北京時間6月30日15時整,隨著蛟龍號成功回收至母船“向陽紅09”的甲板,蛟龍號載人潛水器7000米級海試任務圓滿完成。
這是個十分吸引眼球的消息。因為到這個時刻止,從2002年開始研制的蛟龍號,終于結束了10年的研制和海試的漫漫長路;更因為從這個時刻始,蛟龍號將步入試驗性應用階段,中國擁有了載人下潛到世界99.8%海底的能力,深海底部的科學奧秘和蘊藏的豐富資源,可以直觀地展現在我國科學家面前。
這很容易讓人聯想起我國前不久成功啟用世界上最先進的“海洋石油981”鉆井平臺,去年底國際相關組織批準中國首次在太平洋國際海底的地名命名,去年7月20日我國在西南印度洋國際海底區域獲得的1萬平方公里具有專屬勘探權的多金屬硫化物資源礦區,以及在更早些時候我國在東太平洋獲得的7.5萬平方公里多金屬結核資源勘探合同區等一系列事件。
這一步一個腳印的成果,仿佛一個一個“點”,構成了整個國際海底區域資源研究開發工作這個“面”。而在這個“面”上,我國探索海底奧秘和利用深海資源的藍圖正徐徐打開,在海洋時代即將到來的時刻,這讓人異常興奮。
而此時此刻,金建才更有理由興奮。
這位從上世紀80年代初就投身于中國大洋事業、1994年就擔任中國大洋礦產資源研究開發協會(下稱大洋協會)辦公室掌門人的老人,推動了中國載人潛水器項目的立項,經歷了7000米載人潛水器的從無到有,更把自己一生的精力,花在了中國在國際海底區域的資源研究開發活動中,不斷推動我國走向大洋深處,從海洋大國向海洋強國邁進。
搶占制高點
深海技術是海洋技術的最前沿和制高點,體現著一個國家的綜合技術力量
在金建才的辦公桌上,放著一個蛟龍號的仿真模型,用玻璃罩罩著,很漂亮。去年和金建才聊大洋協會剛剛申請下來的多金屬硫化物資源礦區時,記者就曾仔細觀察過這個模型。如今,模型原封未動,蛟龍號卻從去年的5000米海試成功,完成了今年7000米海試成功的華麗一躍。
作為大洋協會的秘書長,金建才的心中要裝著很多事情,但載人深潛這件事,在他心中有著很重的分量。事實上,發展載人深潛器,是所有海洋人的夢想,更是中國開發深海資源的現實需要。
上世紀90年代初成立的大洋協會,在持續開展深海資源的勘查活動中,早早將目光投向了發展深海運載裝備。
“大洋協會立會的宗旨之一,是推動深海高新技術產業形成和發展。我們一直將技術問題放在相當重要和突出的地位,認為深海技術是海洋技術的最前沿和制高點,體現著一個國家的綜合技術力量。同時,在開展海洋資源調查的實際過程當中,也感覺到深海技術裝備非常重要。”金建才說。
作為組織協調我國相關領域與行業從事國際海底研究開發活動的國家平臺,大洋協會在開展深海底資源調查的同時,就開始組織各方專家,對發展深海高技術裝備進行了論證。而發展深海運載技術,是其中很重要的一個方面。
于是,大洋協會作為用戶,提出了對深海運載裝備的需求。到上世紀90年代末,國家“863”項目組織國內相關領域專家,研制出了6000米無纜自治水下機器人(AUV)。由此,發展載人深潛器的任務很快被提上日程。
在走向大洋的過程中,大洋協會舉行過無數次會議,但至今讓金建才難以忘懷的,是世紀之交的兩次會議。一次是1999年10月在杭州召開的國際海底資源開發戰略研討會,會議明確提出了“持續開展深海勘查、大力發展深海技術、適時建立深海產業”的工作方針。另一次是2001年1月在北京召開的深海載人潛器座談會。“這次座談會的主題,是如何做好大力發展深海技術這篇文章。與會各方達成了一項很重要的共識,就是我國一定要發展載人潛水器。”
兩次會議,都是在大洋協會這一平臺上,科學界各相關領域高層專家和政府決策部門之間的對話,并達成了廣泛的共識。回想起當時的情景,金建才至今仍十分興奮。
