第5章 深海寻梦(2)
不过,两位探险家不能久待,他们迅速启动返航程序,安全上浮,最后以4小时43分钟的时间完成了这次充满历险色彩的深海之旅。消息立即随着电波传遍全世界,人类征服了最深的海沟,海洋再也没有禁区了。面对欢迎的人群,雅克·皮卡德湿润的眼睛里,浮现出年迈的父亲无限欣慰的笑容。老皮卡德多年的愿望,今天由儿子实现了!
虽说这是一次纯粹挑战深度的深海试验,仅有两人参加,无法进行更多的科学考察和作业,潜水器就如同一架“深海电梯”似的,不能灵活运行,载人潜入指定地点后,即返回水面。但毕竟第一次有人类到达万米海底了,其意义丝毫不亚于登山家初次登上珠峰、地理学家到达南北极甚而航天员阿姆斯特朗踏上月球的一小步。皮卡德父子前仆后继、勇于探索,终于把《海底两万里》的幻想变成了现实,为人类打开了通向海底深渊的大门……
然而,这种类型的大深度载人潜水器,由于具有很大的浮力舱,又要在海上装载大量汽油,且缺乏自主巡航能力,建造与使用均很不方便。所以,此类深海潜水器以后就没有继续大规模发展。不过,人类征服深海的步伐并没有停止,而是将视线转向自由自航式潜水器的研制。
从20世纪中叶之后,自由自航式潜水器迅猛发展起来。如果说带浮力舱的深海潜水器是第一代载人潜水器的话,那么这种自由自航式就是第二代潜水器。当今世界上所说的载人潜水器,一般均指的是后者。自由自航对于潜水器十分重要,它不需要其他舰船的帮助便能够在水下自由地上浮、下潜和左右水平运动。
率先走来的是法国人。他们来自科幻小说《海底两万里》作者凡尔纳的故乡,探秘海底自然不愿落伍,在20世纪50年代末期即首先研制成工作水深6000米的“鹦鹉螺”载人潜水器。瞧,连名字都来自那部小说:尼摩船长就是操作着一艘名叫“鹦鹉螺”的潜水艇,展开海底历险的。
“鹦鹉螺”重量为18.5吨,可载3人,水下作业时间5小时,装有两只分别为6自由度和5自由度的机械手以及用作工具箱、样品存放的采样篮,并配有海水取样器、沉积物取样器、岩石取芯器、温度测量仪以及液压锤和其他切割工具,可以进行多种海底样品的采集和其他作业任务,还能随时获得潜水器本身的精确位置。它具有重量轻、上浮和下潜速度快、能侧向移动、观察视野好、可携带一个小型ROV(水下机器人)等特点。
迄今为止,“鹦鹉螺”已进行过多金属结核区域、海沟、深海海底生态等调查和沉船、有害废料搜索等潜次,下潜海底1000余次。它曾于1987年、1993年、1994年、1996年和1998年对“泰坦尼克”号沉船进行了探测,还多次用于搜寻、找回海上失事飞机的残骸工作。2009年6月1日,法航A330-203客机在大西洋海域上空失事,机上228人全部遇难。随后,“鹦鹉螺”号被派去寻找客机上的“黑匣子”,在确定准确方位后,三名潜航员乘坐“鹦鹉螺”下潜至3900多米海底,顺利完成了任务,为确定空难原因找到了证据。
其次,俄罗斯以及它的前身苏维埃社会主义共和国联盟,是目前世界上拥有最多深海载人潜水器的国家。1987年前后,苏联和芬兰联合研制了两艘6000米载人潜水器,分别称为“和平”1号和“和平”2号。重量均为19吨。它们是仅有的两艘用马氏体Ni钢制造载人球壳的潜水器。水下瞬时航速高达5节(航海速度单位,1小时航行1海里的速度是1节),垂直潜浮速度可从每分钟几厘米到每分钟35~40米,备有高分辨率的摄像系统,两只多自由度机械手及一套取样装置,同时配备了12套测量深海环境参数和海底地形地貌的科学设备。
20多年来,这两艘载人潜水器在太平洋、印度洋、大西洋和北极海底进行了上千次的科学技术考察,包括对海底热液硫化物矿床、深海生物及浮游生物调查和取样;大洋中脊水温场测量;失事核潜艇“共青团员”号核辐射检测,“泰坦尼克”号沉船的水下摄影,以及拍摄了3D电影《深海异形》。2007年8月2日“和平”1号与“和平”2号载人潜水器联合完成了“北极-2007”海洋科学考察,这两艘载人潜水器再次引起世人瞩目,并由此正式引发了国际社会在北极的利益之争。
