“可上九天揽月,可下五洋捉鳖。”这是几代中国人的梦想。
在万米深海,压力大、温度低、黑暗无光、构造活跃、地震密集,是地球上最神秘、最难企及的极端环境之一。人类对这些深海区域的了解程度甚至低于月球表面。
然而,在南海之滨,有这么一群人,矢志不移地投身于深海装备研发,在深海开拓中诠释科学家精神,让中国人的足迹触达万米深渊,在大洋深处演绎着科学的“硬核浪漫”。
(自主智造 深海探路,时长共8分33秒)
自主智造 深海探路
突破自我
科技兴则民族兴,科技强则国家强。
中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称“深海所”)坐落于海南省三亚市鹿回头半岛,由海南省人民政府、三亚市人民政府和中国科学院三方联合共建,2016年5月建成投入正式运行。
2014年,深海所还处于筹建阶段,学术带头人阳宁正高级工程师带领着几位平均年龄不到30岁的年轻人,组建起深海资源开发技术研究团队。他们没有参考,缺乏经验,唯有在持续的探索与实践中砥砺前行。
如今团队已发展到10人左右,一路走来他们始终怀抱着一个信念:核心技术必须掌握在自己手中!
突破,是实现深海科考领域“从进入到探测到开发”的跨越。
“技术是买不来,也是求不来的。”深海所高级工程师谢超是深海资源开发研究团队的一员,他表示,“我们一直坚持自立自主。从最开始建立我们项目组的时候,我们从最小的深海的元器件开始研发,比如摄像头,然后到系统的集成,这个过程中我们完成了电视抓斗、狮子鱼号ROV(无人水下遥控潜水器)、深海履带车等装备研发。”
大海是他们的“试炼场”,团队研发的每一项装备,都要经得起深海的考验。研发和试验的过程容不得半点掉以轻心,差之毫厘失之千里,深海所高级工程师郑金荣郑重地说道:“下深海的装备,就没有容易的。一旦我们在陆地调试阶段抱有侥幸的心理,没有按照我们规定的流程去做的话,一旦下到深海,这个故障就会被成千上万倍地放大,造成不可估量的损失。”
每一次下潜都是与未知的搏斗,每一次故障都是在逼他们突破新的解法。从学习借鉴到自主创新,这支年轻的团队用实干凿开了通向深海的第一道门。
2018年,深海分体式电视抓斗在马里亚纳海沟完成8次海底岩石样品抓取; 2019年,富钴结壳采样机在南海完成2000米级海底试验,实现深海富钴结壳规模化采集的功能验证……每一项成绩、每一次突破,都是团队成长的见证。
突破,是在传承中实现技术革新与团队成长。
“陈铭老师教授我们电气的知识,阳宁老师教授我们采矿的知识。他们有着非常丰富的海上经验,并且会把这些经验和学科的知识倾囊相授,让我们在实践中能够快速上手。”谢超博士毕业于哈尔滨工程大学机械工程专业,提起指导过自己的老师们,言语间充满感恩。
深海所一直有“传帮带”的优良传统。像谢超一样从中成长起来的年轻人,如今也带着新人一起读图纸、一起出海、一起经历设备从研发到海试的一系列过程,让他们能够快速地学习到工程上必备的知识。
智创未来
聚焦前沿,以科技创新引领产业创新。
深海资源开发技术研究团队始终聚焦国家战略需求和世界科技前沿,进行自主创新。
2020年9月,深海采矿联合实验团队共60人,搭乘“探索二号”科考船,完成深海采矿车与载人潜水器的单船首次联合作业试验。本航次中,由深海所联合招商工业共同研发的富钴结壳采矿车完成了海底行走、切削破碎、样品采集等独立作业任务。
深海采矿车采用履带行走的方式,确保采样机能适应海底崎岖不平的地形,通过破碎头破碎并剥离富钴结壳矿石,利用泵吸方式将矿石收集至料仓;在分析深海底富钴结壳物理特性和开采条件的基础上,着重解决薄矿层“采掘与集矿一体化”和“远程控制”两大技术问题。
未来已来,“国之重器”从蓝图走向现实。
狮子鱼号ROV,是深海所自主研制的首台ROV。它是以有缆遥控形式进行作业的深海作业级遥控机器人,作业设计水深是6000米级,可满足南海全覆盖的应用需求。研发团队自主研发了这台ROV的控制系统,经过多次系统迭代,目前状态稳定;并且它大量应用了国产深海关键技术,包括深海灯、深海相机、深海云台,绝大部分技术产品已经走向市场。通过狮子鱼号ROV作业装备的实际应用,验证了我们国产技术的可靠性,也实现了自主创新的突破。
