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最近有一條重磅科技新聞又出來了，中國4500米載人潛水器——深海勇士號正式交付了。

說起深海探測器，我們一定不陌生，比起深海勇士號的戰(zhàn)績，“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器似乎更加輝煌，2009年至2012年，蛟龍?zhí)柦舆B取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。2012年7月，在馬里亞納海溝創(chuàng)造了下潛7062米的中國載人深潛紀(jì)錄，也是世界同類作業(yè)型潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。

但是深海勇士號的不尋常之處，在于它的聰明。

它擁有目前世界先進(jìn)的控制系統(tǒng)如果把載人潛水器想象成智能生物的話，控制系統(tǒng)就像生物的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。究竟它有多聰明呢？

科學(xué)家說，在深海的環(huán)境中，它遇到障礙物時可以做到緊急剎車。

還可以實(shí)現(xiàn)深海中的“大海撈針”，科學(xué)家們已經(jīng)可以駕駛這款潛水器在3500米的深度來搜尋到一個直徑不到50厘米的標(biāo)志物，而其中的秘訣是導(dǎo)航定位算法。

令人更加驕傲的是，深海勇士號潛水器實(shí)現(xiàn)95%以上國產(chǎn)化，其中，浮力材料、深海鋰電池、機(jī)械手全是我國自己研制的。

是不是很驕傲?。?/span>

一般來說，載人潛水器主要用來執(zhí)行水下考察、海底勘探、海底開發(fā)和打撈、救生等任務(wù)，可以完成多種復(fù)雜任務(wù)，包括通過攝像、照相對海底資源進(jìn)行勘查、執(zhí)行水下設(shè)備定點(diǎn)布放、海底電纜和管道檢測等。

但是更加重要的任務(wù)是探測中國的海底能源，據(jù)中國國土資源部的一份報告估計(jì)，中國的海底蘊(yùn)藏有880億噸稀土、10億噸鈷、3萬億噸多金屬結(jié)核礦。滿滿的都是寶貝啊。

另一個好消息，春秋君也想與粉絲們分享，那就是我國首艘萬米級深淵調(diào)查科考船“張謇號”已經(jīng)開建，建成后將成為我國11000米載人深淵器“彩虹魚”及其系列產(chǎn)品的科考母船，承擔(dān)深淵科學(xué)調(diào)查研究任務(wù)。

最后補(bǔ)點(diǎn)小資料，看看我們和各國在深海探測技術(shù)上的優(yōu)勢和差距。（選自溪流的海洋人生）

美國：首開鉆探深海底

美國是世界上最早進(jìn)行深海研究和開發(fā)的國家。早在1957年，美國科學(xué)家就曾提出莫霍計(jì)劃，試圖鉆穿洋殼最薄處，獲取地殼深部和地幔物質(zhì)樣品。后因鉆探技術(shù)和經(jīng)費(fèi)問題而中途夭折。1964年，為進(jìn)一步解決深海鉆探問題，美國三大海洋研究所和邁阿密大學(xué)海洋與大氣學(xué)院聯(lián)合提出“深海鉆探計(jì)劃”（DSDP）?？茖W(xué)家為了得到整個洋殼6km的剖面結(jié)構(gòu)，從而獲取地殼、地幔之間物質(zhì)交換的第一手實(shí)際資料，美國自然科學(xué)基金會從1966年開始籌劃“深海鉆探計(jì)劃”，“格羅瑪·挑戰(zhàn)者”號深海鉆探船首次駛進(jìn)墨西哥灣，開始了長達(dá)15年的深海鉆探。該船所收集多達(dá)百萬卷的資料數(shù)據(jù)已成為地球科學(xué)的寶庫，其研究成果證實(shí)了海底擴(kuò)張，建立了“板塊構(gòu)造學(xué)說”，為地球科學(xué)帶來了一場震撼世界的“地學(xué)革命”。同時創(chuàng)立了一門研究中生代以來古環(huán)境變化的新興學(xué)科“古海洋學(xué)”。