在各方的共同推動下,2002年,7000米級載人潛水器正式立項,成為國家“863”重大專項。項目合同的甲方是科技部“863”項目,而作為載人潛水器的最終用戶,大洋協會辦公室是項目合同的乙方。
“根據1999年10月杭州會議確定的戰略,我國的國際海底活動在21世紀中期以前,大致可分為以資源勘查和圈定礦區為主、研究開發深海產業技術為主和建立深海產業三個階段。大洋協會主要任務就是通過持續的海上勘查活動,尋找新的可開發資源,推動我國深海技術和地球科學發展,提高對深海科學、生物多樣性和環境的認知水平。”金建才這樣解釋載人潛水器立項的初衷。
重大跨越
蛟龍號在3000至7000米深度之間可以重復使用上千次,而且在同一個時間段內可以多次下潛
在本次蛟龍號安排的6次下潛任務中,3次接近7000米,3次超過7000米,最大下潛深度達到了7062米,驗證了潛水器各項功能和性能指標,在7000米級深度成功進行了取樣、測定、攝像等多項作業,創造了我國載人深潛的記錄。“這標志著我國深海載人技術達到了國際先進水平,實現了我國深海技術發展的新突破和新跨越。”談到蛟龍號7000米級海試成功的意義,金建才毫不“謙虛”。
蛟龍號能夠取得7000米深潛的成功,其實并不奇怪,因為從2002年立項起,單單研制蛟龍號就花費了7年的時間。直到2009年,蛟龍號才開始進入了為期4年的海試階段。
與今年初大導演卡梅隆的深潛相比,如此漫長的研制和海試也不免讓人產生疑問。今年3月,美國好萊塢著名導演詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海挑戰者”號,到達馬里亞納海溝10898米深海底,成為世界上第三個到達馬里亞納海溝底部的人。而“深海挑戰者”號的研制時間,不過幾年。
對此,金建才解釋,“蛟龍號作為作業型的載人潛水器,其設計目標是針對大洋協會的應用需求,要帶3個人到海底深處進行資源調查和科學研究,潛水器要在海底進行巡航,要有自動控制能力,能沿著海底平原、山坡進行調查活動。蛟龍號在3000至7000米深度之間重復使用上千次都沒有問題,而且在同一個時間段內可以多次下潛。”
通過海試,蛟龍號的作業能力得到了嚴格的檢驗。海試期間,蛟龍號開展了懸停、巡航、坐底等作業,取得了寶貴的地質樣品、生物樣品、沉積物樣品和水樣,獲得了大量7000米海底影像資料,發現了奇妙的生物多樣性和地質多樣性現象。
“蛟龍號所具備的優越的海底作業能力,得到了初步顯現。”
用武之地
礦區的申請為包括蛟龍號在內的各種深海裝備提供廣闊的應用場所
與神秘的太空相比,人類對海洋深部的了解更少。對科學家來說,海洋深部充滿了未知,這是人們探索深海的動力之一。“但好奇心并不是探索深海的唯一目的。對海底進行科學考察、資源探測和環境評價,是蛟龍號的主要任務。”金建才對記者說。
但是,在當前陸地礦產資源日漸枯竭、海洋成為重要接替區的大背景下,蛟龍號對深海礦產資源探測的用途,更加引人關注。
以能源為例。公開的資料顯示,海洋蘊藏了全球超過70%的油氣資源,全球深水區最終潛在石油儲量高達1000億桶,深水是世界油氣的重要接替區。近十年來,人們新發現的探明儲量在1億噸以上的油氣田70%都在海上,其中一半以上又位于深海。
目前,國際石油界的普遍共識是,陸上油田尚具潛力的地區僅有中東、中亞等地,而過去30年東、西半球兩個最重大的油田發現均來自海洋。各種權威機構的數據顯示,海洋石油資源將是未來原油產量增長的重要來源,全球50%以上的油氣產量和儲量將來自海洋。
“目前,已經發現的深海礦產資源主要包括多金屬結核礦、富鈷結殼礦、深海磷鈣土和海底多金屬硫化物礦,富含錳、鐵、鎳、銅、鈷等礦產資源。未來,隨著研究的深入,還有可能在國際海底發現其他的礦產和能源。”金建才說。
