下潜到7000多米深海的 蛟龙号是怎么工作的?
下潜到7000多米深海的 蛟龙号是怎么工作的? 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。
重庆晨报·上游新闻记者 罗薛梅 实习生 张未
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
中国观察