在兩大國際合作計(jì)劃中，美國也以其先進(jìn)的技術(shù)處于領(lǐng)導(dǎo)地位。除了深海鉆探船、深潛器、水下機(jī)器人、液壓活塞取心器（HPC）、延伸式巖心筒（SCB）、Seabeam測深系統(tǒng)和Towcam深拖系統(tǒng)外，美國領(lǐng)先于世界的最先進(jìn)技術(shù)是深海科學(xué)觀測光纜。這一技術(shù)則是將觀測平臺放置海底，通過海洋研究交互觀測網(wǎng)絡(luò)（ORION）向各個觀測點(diǎn)供應(yīng)能量、收集信息，可以進(jìn)行多年連續(xù)的自動化觀測?？茖W(xué)家可以在陸地研究基地通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)測自己的深海實(shí)驗(yàn)，指令實(shí)驗(yàn)設(shè)備監(jiān)測風(fēng)暴、海流、波浪、潮流、藻類勃發(fā)、地震、濁流等各類突發(fā)事件的發(fā)生。

美國擁有“阿爾文”號深潛器。1976年，美國海洋科學(xué)家在東太平洋和加拉帕戈斯斷裂帶水深2.5km處發(fā)現(xiàn)海底熱液噴溢口；1978年，美法聯(lián)合使用Cyana號，在東太平洋海隆首次發(fā)現(xiàn)熱液硫化物；1979年，美國Alvin號再度下潛，發(fā)現(xiàn)了“黑煙囪”及其噴溢口周圍呈環(huán)帶狀存活的生物群落。在載人深潛器技術(shù)上雖然落后于日本、法國、俄羅斯，但在AUV無人無纜水下機(jī)器人方面處于國際領(lǐng)先地位，應(yīng)用于大深度、長航程和遙控遙測及軍用，其代表產(chǎn)品是藍(lán)鰭金槍魚-21型自主式水下航行器，是美國軍方研發(fā)的一種專業(yè)水下搜尋設(shè)備，它可以潛入水下4500m深處，在配置相關(guān)聲吶后能以最高7.5cm的分辨率搜尋水下物體，在失聯(lián)馬航客機(jī)搜索中開始嶄露頭角。

日本：最先進(jìn)的深海鉆探船

日本在深潛器技術(shù)和運(yùn)載系統(tǒng)方面居世界領(lǐng)先地位。日本的“地球”號是目前世界上最先進(jìn)的深海鉆探船?！暗厍颉碧枺?.7萬噸級）能向海面下伸長1萬米，在2.5～3km水深海域也能鉆探到海底地殼下約7km處的地幔。船上配備先進(jìn)的設(shè)備，如Deep Tow深海曳航照相／聲吶系統(tǒng)，可進(jìn)行海底地形、地質(zhì)、熱液、資源等走航探測；液壓活塞取樣系統(tǒng)從海底鉆取的巖心，就可以現(xiàn)場分析巖心的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?！暗厍颉碧柍藥椭藗兲骄康厍蛐纬珊痛蟮卣鸢l(fā)生的機(jī)理，通過分析地幔的物質(zhì)成分來預(yù)測地震外，還擔(dān)負(fù)著研究地下生物圈以探索生命起源，以及追蹤過去氣候變化的痕跡的任務(wù)。

日本引以自豪的載人深潛器（HOV,Shinkai 深海6500）和水下機(jī)器人技術(shù)（AUV，ROV）也廣為應(yīng)用于深海探測中。自治式深海探測器“浦島”號可根據(jù)內(nèi)置計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的程序，計(jì)算自己的定位，自行走航?！捌謲u”能夠在更廣闊的海域范圍內(nèi)自動收集研究全球氣候變暖機(jī)制所必需的海水鹽分濃度、水溫等數(shù)據(jù)。萬米級遙控?zé)o人探測器“海溝”號在建造完成后不久，于1995年3月就成功潛航至馬里亞納海溝10911m的深處，確認(rèn)了海溝斷崖和存活在3.5～10987m的深海極端環(huán)境下的6種有孔蟲，并在馬里亞納海溝底部發(fā)現(xiàn)了約180種微生物。日本的區(qū)域性實(shí)時地球監(jiān)測網(wǎng)（ARENA），可為研究地殼變動、地震機(jī)理、古環(huán)境和生命基因等提供實(shí)際的資料。

為調(diào)查其專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的海底資源，日本正在研發(fā)新一代無人深海探測器，作業(yè)深度可達(dá)2.5和4.5km。它可按照預(yù)先設(shè)定的路線程序潛入海里，在離海底50m的高度使用聲波掃描地形，獲取精確數(shù)據(jù)。

巴西：一流的深海油氣勘探開發(fā)技術(shù)

