科幻世界(2014年7月)
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第2章 科学(2)

美国军方和西班牙警方火速赶往现场,经过两天的搜寻,三枚落在地面的氢弹被找到,唯独还有一枚氢弹下落不明。美国军队和西班牙警察以飞机坠毁处为圆心,查遍了方圆上百公里的土地,依旧踪迹全无。最后,还是一个村民向西班牙警察提供了一条线索:“那天我看到一个黑乎乎的东西从天上掉下来,落进了海里。”美军立即调来一批经验丰富的潜水员,在附近浅海里拉网式地搜寻,一连十多天,把附近浅海查了个遍,还是没结果。这下大家不禁怀疑村民在说谎,但多次问询,他均一口咬定,说看见它落进了海里。五角大楼下令,不管代价多大,无论如何要找回这枚氢弹,否则它爆与不爆都后患无穷。美国海军调来了当时最先进的“阿尔文”号和“阿鲁明纳”号深潜器,着手在百米以下的海域捞弹。

两艘深潜器在潜水母舰的引导下,钻进数百米的深海,打开高强度的照明灯,启动水下摄像系统,在茫茫海底展开搜寻。艰苦而细致的海底作业持续了整整半个月,却一无所获。最后事实证明村民没有说谎。十八天后,“阿尔文”号终于在一个海底深谷中发现了这枚氢弹。它正落在一块悬崖绝壁的斜坡上,白色降落伞也在旁边。

海面上的指挥员命令“阿尔文”号进行打捞。“阿尔文”号当即伸出机械手前去捉它。但这是一种冒险,因为机械手万一没有抓牢,破坏了它的不稳定平衡状态,氢弹便会滚下近1000米深的海中谷底,再打捞就难了。探照灯瞄准氢弹,潜艇挪到了最佳位置,机械手小心翼翼地向它靠近了,正要下手,却突遇一股巨大的海流冲击,潜艇轻微晃动了几下,机械手失手了,虽然没有把氢弹碰下深谷,机械手反倒被降落伞的绳子紧紧缠住,伸不开,张不了,缩不回,连潜艇也无法脱身了,情况无比危急。

海面指挥员命令“阿尔文”号停止不动,以防意外触动氢弹。海面随后派来一艘无人驾驶的深潜器前来搭救“阿尔文”号,用它的机械手剪断降落伞绳,才把“阿尔文”号解脱出来,逃离险境。

剩下的工作只有交给无人驾驶的潜艇去完成了。无人的“阿鲁明纳”号用机械手操作缆绳套牢了氢弹,终于从869米深的海中把氢弹捞了上来,多少颗悬着的心总算平静了下来。

载人还是无人?

美国海洋生物学家西尔维·埃勒曾说过:“有一种错误观念认为,我们已经征服了海底,而事实是我们关于海底的知识还不如火星的多。”

海洋覆盖了地球表面四分之三的面积,平均深度为3.7公里,海洋生物的物种多样性超过了地球上任何其他的生态系统。所有这些都刺激着世界上最勇敢的探险家们的想象力,诱惑着人们去征服地球上这一未知地。尽管深海探险充满危险和困难,但它所获得的却是高额回报:储量巨大的石油和金属矿藏;能改变我们对地球以及生命演化认识的科学发现;从深海细菌、矿物和鱼类中,能提炼出治疗人类疾病的奇特的新药物。

但是,把运载工具送到如此深的深海需要巨额资金和发达的工程技术。这种船只必须足够小,依靠电池便可移动,同时足够坚固耐用,以抵抗巨大的水压。在23000英尺的深度,每平方英寸承受的水压高达10340磅,相当于在一颗人头上摆放一辆校车。载人潜艇必须满足更高的标准:它必须保证所有乘员生存。

海洋学家对于下一代深海探险任务应该由机器人、还是由人、或者由两者共同来完成一直存在激烈的争论。曾因第一个发现热液火山口、并考察“泰坦尼克”号残骸从而在载人深潜器领域享有盛誉的海洋学家罗伯特·巴拉德支持利用遥控设备。他的理由很简单:相对于载人潜艇,遥控设备不携带耗费能量的生命保障系统,可以争取到更多在海床上停留的时间,进而拥有更多的机会探索未知世界。机器人通过光纤电缆向船只发出高清晰度的图像和视频信号,然后船只再通过高速光纤电缆将数据传输至一系列命令中心,这样海洋学家可以实时分析结果。“我关心的是在海底停留的时间,而不是潜水的精神体验。”巴拉德说。