站在狮子鱼号前,谢超介绍道:“狮子鱼号是中国科学院先导A和狮子鱼科技有限公司联合研发的。它的目标是进行水下探测和作业。通过推进器在水中游动,前面布放着两个机械手,可以实现目标物的抓取和样品的采集。”
如今,这支队伍已成长为“深海尖兵”,深海资源开发领域部分关键技术跻身世界前列。狮子鱼号ROV、深海分体式电视抓斗、深海富钴结壳规模采样车……一件件深海装备从图纸跃入深海。他们让中国在深海开发中有了话语权。
开放包容
开放包容,是护航青年成长,挑起“科技强国”大梁。
2022年,深海所海底移动作业平台攻关突击队成立。突击队共14人,其中党员8人。突击队人员虽少,但配置全面,涵盖机械、液压、电气、电子、软件、仿真等各专业方向,每名队员都是精兵强将。
海底移动作业平台是中国科学院A类战略性先导科技专项下属子课题,立项之初只需研制一套爬行式海底移动作业平台。后来从深海科考的实际需求考虑,要求再研发一套深海浮游式海底移动作业平台,但首席调控费十分紧张。面对时间紧、任务重、经费不足等多重困难,突击队队员没有任何怨言,将压力转化为研发动力,采取一系列措施,争分夺秒、排除万难。
2023年1月,突击队完成浮游式平台海上试验和爬行式平台陆地联调;2023年5月,两型平台率先开展验收海试,均以满分成绩通过验收。在海试现场,突击队成立临时党支部,保证各项工作安全、有序、高效完成。突击队中的党员同志带头攻坚克难、“啃硬骨头”,真正发挥了先锋模范作用。
海底移动作业平台攻关突击队队长郑金荣表示:“我们整个科室的发展理念,就是让每一个人得到尊重,每一个人得到发展。得益于我们一直在国产化上努力,节约了不少经费,也缩短了研制周期,我们不会完全依赖于进口,所以说有更多的时间、更多的经费,以及团队领导的信任,年轻人有更多的试错成本,从而更好地激发他们的创新精神。”
深海所工程师刘俊负责的平台本体液压系统与补偿系统是决定海试成功与否的关键,一旦上述两个系统发生泄漏,将影响整个试验的进展。在浮游式海底移动作业平台第2次海试中,液压系统发生泄漏。平台回收至甲板后,刘俊迅速定位并排除了故障点,连续工作48小时清洗液压系统,既保证了平台本身的安全,又帮大家争取到宝贵的海上试验时间。
“液压系统进水的情况,对整个ROV来说,应该是非常严重的。但是因为这个航次的时间安排非常紧,当时的天气和海况也非常差,所以我们必须得在两天的时间内完成这个维修,否则我们整个海试任务将会无法进行。”刘俊说。
他们用青春丈量深海的尺度,向深蓝迸发出“科技兴海 强国有我”的时代宣言。
开放包容,是海纳百川,以开放之姿共攀创新高峰。
来自美国的Casey是一位长期从事于深海装备研发的高级电气工程师,有着丰富的深海装备研发经验。自2017年7月加入深海所以来,Casey带着郑金荣和谢超深度参与深海富钴结壳采样机的改造升级,以及新型深海电视抓斗系统项目,中西方智慧在南海之滨相互碰撞。
“他身上最值得我们学习的是他专注的精神。”郑金荣说。
一代人有一代人的奋斗,一个时代有一个时代的担当。
在一穷二白的年代,老一辈科学家始终胸怀祖国、服务人民,研制出了“两弹一星”,极大地提高了我国的国际地位和国防实力。如今,年轻的科研人员接过接力棒。
当前,世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命和产业变革深入发展,科技革命与大国博弈相互交织,高技术领域成为国际竞争最前沿和主战场,深刻重塑全球秩序和发展格局。
从两弹一星到万米深潜,中国人的探索精神从未改变。
今天,他们用中国装备在海底探出一条路,这是自信之路、发展之路、复兴之路。他们的征途是星辰大海,他们的目标永远是下一片未知。
【供稿单位】中国科学院广州分院
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