巴西可用于3km水深的半潛式鉆井綜合平臺已研制成功，這意味著大部分陸坡地區(qū)可以進(jìn)行深水油氣勘探開發(fā)。目前巴西國內(nèi)開采的石油80%來自海上油氣田，其中絕大部分集中在東南部里約熱內(nèi)盧州沿海的坎普斯海盆，東北部桑托斯盆地鹽下層系和鄰近海域（占巴西國內(nèi)石油產(chǎn)量的85%）。近年由于在鹽下層系發(fā)現(xiàn)豐富的油氣藏，估計(jì)巴西石油儲量在500～800億桶之間，將足夠開采50年。

經(jīng)過多年的發(fā)展，巴西國家石油公司在深海和超深?？碧介_發(fā)領(lǐng)域具備了世界頂尖的技術(shù)水平。該公司不斷刷新世界深海油氣勘探開發(fā)的水深紀(jì)錄（最深達(dá)3051m）。如利用3D地震技術(shù)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大批深水油田，其中有4個是可采儲量大于1億噸的大型油田，可采儲量共達(dá)13.51億噸。

為了提高自身在＞1km水深級別的石油勘探和生產(chǎn)技術(shù)的國際競爭力，巴西國家石油公司于1986年推出了第1個深海石油技術(shù)發(fā)展計(jì)劃（PROCAP）。目前水深2km以下海底石油商業(yè)性開采已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，水下機(jī)器人可將采油設(shè)備運(yùn)到海底安裝，輸油管將油井與海面上的油船連接，開采出來的原油就源源不斷地輸送到海面上的油艙。

2007年11月，巴西國家石油公司成功研發(fā)出一種新型的海底原油開發(fā)技術(shù)，可使深水重油開采量提高近140%。這項(xiàng)“海底離心泵系統(tǒng)”新技術(shù)可日均產(chǎn)出2.4萬桶原油，而利用常規(guī)技術(shù)（采油樹）時其產(chǎn)量僅為1萬桶。這種離心泵系統(tǒng)還可延伸到傳統(tǒng)技術(shù)無法觸及的小型、邊緣和深水域的油氣田。

俄羅斯：深海載人潛水器有優(yōu)勢

俄羅斯的載人深潛器一直處于比較領(lǐng)先的地位。前蘇聯(lián)就已擁有深海運(yùn)載器和平1號、和平2號、Pisces和MT-88自治水下機(jī)器人。近20年來，MIR-Ⅰ和MIR-Ⅱ在太平洋、印度洋、大西洋和北極海區(qū)共進(jìn)行了20余次科學(xué)考察，包括對失事核潛艇“共青團(tuán)員”號核輻射的定期監(jiān)測、泰坦尼克號沉船的海底調(diào)查和洋中脊水溫場地?zé)崃鞯臏y量，MT-88探測器曾多次下潛到太平洋5.2km大洋盆地對多金屬結(jié)核礦區(qū)進(jìn)行勘查。

和平1號潛水器最深達(dá)水下6.17km，可持續(xù)作業(yè)14h，和平2號潛水器可深潛6.12km。俄羅斯的2臺潛水器可以放在同一條科考船上進(jìn)行必須由2臺潛水器操作的科考活動，這是其他國家無法實(shí)現(xiàn)的。2007年8月，俄羅斯北極科考隊(duì)使用深潛器，在北極點(diǎn)下潛至超過4km深的海底，安插了一面金屬制作的俄羅斯國旗，充分顯示了俄在深海潛水技術(shù)上的優(yōu)勢。俄羅斯還打算在6km深海載人潛水器的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)水下超萬米的探測器。

1991年，俄羅斯建造了“北冰洋陸架號”第1艘海上鉆探船，用于海上油氣勘探開發(fā)活動。隨后又建造了可在2～3km水深作業(yè)鉆探平臺，用于勘探開發(fā)深海油氣資源。2000～2005年，俄建造了5艘5萬噸級雙殼體深海地質(zhì)勘探船和2艘2.5萬噸級深海礦物探測船，并裝配有探測海底硫化物的遙控水下機(jī)器人。俄研制的海底采礦和揚(yáng)礦樣機(jī)已進(jìn)行了200m水深的海上試驗(yàn)，深海試驗(yàn)的集礦機(jī)模型和管道提升試驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行了6km壓力試驗(yàn)。此外，還進(jìn)行了用于海底山鈷結(jié)殼采礦機(jī)的研制。

