深海载人潜水器

作者：兰顺正

首发自：《当代海军》

6月18日，美国海洋之门勘探公司的“泰坦”号深潜器在马萨诸塞州科德角以东约1450公里的海域下潜，以考察“泰坦尼克”号邮轮残骸，出发约1小时45分钟后深潜器失联。6月22日，美国海岸警卫队表示，该深海潜水器已在沉船地点附近发生“灾难性内爆”，5名乘员全部死亡。而本次事故在引人痛心的同时，也使得载人深潜技术成为了各界关注的焦点。

深海蕴含巨大价值

载人深潜的根本目的之一，就是探索深海。目前深海的概念在不同学科及学者的观点中有着不同的界定。如在海洋科学中，以200米、1000米、4000米以及6000米四个深度为界，将全球海洋分为五大水层。而中国常驻国际海底管理局代表处官网关于深海的相关表述中则采用了4000米的界定。

深海的价值无疑是不可估量的。首先据初步调查，海洋拥有巨大的能源与资源储备，蕴藏着人类社会未来发展所需的各种战略资源和能源。深海分别占海洋和地球面积的92.4%和65.4%，海底每平方公里的矿产资源含量与陆地上每平方公里的矿藏资源量相当。按照海洋面积计算，显然海床和海底的财富蕴藏量要远远大于陆地的财富蕴藏量。在海洋这座宝库中，油气、多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、天然气水合物等新型资源具有重要的科研与商业应用前景，被誉为21世纪人类可持续发展的战略接替能源。

其次，深海同太空一样也存在着极大的军事战略价值。有观点认为，深海的特殊环境让位于深海的武器更具机动性和隐蔽性，可以确保国家的二次核打击能力更久地处于安全状态，提升国家核威慑的可信度。在冷战期间，苏联就建造过 705型核潜艇和K-278型深海核潜艇，最大下潜深度分别达到750米和1000米以上，具有极强的隐蔽性和威胁性。冷战后，虽然俄罗斯整体实力受到了极大的打击，但是仍然不惜重金投产“北风之神”级战略核潜艇，以维持对美国的战略威慑。而美军也极为重视深海军事力量的发展，其俄亥俄级以及最新的弗吉尼亚级战略核潜艇都是世界深海武器发展历程中的代表。

另外，深海对于海洋划界也有着重要意义。如2007年俄罗斯载有俄杜马副主席阿尔图尔·奇林加罗夫的载人深潜器“和平一号”成功潜至4300米深的北冰洋海底，并插上一面俄罗斯国旗，向世界表明了俄罗斯对北极宣示主权之心。而在中日东海划界之争中，中国方面选取了冲绳海槽中的10个最大水深点，将它们连成一线，作为中国大陆架外部界限，这条界限南北长383公里，距离中国领海基线290-320海里。日本则认为，中日两国属于共同大陆架，冲绳海槽只是两国自然延伸之间的一个偶然凹陷，不能中断两国大陆架的连续性，于是要以双方等距离的中心线进行划分。

各国载人深潜技术发展及现状

作为一种深海运载装备，载人潜水器的技术起源可以追溯到瑞士科学家奥古斯特·皮卡德，第一代载人潜水器采用钢制载人球舱和加注汽油的船形浮力舱相结合的方式逐步进入深海。载人潜水器可将顶尖科学家与资深工程师、专用电子装置与机械设备等快速、精确地运载到目标海底环境中，专业人员在现场直接面对、感受、分析、判断和操作，遂行高效勘探测量和特种作业任务，因此是人类开展深海精细作业的重要技术手段和装备。

目前一些大国都拥有自己的专业载人潜水器。如在1958 年美国海军采购了 Trieste 号，从德国克虏伯采购载人球，并对浮力舱、压载舱等进行改造，启动了Nekton计划，并于1960年下潜到马里亚纳海沟最深处，此举拉开了人类向深海海底进军的序幕。1967 年美国海军成立第1潜艇开发小组，负责海军深海新技术验证和新战术开发。该小组后发展为第5潜艇开发中队，在载人作业和援潜救生的基础上，衍生出了无人潜水器和海底研究等专业分支，多次圆满完成重要任务。现在以Alivn号为代表的新一代载人潜水器是美国载人深潜的主要装备。相对Trieste号，Alivn号体积更小、重量更轻、机动性更强、操控更容易；长基线定位系统、多波束声呐、彩色摄像机、多自由度机械手、各型采样装置等新型设备的研发和应用，提升了其作业能力；钛合金载人舱等新型耐压部件的研发，增加了其工作深度。2014年经升级改造后，Alivn 号工作深度从4500 米增加至6500 米。