而談到深海資源,很容易讓人想起之前中國在國際海底申請到的兩個礦區:2001年,中國在東太平洋獲得7.5萬平方公里具有專屬勘探權的多金屬結核資源勘探合同區;2011年,大洋協會又在西南印度洋獲得了1萬平方公里多金屬硫化物資源勘探合同區。
2000年,大洋協會提出的“持續開展深海勘查,大力發展深海技術,適時建立深海產業”成為國家開展大洋工作的指導方針。“我們工作的落腳點,就是要為今后發展深海新興產業打下良好的基礎。”金建才說,“這需要一個過程,需要進行持續不斷的深海勘查,需要發展深海高新技術裝備與手段,提高對深海的認識水平,才能按照國際相關規則申請礦區,進行礦產資源的開發。反過來,礦區的申請和獲準也同樣為包括蛟龍號在內的各種深海裝備,提供一個廣闊的應用并不斷升級創新的場所。”
“按照《聯合國海洋法公約》,國際海底不屬于任何國家管轄,是全人類共同繼承的財產。”金建才說,“我們對其進行勘查,也是為了履行我國應該承擔的相關義務。”
任重道遠
未來3年~5年,開展試驗性應用,發揮其在深海科學研究領域的技術優勢
蛟龍號海試工作的結束,標志著應用階段的開始。但在金建才看來,載人潛水器步入日常化運行,仍然任重道遠。
第一,從潛水器本身來講,由于國內工業制造水平和國外比有一定差距,蛟龍號某些關鍵部件的備件備品國產化水平亟待提高,業務化運行的系統配套能力尚須加強。“這個問題不解決,今后業務化應用就會存在問題。”
第二,業務化運行的支撐條件尚不具備。“向陽紅09”船作為試驗母船尚可,但不具備作為支撐母船開展業務化應用的條件。“建造新的工作母船已是刻不容緩。”
第三,維護保障能力目前也不具備。作為蛟龍號存放、維護保障基地的國家深海基地建設,到現在都沒有動工。“隨著蛟龍號海試工作的結束,基地建設步伐需要加快。”
第四,缺乏業務化運行的專業隊伍。目前,除兩位專職潛航員外,蛟龍號的潛航員和海試員大多為潛水器研制人員。從應用角度考慮,選拔和培訓專業的操作維護人員和潛航員已是當務之急。
最后,建立一套開放共享的應用機制仍需時日,“沒有一套行之有效的開放共享機制,即便投入業務化運行,也難以充分發揮蛟龍號的效用。”
盡管存在著種種不足,金建才認為目前仍是蛟龍號進行業務應用的大好時機,因為蛟龍號與其他國家的同類型潛水器相比,目前具有深度和部分作業能力的優勢。但是,其他國家發展作業型載人潛水器的腳步不會停止。所以,蛟龍號目前領先的技術優勢,并不會持續太長的時間。
考慮到這些因素,金建才認為,未來3年~5年,應該設立一個試驗性應用階段。在這個階段,可以用蛟龍號在南中國海和中國大洋協會國際海底勘探合同區開展地質、環境、生物等調查,進一步檢驗蛟龍號的作業穩定性,發揮其在深海科學研究領域的技術優勢,為中國科學家提供一個重要的認識海洋、了解海洋、研究海洋的平臺。
“大洋協會將在未來3至5年開展‘蛟龍’試驗性應用。在這個過程中,我們將會探索建立一套面向全國乃至全世界開放的應用機制,并歡迎國內外的深海科學家乘坐蛟龍號載人潛水器進行下潛,為人類認識深海、保護深海、開發深海,建立和諧的國際深海新秩序作出應有的貢獻。”金建才說。
而據金建才介紹,以蛟龍號海試成功為契機,我國將積極推進發展系列載人潛水器,“到時候,可能有‘蛟龍二號’、‘蛟龍三號’等一系列不同深度級別的載人潛水器。同時,我們還將積極發展無人深海潛水器,包括纜控潛水器和無纜自治潛水器,從而提高我國深海運載技術與裝備的整體系統配套能力和作業保障能力。”
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