歐洲各國：深海技術(shù)各有特長

在深海勘探和開發(fā)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的國家遠(yuǎn)不止美、日、巴、俄4國，一些西歐和北歐的國家也各有擅長之處。在深海石油勘探開發(fā)方面，英國和挪威的鉆采平臺自給率達(dá)到80%，雖然平臺裝備的鉆井、井探、固控等設(shè)備及海底完井設(shè)備大部分來自美國、法國和巴西，但他們分別在定位技術(shù)、鉆機(jī)頂部驅(qū)動技術(shù)方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢。

英國的深海采礦技術(shù)主要為試驗(yàn)性開采系統(tǒng)，主要由泵吸采礦機(jī)、吊桶鏈或無人遙控潛水器組成。對大洋多金屬結(jié)核主要采用3種采礦方法，即連續(xù)鏈斗法、水力升舉法和空氣升舉法。通過進(jìn)行比較研究和現(xiàn)場試驗(yàn)，認(rèn)為空氣升舉法是開采結(jié)核的較好方法（每天可提升礦石產(chǎn)量達(dá)1萬噸）。同時，還對紅海金屬軟泥進(jìn)行大量的調(diào)查研究。此外，英國研制的遠(yuǎn)程側(cè)掃聲吶GLORIA測繪系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先地位。它在5km水深測量時，側(cè)掃寬度可達(dá)60km，每個工作日可探測海底2萬km2，是一種有效的大面積快速海底地形地貌探測工具，已廣泛用于世界各深海大洋海底調(diào)查，并發(fā)現(xiàn)了一些新的海底峽谷、海底山和火山。

法國的高壓石油軟管制造技術(shù)，半潛式、自升式鉆井平臺建造技術(shù)和深潛技術(shù)等著稱 全球。法國擁有載人的深潛器鸚鵡螺號、La Cyana、ROV探測器Epaulard和Victor自治水下機(jī)器人。Nautiie先后下潛過700余次，Cyana也有1500次的深潛紀(jì)錄，Epaulard完成了150個航次下潛。先后共同完成了大洋多金屬結(jié)核區(qū)域、海溝、海底火山、洋脊熱液和深海生態(tài)的等調(diào)查或探測。

德國擁有的“北極星”、“流星”和“太陽”號都是常年在世界深海大洋作業(yè)的調(diào)查船，可從事海洋、地質(zhì)、大氣等領(lǐng)域研究。其中“太陽”號是第1艘具有動力定位系統(tǒng)的調(diào)查船，船上裝備包括回聲測深儀、沉積物探測儀、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、熒光分光光度計(jì)、衍射儀等，可同步進(jìn)行海洋地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等方面的綜合性調(diào)查。德國的石油鉆井設(shè)備制造技術(shù)及儀器儀表技術(shù)亦堪稱世界一流水平。

意大利的海底鋪管技術(shù)、管線涂敷技術(shù)，瑞典的動力定位海底鋪管技術(shù)，荷蘭的大噸位海上浮吊技術(shù)及海底工程地質(zhì)調(diào)查技術(shù)等均可稱冠于世界前列。

英、德、法等國制定了“歐洲海底觀測網(wǎng)計(jì)劃（ESONET）”進(jìn)行長期海冰變化，生物多樣性和地震活動觀測。

韓國：深海石油鉆探船技術(shù)領(lǐng)先

韓國于2007年6月使用“探海2號”船，在其附近海底采到“可燃冰”，成為繼美國、日本、印度和中國之后第5個采集到實(shí)物樣的國家。目前韓國正在研發(fā)6km深海探礦機(jī)器人。韓國三星重工業(yè)公司擁有建造深海石油鉆探船的獨(dú)到技術(shù)。迄今為止，全球共發(fā)出17艘深海石油鉆探船的訂單，三星獲得其中的11艘，其競爭實(shí)力可見一斑。

韓國工程師還設(shè)計(jì)開發(fā)了一款巨型螃蟹機(jī)器人。是當(dāng)今世界上個頭最大的深水行走機(jī)器人。能夠勝任諸如海底地貌勘測、水下管道架設(shè)等普通設(shè)備難以完成的工作，而6條巨大而堅(jiān)固的機(jī)械腿將讓其有能力在起伏不平的海底保持平衡與移動能力。配備有高清彩色攝像機(jī)、聲納探測以及一根500米長的控制線纜等多種探測設(shè)備。未來科學(xué)家計(jì)劃將其投放到黃海水域以探測并發(fā)現(xiàn)處于200米水下的12世紀(jì)沉船。

文章來源于科壇春秋，制造業(yè)生態(tài)圈搜集，轉(zhuǎn)載請說明出處。