*以下根据崔维成于2021年7月8日在山东·青岛站的部分课程内容整理而成，经老师审核后公开发布。

全文字数丨5459字

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授课老师：崔维成，西湖大学深海技术讲席教授，“蛟龙”号总体与集成项目负责人，第一副总设计师。

* 注： 全文共2篇，本文为第1篇

早在上世纪七八十年代，美国科学家就多次下潜到数千米级的深海进行各种考察和研究。然而几经辗转，直到2002年6月，中国的深潜器“蛟龙号”才正式获得科技部批复立项。

然而真正的困难才刚刚开始。首先就是项目经费不足、其次海关考验，总装、调试、修理过程中外国的不配合等等。然而我们最终克服了重重困难，完成了交付，并在各方努力下，成功进行海试并排除了所有故障。最终到达了7000米的深海领域，创造了作业类载人潜水器新的世界纪录。

蛟龙号的成功研制实现了深海技术与人才的跨越式发展，让我们加入到了国际深海发达国家的俱乐部。如此艰难的过程，为何我们一定要走向深渊？

首先，深渊是海洋科学前沿的枢纽，要想完整了解地球的过去和现在，海洋是必须要探索的最好领域。而目前，全球深渊科学家的人数很少并集中在美国、英国、日本，在我国几乎处于空白状态。

其次，研究海洋能让我们更深刻的了解各种自然灾害尤其是海啸，对这些重大灾害越是了解，我们就可以作出越妥善的防治措施，减少人员和财产的损失。

再次，广袤的海洋是一个宝地，蕴含的资源比陆地丰富得多，它们承载着人类可持续发展最现实的空间。

最后，为了维护我国的领海权益不受侵犯，并争取到“蓝色圈地”的先机，我们需要深海高技术如先进的潜水器及作业工具予以支撑。

上世纪七八十年代，美国把军用载人潜水器——ALVIN号，交给科学家使用，多次下潜到数千米级的深海，并一再获得了前所未有的重大发现。

1977年，在加拉帕戈斯裂谷发现冷泉生物；

1986年，在大西洋发现了TAG热液源，从而推翻了只有在太平洋的岩石板块高速开裂区中才能存在活动热液场的看法。

这也直接掀起了国际科技界研制载人潜水器的高潮。

紧接着，前苏联快马加鞭打造了“和平1”号、“和平2”号，法国也造了“鹦鹉螺”号，进一步突破了水下6000米的大关。

随后，日本再往上超越，造了一个“深海6500”潜水器，在1989年下潜到了水下6527米进行科考作业，并一直保持着在“蛟龙号”诞生前载人潜水器的最大下潜深度。

到了1992年，中国的科学家也坐不住了。 我的导师吴有生院士牵头组织了一群科学家，建议当时的国家科委支持“6000米载人潜水器”的科研项目。

可惜当时国内对载人潜水器的需求还没有特别迫切，同时相关的技术挑战也比较大，项目多年论证都没有通过，随后就逐渐冷却了下来。

蛟龙的深海之路

一直到1999年左右，国际形势发生了变化—— 在国际上又一轮“蓝色公土”圈地运动下，项目得以重新启动。

不过由于技术上的研制风险，科技部态度始终相当迟疑。一直到我们拉拢到俄罗斯给科技部写一封信提出合作和担保，“蛟龙”号才在历经十年的漫长等待后，终于于2002年6月正式获得科技部批复立项。

不过在立项以后，后来事情走向也有些始料未及——这项目原本申请了2.5亿经费，由俄罗斯负责动力系统和载人耐压舱的制造，其他则由我们国内单位承包。

但后来由于项目被砍到1.8个亿，出于成本考量只能让他们做载人耐压舱的制造，这让俄罗斯方特别恼火，本来说好让我们观摩的“和平”号，后来也就藏私了 。

“蛟龙号”立项以后，分成了4个板块开展工作：

1、潜水器本体的研制。日本已经做了6500米，那么我们要做多少米呢？俄方建议直接冲击11000米，但我方认为风险过大。最后确定了7000米，既能够实现超越，又能够降低风险。

