2020年,我国万米级载人潜水器将完成试验、投入使用,创造新的“中国深度”! 不到20年间,我国潜水器谱系化工程有序推进,带动了我国深海科技领域全面发展。可上九天揽月,可下五洋捉鳖,是中华民族五千多年的一个梦想。“蛟龙号”是如何进入海洋深渊,探索海底世界的呢?
出品:"SELF格致论道讲坛"公众号(ID:SELFtalks)
以下内容为“蛟龙号”现场海试副总指挥崔维成演讲实录:
大家下午好,我叫崔维成,来自上海海洋大学。今天非常荣幸能够来到探索者2017创新大会。今天下午我在这里要跟大家一起分享的,是我自己这十多年走进深渊的一些经历与背后的故事。
我自己与深海结缘,还是非常偶然的机会。2002年我在上海交通大学当长江特聘教授,那时候中船重工集团党组找到我,希望我到无锡中船重工702研究所担任所长职务。我答应了,到所里面以后,我才知道除了所长这个担子以外,还需要我负责蛟龙号项目的研制,那时候研制项目刚刚启动。
回到所里一看,我们整个团队,退休返聘的加上在职员工,老弱病残加起来就十来个人。要做这么大一个项目,怎么可能呢?当时我们的总设计师徐总徐芑南是返聘的,已经六十七岁了,我们的进度又很紧张,整天盯着我,你赶紧给我找人,人手不够。
我们就把当年所里面招到的20个年轻人,其中16个人加到这个团队里面。不管你专业对口不对口,先把我们的岗位填起来,解决员工有无的问题。所以我们蛟龙号就是靠这样一支年轻的团队起步的。
我们所有人都没有看到过大深度载人潜水器是什么样的,中间遇到的困难很多很多,曲折也很多。但是经过十年坚持不懈的努力,最后还是把蛟龙号研制成功了。
在这个过程中,我自己学到了很多深海技术方面的知识,因为过去这个方向不是我的专业,我也第一次严格意义上正式地负责这样大型工程项目的管理,所以也得到了很多管理的知识。
更为幸运的是,我后来也在海试的过程中参加到试航员团队里,能够亲自下到深海,我下了九次,最大深度下到了7035米。
很多的听众都很好奇,问我们深海到底是个什么样子的。这个问题我还很难回答,我只是到了深海的一个点,我在那里航行了一公里左右的距离。就是这么一公里,从这一头到那一头,差别还是很大的。所以海洋里面隐含着很多的奥秘,还需要我们去揭示。
我们吃的鱼、虾,很多来自海洋,如果我们把海洋利用好,海洋的养殖可以给我们人类提供蛋白质的保障。在深海里面矿物质资源、稀有金属的元素,它的含量也比地球的陆地上多很多,有的多几十倍,有的多几千倍、几万倍。
还有很多的珊瑚,各种冷泉热泉的生物,热液的喷口,热液硫化物等等。海洋里面的资源实际上是人类未来可持续发展的重要场所,所以我们研究海洋是非常有意义的。
因为蛟龙号项目的成功,我们国家从一个在载人深潜领域默默无闻的国家,变成了一个拥有了最大深度载人深潜器的国家。实际上这个进步是很大的,国外也承认我们已经进入到载人深潜技术发达国家的俱乐部了。现在国际上有五个国家拥有大深度的载人潜水器,而作业型载人潜水器我们中国是最深的。
那能不能说中国的深海载人技术就是世界最领先的呢?作为一个科技工作者,我自己感觉还不能这么骄傲,不能这么狂妄。我们在蛟龙号研制的过程中,中间有很多的设备还是跟国外的公司、企业一起合作,联合开发的。人家还是有很多值得我们学习的,还需要我们进一步深入的消化。
另外一个,在我们研制蛟龙号的同时,国际上已经有人把眼光瞄向了最深的一万一千米的深渊,这就是著名的电影导演卡梅隆。2012年在蛟龙号海试之前,他已经下潜到了10898米的深度。
所以这就告诉我们,中国载人深潜技术的团队不能停顿,我们也应该要快马加鞭地研制11000米的全海深作业型载人潜水器。按照我们国家原来的规划,本来十二五期间的计划是进一步打基础,把国外引进的技术进一步国产化,所以我们自己研制的是4500米的,11000米的项目要到“十三五”的时候才能启动。
