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Lab Show ④ | 游向海底11000米深处的“大鱼” 原来长成这样

来源:都市快报 发布时间:2019-08-18 作者:刘云

载人潜水器为什么做成鱼的模样?

“彩虹鱼”在海底最害怕碰到哪些大问题?

火箭改造一下可以往海底去吗?


崔维成带大家观摩彩虹鱼


本期Lab Show,我们和“你好,科学家”活动的30对亲子组合一起,跟着新葡萄京娱乐场工学院讲席教授、“蛟龙号”第一副总设计师崔维成去了一趟上海,第一次近距离观摩了他正在研发的载人深潜器——“彩虹鱼”。


“彩虹鱼”长什么样子


第一站,我们到了上海海洋大学的学生活动中心。这里的深渊模拟中心,有个1:1的“彩虹鱼号”载人潜水器概念模型。看到这个近10米长的“大鱼”,大小朋友们都很好奇:“它跑到深海里要怎么工作?”


1:1“彩虹鱼”模型


崔维成带着大家,重点去看了潜水器的“头”。这里是整个潜水器上最重要的工作区,机械手、采样篮、灯光、摄像、拍照……都集中在这里。

跑到潜水器顶上,有个小小的口子,是舱口,进去就是载人舱。崔维成说:“海试的时候,我们就是坐在这里头。”


“彩虹鱼”的头部是重要的工作区


深渊模拟中心里有个“解剖”开的载人舱,是一个白色球体,崔维成说直径只有2.1米,里头装满仪器设备,剩下的空间很小很小,最多只能坐三个人,还要身材瘦一些、体重轻一些的才行。

座位安排一般是一个驾驶员、两个科学家。海试的时候,是坐一个驾驶员、两个试航员。“没有座位,驾驶员待遇好一些,有个小马扎一样的小座位,另外两个是坐地板的。”

要开始工作的时候,就连坐也不行,要“趴在地上”。载人舱的球体下面,有三个观察窗口,小小的,想要看外面的海底世界,科学家们就要趴在地上,脑袋凑过去。


载人舱模型


大家都有些不信。“条件也太差了吧!就不能把载人舱做得再大一些,可以舒舒服服坐在里头吗?”崔维成“哈哈哈”说“彩虹鱼号”已经是目前世界上最大内径的载人舱了。


深潜器是怎么造出来的


能把科学家送到11000米深海的深潜器,是怎样造出来的?崔维成带着大家去了第二站——“彩虹鱼-深渊极客”科普研学实践基地。

第一个露面的,是一台万米级复合型无人潜水器。无人潜水器,相当于一个“探路者”,到了一个新海区,它第一个下水,到海底大面积搜索,确定研究海域,还要掌握海洋环境的基本参数。

第二个上场的,是着陆器。崔维成说,它们每次的任务都不同,根据科学家的要求来,需要干什么活,就带什么仪器设备。

我们在车间看到了两台,一台负责智能采水,以前着陆器只能采海底水,科学家就提要求说“不够,还要整个垂直剖面的”。这个着陆器就事先编辑好需要采水的几个深度,比如说每隔两三千米采一组。还有一个,负责带着诱饵下去,诱捕鱼类等浮游动物,有鱼上钩了,一个笼子就扣下来,智能捕捞。

“彩虹鱼”所有的机器,都是在这个车间里通过测试,没有问题才能组装的。在车间里,崔维成带着大家一样样看,机器是怎么“通关”的。


压力测试部件


车间里,有三个很大的压力筒,潜水器上的每一个部件,都要放到压力筒里去测试。大家都知道,在海里深度每增加10米,压力就会增加一个大气压。当下潜到6500米来到深渊水层带时,你能体验到的是北京地铁最高峰时段拥挤状态下10万倍的压力;如果想要体验海下11000米的压力,那么你可以想象用一个脚趾头顶起3部汽车的难度。


崔维成介绍“彩虹鱼”总装车间


这些部件,以后要冲刺多深的海洋,那么就在压力筒里按照1.25倍的压力去测试,如果能承受住,那么到了海洋里才不会有问题。

这一步,所有部件都要打压、改进、再打压、再改进,一步步确保没有问题。

压力测试过了,就要进车间一个7米深的大水池,做第二步测试。崔维成说,很多机器比如推力器,是没办法在空气里测试的,一定要水里才行,看看接头对不对,往左往右方向行不行,把所有能在水池里解决的问题都解决掉,坚决不拖到海洋里。


用于测试的7米深大水池


在实验室里反复实验,确保所有功能都到位了,才有资格去海试,看看到了海洋里是不是也可以正常工作。比如目标是11000米的“彩虹鱼”,也不是一下子就跑到最深的地方去,先50米,再300米、1000米、3000米、7000米,最后才到目标11000米。

这么大的潜水器,怎么运去海洋里呢?崔维成说,最好是超级大卡车,如果不够大,就分开运送,到了船上再组装。


想当科学家的小朋友

都问了崔维成哪些问题


30组参加“你好,科学家”活动的亲子家庭,对海洋探索充满了好奇,在现场围着崔老师问了不少问题。我们整理了其中几个问答,也许你也有兴趣——


关于“彩虹鱼”,大家抢着提问


潜水器在海底最害怕碰到什么大问题?

最怕的是渔网和淤泥。

潜水器在下潜或者上浮的路上,要是刚好海流中有渔网缠住了,那就惨了。潜水器虽然有机械手,但没办法自己切割,这是最害怕的,就只能呼救了。要另外再派个潜水器,带着“剪刀”去帮忙剪。

再就是海底淤泥,潜水器落到海底,如果是淤泥就慢慢陷进去了,要是陷得牢牢的,就动不了。怎么办呢?只能去之前就提前做好研究,看看这一块海区是什么土质,准备要做得尽量充分。

风险始终是在的,但是不能有风险就不去探索了。坐在家里睡觉,有风险吗?有啊,比如突然地震了。我们在海洋里探索的时候,也是有风险的,但是,我们算过了,它的概率可能比你在马路上开车碰到的风险概率还要低。


假如鲨鱼身上的电子标签掉了怎么办?

找机会再找一条鲨鱼,重新安一个,但是这次就要装得更结实一点了,科研就是要不停发现问题不停改进。


着陆器是紧贴海底的吗?会不会上不来?

着陆器要工作了,就从船上扔下去,等它到了海底,就会自动开始干活。活干完了,发一个信号,着陆器就会很听话地浮上来。等它回到了海平面,就会有个标志,船上的工作人员看到了就会过去收回来。

如果信号收不到,那么着陆器有12个小时的“自由活动”时间,到点后不管怎样都要上来。

还有一种情况就是着陆器没电了,怎么办?也不怕,它也有应急措施,会自己上来。

每个着陆器都有三道安全措施,保证它们的安全。


观光型载人潜水器


活动的最后,崔维成还和大家介绍了他目前的科研进展。现在,万米级复合型无人潜水器已经研制成功,所有设备在进行组装,预计今年年底开始实验,希望明年就可以海试。2021年,将完成6000米级载人潜水器。

最引人关注的“彩虹鱼”万米级载人潜水器,现在还在“怀孕阶段”,但它会有最强的“心肺功能和抗压能力”,能潜入到11000米的深渊秘境。如果一切顺利,预计2023年,“彩虹鱼”万米级载人潜水器将去挑战11000米的“挑战者深渊”。


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