11月10日上午,中国载人潜水器“奋斗者”号再次挑战全球海洋最深处,在西太平洋马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。
10月27日,“奋斗者”号曾在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米,达到10058米。
马里亚纳海沟被称为“地球第四极”,其最深处接近11000米,也就是珠穆朗玛峰顶上再叠一座西岳华山的海拔高度。
所谓坐底,是指人为地让“奋斗者”号海底着陆,以便开展海底科考和作业。舱内三位潜航员在海底进行了采样工作,时间持续6个小时——这也是“奋斗者”号在海底设计最长的作业时间。
作为我国万米载人深潜的重大突破,“奋斗者”号凝聚了中国深潜人的巨大智慧。从百米浅海到万米深海,中国载人深潜事业劈风斩浪的几十年,我国先后突破了多项核心深潜技术。
国产新型材料“钛”牛了
“奋斗者”号下潜的马里亚纳海沟一万米处,水压超过110兆帕,相当于2000头非洲大象踩在人背上。面对如此巨大的压力,“奋斗者”号该如何“抗压”?
8年前,加拿大导演卡梅隆就曾乘坐着“深海挑战者”号,成功挑战了马里亚纳海沟。而抗压的关键在于它结实耐压的球形载人舱。
与世界上的其他潜水器相比,“深海挑战者”号的球舱厚度相差不多,大小却不到它们的一半,可谓“皮厚馅小”,这也是卡梅隆能够抵达万米的原因。但“深海挑战者”号球舱太小,连五六岁的儿童都很难站直,无法搭载更多的科学家和科研设备。为了能在里面连续待上6个小时,卡梅隆甚至要专门练习瑜伽。为了保证载客量,载人舱要足够大;而为了减轻潜水器的负担,球舱又不能太重。为了承受万米海压,做成又大又轻又坚固的载人舱至关重要。
国产新型钛合金材料就是解决这一问题的关键。经过多年的不断优化和上千次的测试,中国自主研制的新型钛合金终于问世。强度高、韧性好,可以容纳最多3名乘客安全在海底进行科考任务。现在,“奋斗者”号终于可以顶住巨大的海底压力,安全载人潜入万米深海。
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中国载人潜水器“奋斗者”号创造了载人深潜的新纪录。
“奋斗者”号实现深海坐底。
“油腻”的锂电池成能量包
每次下潜作业,“奋斗者”号要工作10小时左右。深海高压下,如何避免“奋斗者”号的锂电池因温度过高引发的自燃隐患?
“奋斗者”号的锂电池和普通的电池不同,它的内部充满了油。“奋斗者”号的上百块单体锂电池为若干组排列,模块之间的间隙中充满了油。当某个电池的温度升高时,热量会先传递给周围的油,然后油再通过电池箱体将热量传递给外部的海水,来缓解电池发热的状况。
这样“奋斗者”号就可以安全下海了吗?当然不是。每批锂电池在成组前,都要严格进行撞击、针刺、海水浸泡、短路、过充、过放等十几项安全抽检,而且还要进行超过万米压力环境下的安全测试。只有通过层层测试,才能最终成为一块合格的“能量包”,保证“奋斗者”号的绝对安全。
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三位潜航员在潜水器内拍摄的午餐合影。
为什么要越潜越深
“奋斗者”号总设计师、万米海试总指挥叶聪介绍,海洋面积占地球面积71%,海水占地球水资源总量97%,海底蕴藏丰富的资源,矿物和能源储量都超过陆地。
以前人们以为,海面6000米以下的地方,由于超高的静水压力、缺乏阳光和食物供给,加之特殊的海底地形、剧烈的构造活动等多种极端环境因素,是一片死气沉沉、与世隔绝、毫无生命活力的世界。然而,随着人们对深渊展开科学调查,这些认识正在被颠覆。再加上深海调查技术进步,全球近年来又陆续开展了多项大型深渊调查活动,发现了更多深渊新物种,深渊生物量和生命活力也远超预期。据《燕赵都市报》
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“救生衣”带潜水器浮出水面
当潜水器完成工作,准备返航时,它是如何扛住压力,返回海面的呢?
这时,潜水器外层的浮力材料就开始发挥作用了。
浮力材料是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠,他们不仅能为潜水器提供足够的浮力,自身也非常结实,经得起海底水压的考验。有了它们,潜水器才能一次次安全地返回水面。
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