第二次世界大战结束之后,战败国日本凭借美国的庇护,大发了一笔朝鲜战争财,经济科技迅速发展起来。作为一个海岛国家自然不会对深潜无动于衷,早在20世纪六七十年代便着手研制深海无人和载人潜水器。1981年建成了潜深为2000米的载人潜水器样机,不断改进,又于1989年建成了潜深为6500米的潜水器,命名“深海6500”号。它重量26吨,水下作业时间8小时,装有三维水声成像等先进的观察装置。可旋转的采样篮使得操作人员能够在两个观察窗中的任何一个进行取样作业,这是其他载人潜水器所无法做到的。
“深海6500”曾下潜到6527米深的海底,创造了同类型载人潜水器深潜的世界纪录。它进行过锰、钴和热液矿床等资源调查,以及水深达6500米的海洋斜坡和海底断层调查;从地球物理角度对日本岛礁沿线的地壳运动以及地震、海啸等做过调查;还在4000余米深海处发现了古鲸遗骨及其寄生的贻贝类、虾类等典型生物群。自从投入使用以来,它已经下潜了1000余次……
【“阿尔文”号的功绩】
当然,此类载人潜水器的典型代表是美国的“阿尔文”号。
它由美国海军提供资金建造,服务于美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI),主要用于科学考察,可同时搭载1名驾驶员与2名观察员。“阿尔文”号是以该研究所工程师Allyn Vine的名字命名,以表彰Allyn Vine对提出这样一艘潜艇的理念所起的关键作用。
它始建于1964年,当时最大下潜深度为1829米,排水量12吨。船体材料为金属钛,重37400磅,长度为23.4英尺,高11.1英尺,宽8.6英尺,航行半径为6英里,航速可达到1节/小时,最高航速为2节/小时,由5个水力推进器驱动,潜艇中安装一套由铅酸电池提供电能的供电系统。
“阿尔文”号的每次下潜回收,都是在工作母船“R/V Atlantis”号上进行,由一个位于船尾的A型起重机和9到10名工作人员共同完成,这些人在保养和完成下潜准备工作方面,扮演着不同的角色。起重机将阿尔文吊离甲板并将其轻轻地放入水中,完成任务后再将其吊上甲板。在正常情况下它能在水下停留10小时,不过它的生命保障系统可以允许深海潜水器和其中的工作人员,在水下生活72小时。它能够在崎岖不平的海底自由行驶,并能在中层水域执行科研任务,拍摄静止和视频影像。
自从问世以来,“阿尔文”号在水下创造了诸如探测海深、打捞物品、发现热液冷泉生物等伟业奇功,名闻世界。1972年,它换上了新的钛金属壳体,将下潜深度提高到了3658米。1978年下潜到了4000米深处,1994年则到达4500米深处。至今仍在服役,每年下潜150至200次,总计进行了超过5000次的深海科学考察,被人们称作“历史上最成功的深海潜艇”。
1963年,西班牙东海岸地中海的海滩上,风和日丽,气候宜人,来自各地的游客漫步在明媚的春光中。突然,天空中轰的一声巨响,两团巨大的火球从天而降。人们纷纷惊讶地举目眺望,发现那是两架拖着长长烟火的飞机,不一会儿就坠入碧蓝的大海中,激起冲天的水柱……
原来,这一天驻欧美军空军例行训练,一架KC-125空中加油机在给一架B52轰炸机空中加油时,因摩擦生电引燃了机上的燃料,瞬时两架飞机起火。不等指挥塔台下令,两机飞行员紧急跳伞。人员没事,可飞机坠毁在距离海岸不远的海水中。令人震惊的是,那架B52轰炸机上带有5颗氢弹,它们的威力相当于100万吨TNT(梯恩梯)炸药!