俄罗斯载人潜水器的发展则始于20世纪60年代，经历了全职民用、兼职军用、全职军用的发展历程。1969年起，当时的苏联自主建造了用于渔业资源调查的 Sever-2号、用于海洋科考的Argus号，工作深度均小于1000 米。此后从加拿大购买了2台2000米级载人潜水器Pisces-Ⅶ号和 Pisces-Ⅸ号，从而具备了深海精细科学考察的能力，开展了俄罗斯国内首次热液区研究等系列任务。2000年起，根据战略需求俄罗斯建造了Rus号和Consul号载人潜水器，最大工作深度6000米，与Yantar号调查船一道构筑了俄罗斯深海力量。在2020年底，有报道称俄罗斯AS-31“洛沙里克”号特种潜艇在火灾后重新投入了使用。资料显示，AS-31艇身由7个半圆形钛质隔舱构成，艇长69米，艇宽约7米，水下速度30节，标准排水量1390吨，满载排水量2000吨，可以轻松下潜到3000余米深，最大载员人数25人。据悉，由于“洛沙里克”号能比其他任何潜艇都下潜更深，且体积相当大，它不但能找到并捞回沉入海底深处的有用物品，还可以勘测深海海底，为各种电子设备寻找合适的安放地点。2012年9月，该潜艇参加了“北极-2012”研究探险队，在2.5-3千米深度的北极海底连续工作了20天，采集了大量的海底岩石样本。

而日本在深海领域的成果同样不容忽视。其制造的“地球”号是世界最大深海钻探船，此前曾创下7740米世界最深海底钻探纪录。“地球”号被称为“人类历史上第一艘”多功能科学钻探船，能够在地幔、大地震发生等区域进行高深度钻探作业，对于安放地震侦测器和收集地震成因资料有莫大帮助，还能探勘海底资源。而日本科学技术厅海洋科学技术中心制造的“深海6500”深潜器，最大深度可达6500米；同时，目前日本正在开发可深潜12000米的载人深潜器，以助于探寻深海资源。有消息称，这艘深潜器已经被命名为“深海12000”，可搭载2人，计划于2023年投入使用。

同时，中国政府也准确意识到海洋已经成为国民经济持续增长的新支柱，成为中华民族发展空间的新领域。2002年，中国7000米载人潜水器重大专项立项（此前中国研制的载人潜水器最大下潜深度只有600米）。2012年，中国第一台自主设计和集成研制的7000米载人潜水器“蛟龙”号问世，创造了当时同类作业型载人潜水器下潜深度7062米的世界纪录。2017年4500米载人潜水器“深海勇士”号研制成功，实现了“核心技术自主化，关键设备国产化”。2020年中国全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10909米，成为中国历史上第一台下潜到“挑战者深渊”的载人潜水器，也是全球首次同时将3人带到海洋最深处。目前“奋斗者”号是世界上载人数量最多、作业时间最长、高精度自动航行、安全性高的全海深载人深潜装备，已成功应用于高频次、大深度科考活动。而在今年6月25日，中国开始建造自己的深远海多功能科学考察及文物考古船。相关方表示，这艘破冰船最早可以在2025年将研究人员送往极地深海进行科学探索，一旦建成后该船将帮助中国成为第二个能使用深海载人潜水器将科学家派遣到北极海底的国家（此前只有俄罗斯潜水器到达过北极海底）。以上成果都标志着中国正式进入了全海深探索的时代。

载人深潜技术的应用

载人深潜技术的发展首先推动了深海科学的发展。载人潜水器的科学考察范围遍及全球大陆坡深水区、洋中脊、海山、海沟和洋盆等海底区域，获得了大量的深海地质、地球物理、生物、化学和环境方面的信息或样品，取得了一批重大的发现和创新性的研究成果。

如在1971—1975年，美国的Alvin号和法国的Cyana号载人潜水器共执行 57 次下潜，对洋中脊谷底进行了超过200 小时的观察、照相等作业，并通过机械手取得了大量的海底沉积物、岩石和矿物样本。直接观察到了新生的洋壳和转换断层，在洋中脊谷底发现了新鲜的熔岩和年轻的火山，以及平行于裂谷延伸的正断层、张性裂隙和岩墙露头等，证明了大洋中脊的确是洋壳生长和扩张的场所，为板块构造理论提供了最直接、最可靠的证据。而中国的“蛟龙”号首次在马里亚纳海沟发现活动泥火山地质新现象，对研究深渊板块构造活动、俯冲与沉积物作用具有重要意义。同时“奋斗者”号对马里亚纳海沟“挑战者”深渊最深处的西区和东区以及俯冲缝合线的南坡和北坡进行了考察、取样和原位试验，揭示了深渊发生的独特地质、生命与环境现象及过程，并且还在采矿试验区连续进行原位实时监测和取样，富钴结壳采矿车则分别完成海底行走、切削破碎、获取样品等海底功能测试的单独作业。