另外一种观点认为,当有人坐在驾驶舱里时,收集海床上的样本变得更加简便,而且任何机器都无法复制人类眼睛的全景视野。2004年,著名海洋学家席尔瓦·厄尔深入1400英尺深的佛罗里达礁群,眼角的余光瞥到一条6英尺长的翻车鱼,这是一种从前被认为仅仅生活在海水表层的太阳鱼。在众多支持载人潜艇研究的科学家中,厄尔是最著名的一位。她把自己的观点浓缩成一个比喻——“你怎么可能派一个机器人去法国品尝葡萄酒呢?”

卡梅隆的团队虽然一直致力于开发无人深潜器,但他对载人深潜情有独钟。这在他给“蛟龙”号团队发来的贺信里表露无遗。当“蛟龙”号团队被评为2013年中国经济年度人物时,卡梅隆贺信中说:“祝贺‘蛟龙’团队……确实这项工作非常困难,你们的成就更为重要……你们成功了。我相信你们所有这些设备可能都有自己的用武之地,但还是需要人能够潜下去,看清楚。”

但是对于动态的海洋现象及精细化的海洋观测来说,自主式无人深潜器具有载人观测平台不具备的优势。海洋观测是在较大尺度上进行的,因此超远程自主无人深潜器是未来发展的重点。目前日本计划研制下潜深度6000米,航程3000公里的长航程自主无人深潜器。英国南安普顿大学正在研制的超远程自主无人深潜器潜深6000米,在时速1.44公里情况下航程可达6000公里。

在木卫二上潜水

许多年前,在卡梅隆团队开发深潜设备时,他们曾走访美国的一些研究机构,希望找到研究人员共同参与即将开始的探险。但许多海洋学家都没有响应,因为他们的研究计划早已安排好。反倒是美国航空航天局(NASA)埃姆斯研究中心、约翰逊太空技术中心和喷气推进实验室的科学家们做出了热烈回应。原来,这些航天局的专家打算利用卡梅隆的深潜器下海收集数据,研究深海热泉以及深海热泉中的各种微生物等,这些生物可能在其他行星或者太阳系中的某些卫星上找到。

NASA已经计划在本世纪向木卫二发射无人探测器,探察其冰下海洋中可能存在的生命体。探测器母船到达木卫二的轨道之后,就会弹出一个着陆(其实是“着冰”)机器人。在木卫二的冰壳上实施软着陆后,该机器人会放下一个携带“潜泳机器人”的“穿冰机器人”。穿冰机器人将在木卫二的冰壳中融化出一条孔道,到达可能存在的地下海洋。穿冰机器人在行进的过程中,会在它身后重新冻结的冰层当中放置若干无线电收发机,这些收发机能以突发脉冲传输模式将信号传送至沿木卫二轨道飞行的探测器母船上。经过探测器母船中转信号,地球上的科学家可以随时了解冰下的探测进程。由于遥远距离造成的通讯时延,在整个任务执行过程中,无论是穿冰机器人、潜泳机器人还是木卫二轨道探测器,都无法接收人类给出的任何指令,而要完全地独立判断形势,自主决定如何操作。

当鱼雷形状的穿冰机器人钻透木卫二厚厚的冰层,发现可能存在的地下海洋时,这个机器人就会放出一个叫做“潜泳机器人”的能独立工作的自推式水下机器人。潜泳机器人立即进入水中,开始对水域进行科学测量。这个潜泳机器人能够分析地下海洋的化学成分,还能寻找外星生命的痕迹。潜泳机器人探测到的数据会经由穿冰机器人、位于地面的机器人和绕轨道运行的母船传回地球。

20世纪60年代,人类探索深海和太空的征程几乎同时起步。时至今日,太阳系的谜团相继揭开,可我们对深海世界的情形仍知之甚少。在某种程度上,静谧深邃的海底景观与外太空惊人地相似——无数发光生物绽放的绮丽光彩,将深海点缀得如同璀璨的星空。就像卡梅隆在地球最深处体会的那样,“那是一种真正与世隔绝的孤独感,超过任何一种体验。你会意识到在这片黑暗无边的未知和未探索之地面前,自己是多么渺小。”

【责任编辑:杨枫】