2、水面支持系统的研制。潜水器需要靠一个母船放下去，实验完成后再打捞上来，所以除了潜水器本体，另外也需要一套母船的布放和回收系统。

3、潜航人员的培训。就跟上天的宇航员一样，下海的潜航员也需要经过一套完整的专门培训。

4、深海基地的建设。潜水器、水面支持系统造出来以后，需要建造一条专用母船并有一个基地对它进行今后的运行维护。最早我们是让上海和青岛进行竞争，最后青岛赢了。

关于设备预算，最初我们找别人报价的时候都是按6000米做的，而后来决定做7000米，我们以为做一个1.25倍的估价就够了。

殊不知立项后向国外公司订货时，价格直接翻倍，到2005年底左右，国家下拨的项目经费基本花光了——这时如果等向上面争取到资金再做，这个项目一旦停下来就难以为继。

这时候我就和团队说，你们继续往下做，钱的事情我去想办法解决。最后研究所自己垫了2000多万，让蛟龙号项目能顺利地完成。

参与蛟龙号研制的国内单位有100多家，那么在这么多单位协同的情况下，总会有一两家表现一般，但同在一艘船上，我们也不能因此把整个项目给耽误了。

所以原则上我都采取互补的方式，谁做不好的部分，我们这边承担下来做双份，目标以外的事，不做不必要的计较。那时候我是所长，所里面的行政资源、人力资源可以动用。

由于这是一个十五期间的重大专项，所以它要求在2005年12月份前，也就是两年内交付。初期进展速度非常快，但到了后面，40%设备涉及俄罗斯、美国的制备和加工，进度就不受我们控制。

等到所有东西完成，国外设备到达我国海关后也遇到了考验。因为这些设备是否享受免税政策不明确。但最终在18个月以后，我们终于把设备从上海海关给提了出来。

之后开始总装、调试。这中间也是遇到一系列问题，比如设备多次有问题后，外国不再派人来修理；邮寄过程中设备又被扣押没收，最后我们只能硬着头皮自己拆开维修或者仿造。

常有人调侃道，一个样机只要让中国人亲眼看到一次，我们就有办法做得出来。某种程度上，这也显示了我们的优势。

调试完以后，下一步就是海试。结果，却又遇上了政策调整等问题。

几经辗转，我们终于得到了一个海试机会。从1000米到3000米，再到5000米，每次测试我们都谨慎小心，但每次效果都远超预期，成功排除了所有故障。

由于国外不会给我们培训潜航员，项目也没有多余的经费选拔正式的潜航员进行培训，在这个过程中，我们只能在设计师团队内部寻找志愿者担任试航员。

和上太空有点不一样的是，潜水舱里基本是常温常压，对身体素质几乎没有要求，但考验的主要是心理素质。舱门关上后，长时间困在一个很小的空间，尤其还持续地颠簸，心理上不一定扛得住。

插问1：舱内要怎么保证常温？

我们没有做特别的措施。大家知道往下潜，海水的温度越来越低，最低大致可达2度；但同时舱里各种运行的设备和人员会持续散热。我们发现温度下到14度左右就不会再下降，那么这个温度基本还是蛮舒服的。

插问2：下到7千米需要多长时间？

如果用最快的速度的话，两个半小时，但海试的时候三个半小时。

2009年8月首次启航，“向阳红09”船一出长江口，即遭遇“莫拉克”台风。经过几顿台风颠簸，不少试航员吐怕了，很多人都不再毛遂自荐。丁抗老师和我 主动申请加入试航员队伍，经过几次示范后，才终于打消了试航员的恐惧心理。

直到最重要的7000米海试的时候，我们各方面已经非常有把握了。过程中，我们把海试合同分成了313个技术指标，而且每一个指标都要求重复至少两次，这在国际上也是史无前例。因为我们要保证我们在国际学术界都立得住，而不只是为了一点的政绩。

最后，海试的结果也是特别圆满。313项指标当中，311项成功重复了两次。 这样严格的要求在国际深潜界也起到一个标杆的作用。

蛟龙号的成功意义深远。

在蛟龙号以前，我们做了十几台载人或无人潜水器，但海试后放进仓库就是它们的命运。只有蛟龙号真正投入了应用。

蛟龙号的成功研制实现了深海技术与人才的跨越式发展，让我们加入到了国际深海发达国家的俱乐部。一方面为深海资源勘探及深海科学研究提供了一个先进的装备，另一方面也为赢得“蓝色圈地”奠定了坚实的基础。