当时2012年,距离十二五还有三年,这样的计划太慢了,能不能马上就启动。蛟龙号项目当时只研制了一个载人潜水器,不是完整的系统工程,配套的母船没有立项,配套的无人救援设备或协同作业设备没有立项,还留下很多遗憾,还有科研院所的技术成果没有同步地转化。
这些方面能不能做一些改进,这是我在海试期间思考的问题,我自己后来提出来。在11000米的载人深潜器的项目里面,我们按照一个系统工程的方式来推进。
所以我提了一个深渊科学技术流动实验室的概念,要搞就搞三个着陆器,一万一千米的,一个一万一千米的无人潜水器,一个一万一千米的载人潜水器,再有一个专业的母船,构成一个完整的系统。
如果有了这样的系统,国内国际上的海洋科学家是很兴奋的。国际上有四十几条深渊海沟去考察,如果我们有那么先进的装备,我们做海洋科考可以做出很多的科学发现,对于我们国家来说,可以填补我们国家的深渊科学的空白。
这个概念很好,但是看这张图每一样东西都很贵,要把这个东西做出来需要花很多的钱。根据我以往的经验,传统的在体制里面找一个国家部委去要这样一个完整的项目立项,我估计要花很长的时间,而且按照我们的体制分工,不在一个部门里面,比如船在发改委,潜水器在科技部,协调起来很困难。
所以后来我设想了另外一个方式,叫体制内加体制外的思路。我把整个项目的经费需求变成一小块一小块,然后这一块谁做比较合适,那一块谁做比较合适,体制内不愿意做的我就找民营企业来做,我就用了这样一个分解的办法来往前推进。
有了这个概念以后,项目推进效果还是非常好的。我们最难立项的就是科考船,后来我花了四个月找到资金,八个月完成设计,一年多完成建造。张謇号从立项到下水,花了两年多的时间。
2016年7月份下水以后,首先就跑到巴布亚新几内亚的新不列颠海沟做了科考。无人潜水器和着陆器,在上海海洋大学、上海地方政府等有关部门的大力支持下,经费有保障了。
团队里面也就十几个人,四个人一个组做着陆器的研制,还有十个人一组做无人潜水器的研制。从2013年开始招兵买马开始设计,到2014年完成设计开始装备,2015年10月份在南海完成了四千米级的样机的海上实验。
2016年12月份,我用自己的张謇号,带上改进以后的无人潜水器,再带上我们研制的三个着陆器,我们无人的挑战世界上海洋的最深处挑战者深渊——一万一千米。
我们三台着陆器都到达了挑战者深渊,工作正常。无人潜水器由于风浪太大和另外一些因素,我们只下到了6300米的深度。这次的着陆器到了马里亚纳海沟取得了丰富的海底样品,海水、沉积物和宏生物等海洋资源。
同时我们又花了两个月去另外两条海沟,马里亚纳海沟与新不列颠海沟,做了系统完整的科考。我们科考以后经过船的测量,有着陆器的标定,我们更新了三条海沟最深点的值以及位置,跟原来教科书上还是不一样的。
在这个过程中,取得了相当大的成绩。我们四个人的年轻团队,一个刚毕业的博士生,带着两个在读的硕士生,一个在读的博士生,四个人研制三台着陆器,取得了非常大的成功。
另外一个团队我投入的是精兵强将,有蛟龙号研制经历的,有海马号、海王号、龙皇号研制经历的技术骨干,但无人潜水器团队没有达到计划的海试目标,我们查找原因,发现我们团队在理念上的不一致。
我自己提了一种不拿股份的方式,有些同事不愿意接受,所以在2016年的时候他们花了一些精力在外面开公司,没有把所有的心思花在调试上,所以在实验室调整不够充分,在海上故障比较多,又加上风浪比较大,目标没有完全的实现。