另外广袤的深海区域孕育了地球上最大的生态系统，生物数量最多、生物种群最多、生物基因资源最丰富。其中，热液区和冷泉区是深海生物研究最为活跃的区域，美国的Alvin号、法国的Nautile号、中国的“蛟龙”号和“深海勇士”号均开展了相关科学应用。

其次，载人深潜技术可以用于深海救援、调查和打捞。1963年美国海军 Thresher 号核潜艇失事，沉没深度2300米，129人遇难，Trieste号载人潜水器完成了水下全面调查并打捞了管路等关键残骸。之后载人潜水器多次完成了打捞坠海机载氢弹、打捞坠海舰载机、测试雷弹性能评估等军事任务，解决了海军、陆军、空军、航天局、情报部门等相关部门的实际难题，同时还实施民航客机搜探调查、失事潜艇协助救援等重大人道主义救援行动。

以著名的“泰坦尼克”号为例，1986年美国Alvin号抵达“泰坦尼克”号沉船遗址，这是人类首次造访这一船难现场。1987—2004年，法国Nautile号开展了7次探险活动，并获取约1500件沉船文物。1997年前后，因拍摄电影《泰坦尼克号》的需要，俄罗斯MIR号载人潜水器曾多次抵达遗址现场，装载特制的小型摄像机进行拍摄。而在2021年印度尼西亚“南伽拉”号常规潜艇失事，沉没于海底838 米处。应印度尼西亚政府请求，中国派出“深海勇士”号载人潜水器前往救援，共计下潜 20 次，通过潜水器的测深侧扫设备获得了失事潜艇主要残骸部件精确的形态及位置信息；对失事潜艇散落的艇艏、舰桥、艇艉进行了细致的水下拍摄，基本摸清了3个主要部位的水中状态、地形地貌及由此形成的海底冲击坑，并通过挂钩挂缆等精细作业，辅助舰船打捞出共58件物品。

值得注意的是，随着人类对深海的探索不断加速，深海的巨大价值很可能导致像太空那样出现军事化问题，进而影响国际深海安全。如美军正在开展涉及深海领域的“颠覆性”武器研发。美国DARPA一直在推进所谓的“上升下降有效载荷计划”（Upward Falling Payloads）。该计划将充分利用深海海底极强的隐蔽性，在深海海底设立武器平台，在关键时刻通过深海海底平台释放间谍卫星、无人机等军用武器和设施，实施突然打击。其海军战略研究小组（SSG）也提出了水下无人潜航集群作战（UUV-Ms）等多个超常规的深海战争新理念。

而俄罗斯也十分注重在深海领域的军事准备。在机构方面，俄罗斯设有深海研究总局。该局独立于俄罗斯海军之外，由俄罗斯国防部直接领导，承担隐蔽侦察、武器测试、海底地形测绘、重要物资打捞、敷设/破坏海底电缆等非常规任务。在装备方面，虽然俄罗斯整体实力受到了极大的打击，但是仍然不惜重金投产“北风之神”级战略核潜艇，其“波塞冬”潜航器能在水下1000米处长时间航行，并能携带百万吨级当量的核弹头，具有超常规的摧毁能力。

另外在深海军事领域，法国的行动同样让人瞩目。2022年2月，法国国防部长弗洛伦斯·帕利签署《海底控制战略》。这是全球首份国防领域聚焦海底空间的顶层战略，强调了控制海底对法国国家战略安全、军事行动、经济利益的重要性，提出将法国在领海、经济专属区、相关行动区内的“认知”“监控”“行动”能力拓展至6000米以深的目标，明确了发展重点和指导方针。2022年9月，波罗的海北溪天然气管道涉嫌遭到破坏，为此在10月上旬布拉格召开的一次峰会上，欧洲领导人一致认为必须加强保护敏感的海底设施。随后据路透社报道，相关人士表示，法国将在未来几个月购置首批深海无人潜航器和机器人，以抵御混合威胁，如防止法国海域电信设施受到袭击。

不难看出，未来在深海发生擦枪走火事件或许不是幻想。而如上文所述，载人潜水器相比无人装备具有独特优势，可将专业人员运载到目标海底环境中开展精细作业，因此载人深潜技术在人类围绕深海开展的军事博弈中也必将扮演重要角色。