的使命，包括科学方面的、这种资源勘探方面的这些工作；它第二个主要的作业的手段就是光学方面的，一方面人用眼睛可以直接透过玻璃窗往外看，可以看到一些东西，另外它上面有这个高清的摄像机，照相机可以去拍照录像。刚才放过的两段录像实际上就是用蛟龙号自身带的高清摄像机拍下来的，蛟龙号下到七千米深的海底离海面大概好几千米这样远的距离，我们也不可能从水面拉一根线下去跟下面去通信，然后无线电这些东西被海水一挡实际上也都通不了了，那么这个时候怎么办？就要完全靠水声通信，这就是我们给做的这套水声通信系统，就是把我们要传的信息变成声音在水里面传传到水面之后再把它变换回来变成信号，我们做的这套系统实际上在国际上还是比较先进的，它可以把潜水器里面的很多的传感器的数据都传到水面去，这样我们在水面的话就会实时看到潜水器下面发生了一些什么情况，然后水面和水下可以通过文字交流，通过语音交流还可以发照片，所以我们当时给它起了一个外号叫做水下QQ，水下可以聊天，这些功能也是国外的潜水器没有的这个就是通过这个水声，这个用声音的方式把照片传到水面来，这个就发了一个比较清楚的照片，这样的话我们在水面，就可以知道水下现在看到了一些什么东西。
蛟龙号的技术比较多，我这里就讲这么些然后就说一下这个蛟龙号在2012年完成这个七千米海试之后它都做了哪些事情。这几年来讲蛟龙号一直在承担着叫实验性应用的这个任务，它去的海区有咱们中国的南海，有马里亚纳海沟然后还有东太，西太，然后现在印度洋。这里边我要是给大家说一下，我们去的有几个地方要给大家讲一讲，这里面就像东太，东太里面大家可以看到那个字叫多金属结合调查区，这个地方位于夏威夷以南我们为什么要去那个地方因为那个地方有我们的一块矿，2001年中国大洋协会在这个地方争取到了一块7.5万平方公里的一块矿区——锰结核矿区，2015年中国五矿集团又申请到了一块7.3万平方公里的矿区，这一些矿区加起来有15万平方公里也就是说那么大一个区域底下的这个矿石都是归咱们中国的，这都是咱们海洋这个行业的人，为咱们国家做的贡献其他的矿区包括印度洋的这个矿区、印度洋矿区，主要是硫化物的这个矿区。西太这些矿区是富钴结壳的矿区，这些矿区的话根据联合国海底管理委员会的这个规则就是说你想要这个矿区，首先你得必须调查清楚然后提交资料，然后认可了之后你可以从中优选出一块留下来作为自己的矿区，也就是专有矿区。也就是说我们现在蛟龙号正在做的这个工作就是给咱们国家争取更多的矿区，是为我们的子孙后代攒家当的一个工作。这是在这些硫化物区的一些照片，这个是在多金属结构区的一些照片这个是在富钴结壳区的一些照片，这是在冷泉区的一些照片。大家可以看到照片里面，我们都是以生物作为它的主角来拍这个照。为什么就是我们在将来要去做这个采矿的时候不可避免地会对生物环境造成破坏，我们要想办法尽量减少对生态环境的破坏，事先的这些调查工作都必须要做好，这个是现在我们做这些调查还要做对生态环境的一些调查。
我们的下一步的话实际上我们要再做两个事情，第一个我们正在做的就是我们正在研制一套4500米载人潜水器，大家可能有点奇怪，就是说我7000都做下来为什么还要回去做更浅的四千五？这个就实际上又回到我们刚才说的这个问题，就是说在做蛟龙号的时候我们有好多技术材料实际上就是不过关，用的是国外的，那么这个4500就是支持国内的去解决这些问题，我们通过这个4500载人潜水器的研制的话，我们解决了钛合金材料的问题，解决了做成载人球的加工制造的问题，我们解决了这个浮力材料的制备的问题，解决了上面机械手 推进器等等这些设备的，主要关于设备的国内制造的问题，所以这一台潜水器我们的国产化率要达到85%以上，现在已经到总装阶段了估计明年的话大家就可以看到这套潜水器了。那么我们下一步是更加激动人心的就是走向11000米，世界上最深的这个点 11000米没有比它再深的了，我们通过4500米研制，我们积累这个技术之后我们要用我们自己国产的技术去做能够耐11000米压力的载人球、浮力材料、机械手等等这些装备，包括声学装备等等用我们自己完全国产的技术，把我们的科学家送到世界上最深的挑战者深渊一万一千米这个深度。
我的汇报就到这里，让我们共同期待我们的载人深潜事业能够谱写出新的辉煌的篇章，谢谢大家！