消息传出,激怒了当地的西班牙社会各界人士:“氢弹爆炸整个西班牙都要完蛋啦!快叫他们马上弄走!”甚至爆发了一波又一波的游行请愿,西班牙政府也郑重地向美国提出抗议,要求立即做出妥善处理。
美国五角大楼坐不住了,连夜召开紧急会议,指示驻欧海军部队立即出动,一定要设法找回丢失的氢弹。海军派出部队和各种舰艇及蛙人进行搜索,费了九牛二虎之力,在一个村子附近的海边找到了3颗,在一片海滩中找到了第4颗,但是第5颗却迟迟不见踪影。
万般无奈下,海军只好求助于刚刚制成的“阿尔文”号载人潜水器。
来了,“阿尔文”慢慢地沉入漆黑的海底,头部的探照灯照亮了前方几十米处的海水,由于全靠电池供电,它的工作时间受到限制,需要经常升出水面更换电池。经过十几天紧张的搜索,终于在850米深的海底找到了那颗氢弹。可是其伞绳与海底的水草紧紧缠绕在一起,无法把它解开,如果硬拉又怕引起爆炸。“阿尔文”上的潜航员只好把氢弹周围的情况拍摄下来,带回去研究对策。
打捞指挥中心接到报告后,调来了名叫“科夫”的有缆水下抢修车,这是一台遥控水下机器人,长5米,重1400公斤,身上装有4个浮筒,装备有摄像机和探照灯,以及打捞和修理沉船用的巨大的机械手。“科夫”根据“阿尔文”号的情报找到了失落的氢弹,然后再用机械手牢牢地抓住它,稳稳地托着它离开了海底,升到了海面,将氢弹安全找了回来。
这是一次“阿尔文”号与无人有缆水下机器人的成功合作,使人们对深海载人潜水器刮目相看。不过,“阿尔文”毕竟是刚刚开始它的旅程,各方面有待不断完善,初期也曾有过“走麦城”的时候。
那是1968年的一天,“阿尔文”号在科德角附近海域进行下潜准备工作,当巨大的A型架上钢缆隆隆转动,提起20多吨重的潜水器即将放入海水时,突然“砰”的一声,碗口粗的钢缆竟一下子断裂了,“阿尔文”直接掉入大海中,迅速下沉。当时舱内还有一名驾驶员艾德布兰德,他立即在母船无线电呼叫中开启舱盖,紧急逃生,身体受了些轻伤。
可“阿尔文”号如同山顶上滚落的石块似的,一直落到了5000多英尺下的海底。整整11个月后,伍尔霍斯研究院才在各方面帮助下,把它重新打捞上来。令人称奇的是:“阿尔文”在接近零摄氏度的水温和缺氧的环境中保存完好,甚至里面被水浸泡的午餐,仍然可以食用。
此后,“阿尔文”号进行了改装,又在深海科考中大显身手。其间,美国还建造了一艘26吨的6000米的“海涯”号载人潜水器,归海军使用,没有持续发展,现已退役。只有功勋“阿尔文”,常用常新,青春不老。
1972年至1974年,在地理大革命期间,“阿尔文”号还曾与法国的深海潜艇“西安纳”号及探海潜艇“阿基米德”号合作,潜入水下3000米的大西洋洋中脊实地观察,进行一项名为“法—美中层海洋深海研究”(简称“菲摩斯计划”)的深海科学探索任务。
1977年,海洋科学家在“阿尔文”的帮助下,于加拉帕加斯群岛海岸线附近的大西洋中发现了热液孔,记录了约300种新型动物物种,包括细菌、长足蛤类、蚌类和小型虾类、节肢动物以及可在一些热液出口处成长为10英尺长的红端管状虫类。以此为标志,引发了一场持续至今的涉及海洋、生命等学科的革命,打破了“万物生长靠太阳”的传统理念。
进入新世纪以来,美国成立了一个由海洋学家、其他学科科学家和教育家组成的专家小组,提出了国家海洋资源勘查和海洋科学研究战略。认为人在潜水器内的作用是无人潜水器无法替代的,载人潜水器是一种最有效的深海取样和测绘平台。为了保持美国在深海研究领域中的领先地位,在21世纪必须建立一支包括载人潜水器在内的潜水器“联队”。
科学没有国界。“阿尔文”号潜水器主要是为科学家们服务的。任何美国科学家或者与其合作的外国科学家,都可向美国科学基金委申请使用“阿尔文”号。几十年下来,各国海洋学者通过乘载“阿尔文”号深海潜水器进行工作而不断发表的科学论文已有2000多篇。
毋庸讳言,我们中国的“蛟龙”号深海潜水器,在研制和海试期间,也曾于“阿尔文”身上获益匪浅,得到过它直接或间接的帮助。自然,这是后话了……