所以在当下的科技体制下,怎么样让科研人员能够真正的安下心来专心致志做科研,我觉得这是一个摆在我们面前的重要问题。只要把他们的心态安定好了,这些技术的困难我自己感觉一点不难,人才也不是问题。我们在体制里面,蛟龙号几十家单位参加,几百人的规模。实际上在上海海洋大学,我到现在也只有二十二个人的一个团队。
我们在做无人潜水器的同时,因为我们的真正目标是载人潜水器,所以我们对载人潜水器的其它一些关键技术和关键设备,也同步开展样机的研制攻关。
其中最难的就是这样一个载人舱,无人潜水器加载人舱就近似于载人潜水器。我们两年以前也启动了载人舱研制的国际合作项目,调研下来发现芬兰来做最合适。我今天早上刚从芬兰回来,我们在进行项目的阶段交流。
同时,我们找民营投资做了张謇号,现在这家公司发展也很好,现在更有实力了,又在投资造叔同号,最近还在收购其他一些船。后面我们还想造条破冰船,我们希望成为一个能够提供全海深、全海域服务的民营机构,作为我们国家体制的一个有效的补充。
整个项目做下来以后,我自己的一个体会是技术困难实际上并不很难,人才也不是问题。实际上技术上的很多问题,通过管理的科学分解可以有效的弥补。但是一旦从事前沿科学技术,个人的专心致志和团队的齐心协力,这是关键。但是在现在的环境下,怎么样让个人能够专心致志,怎么样让一个团队齐心协力,像两弹一星那时候一样,这个需要下大功夫。
通过这样的方式,我们科学技术的发展还可以走得更快。在中国,攀登世界科技高峰,实际上是完全可以实现的。在中国培养世界一流的科学大家、科学大师,也是完全可行的。如果我们大家回忆一下当年两弹一星的时候,我们的基础、我们的人才、我们的物质条件很差的,但是现在我们的物质条件已经好多了,也面临着新的问题。
可上九天揽月,可下五洋捉鳖,这是中华民族五千多年的一个梦想。但是随着我们科学技术的进步,这样的梦想离我们实际上已经非常近了。有可能在未来的五年时间里面,中国科学家就可以下到11000米的海底,也可能有中国的航天员已经登上了月球。
但是科学的发展是没有止境的,人类的探索也是没有止境的。我相信随着人类科学越来越发展,我们眼中的生活世界会越来越广阔,前景还是非常美好的。
但是这是科学好的一面,在这里我还想提醒大家,科学是一把双刃剑。用好了它可以造福人类,给我们提供优质的物质生活。但是反过来用不好,科学也可能给我们带来很大的伤害。
比如前几天在南海,大家都很兴奋,我们发现了可燃冰,可燃冰的开采技术取得了较大进展等等。
但就开采来说,可燃冰的开采用什么速度、方式开采,不会对海洋的生态系统带来比较重大的冲击,甚至带来毁灭性的影响。如果在开采过程中发生一些事故,怎么来处理、应对。如果这些问题没有做深入的研究,应急预案没有准备充分,我们贸然开采可燃冰也可能给人类带来毁灭性的灾难。
所以对于这样一些前沿科技,我在不同的场合一定要说,科学的普及既要看到科学光明的一面,也要看到科学可能给我们带来的副作用,一定要把它用好,才能真正造福人类,希望我们大家一起努力,为了中华民族的伟大复兴而努力奋斗。 谢谢大家。
“SELF格致论道”讲坛是中国科学院全力推出的科学文化讲坛,致力于精英思想的跨界传播,由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办,中国科普博览承办。SELF是Science, Education, Life, Future的缩写,旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。关注微信公众号SELFtalks获取更多信息。
本文出品自“SELF格致论道讲坛”公众号(SELFtalks),转载请注明公众号出处,未经授权不得转载。