它在国际上也带来了巨大反响。在这以前，深海领域里几乎听不到中国的任何声音，我们很少在国际杂志上发表论文，国外也不知道中国有人搞深海潜水器。

但随着蛟龙号的成功，国际最顶级的《科学》和《自然》杂志都给了我们很高的评价，很大程度鼓舞了民族的士气，也有利于我国与国际最发达国家开展深海技术的合作。

（左）Nature：“China now joins an exclusive club of countries that are capable of achieving human access to the deep sea.” 中国已加入到国际载人深潜的精英俱乐部。

（右）Science：“China joined an elite set of nations capable of crewed exploration of the deep sea.” 中国已成为具备载人深潜能力的精英国家。

在蛟龙号成功以后，专家组向科技部建议：赶紧用“蛟龙”号去深渊海沟进行科考作业。为什么？

为什么要走进深渊？

现在国际上把6500～11000米的海洋深度（Hadal Depth）区间称作深渊，全球深渊的总面积可达一个澳洲。那里有着一套与其他深度迥然不同的生态系统，同时也是地球上历史演化信息保存得最好的地方。

前沿科学研究

所以不意外，深渊如今是海洋科学前沿的枢纽，其中包括深渊生态学、深渊生物学和深渊地质学。要想完整了解地球的过去和现在，如生态、气候、地质、起源等，深渊都扮演极其重要的角色。

事实上，深渊科学在国际上已经有50多年历史，但由于高度依赖海洋技术，它是目前海洋科研最为薄弱的环节，总体而言，全球深渊科学家的人数很少并集中在美国、英国、日本，在我国几乎处于空白状态。

所以， 深海装备从深渊带回的任何数据，都能帮助我们实现多学科的重大突破。

比如，和近期双碳课题密切相关的一个问题：到底有多少碳飘落到海沟里？研究人员认为大量的碳被埋进了海床，但一直无法确定海沟里到底有多少。

另外，十几位国际知名海洋专家在近期一次采访中一致认为，海洋科学中有几个当务之急，如生物为什么能在巨大压力下存活、深海生物体内的一些新化合物能否用于开发新药。

当然，还有一个终极问题等着我们——地球上的生命是否起源于深渊之中？过去一些科学家提出了这样的假设，但始终没有办法证实或证伪。

灾害预报和防治

另外一个问题，地质学家和公众们都比较关心，同时又兼具科研与现实意义，那就是引发海啸的地震具体是如何发生的。

2004年，印度洋海底发生里氏震级为9.3的大地震，紧跟而至的大海啸导致南亚各国生灵涂炭，甚至波及非洲东岸，灾情前所未有的惨烈。

2011年，日本东北地区海域发生9级强震并引发剧烈海啸，导致福岛核反应堆发生核泄漏，那次的地震源头正是日本海沟。事后日本海洋与地球科技研究社的北里浩 （Hiroshi Kitazato）表示，那里居然会发生这么强的地震，让许多科学家都深感震惊。

如果能在海沟里安装测试仪器，我们就可以在灾害来临前提前知道，并进行预报。除此之外，来自深渊的岩石样品也能帮助我们了解断层带的压力情况，沉积物样品则可预测地震的烈度。

对这些重大灾害越是了解，我们就可以作出越妥善的防治措施，减少人员和财产的损失。

海洋资源开发与保护

众所周知，广袤的海洋是一个宝地，蕴含的资源比陆地丰富得多，比如矿产。它们承载着人类可持续发展最现实的空间。 开发海洋资源，首先要勘探资源的分布，并研究它值不值得开发的经济可行性。

但同时，资源丰富的地带往往也是海洋生物密集的地方。海洋既强大又脆弱，人类在近百年中对海洋的大规模开发和利用已经带来了不小的破坏，需要着重修复。所以海洋资源的开发和海洋空间的利用，必须与海洋环境的保护并行。

但要保护海洋环境，我们需要深入了解深海的生态系统，比如它们面临怎样的损伤、不同的资源开采形式对它们带来的影响、怎样的修复效果更好等。这些研究看似简单，实际上是一件非常不易且漫长的事，因为生态环境的研究涉及非常多方面、多维度的工作。

但一件事是肯定的：只有在不带来灾害而能永续发展的前提下，海洋资源才能造福人类。

国家海洋权益维护和争取

我国拥有300多万平方公里宽阔的海洋国土，但一半左右与周边国家存在争议。另外，地球上约49%的海底区域是国际上的“海洋公土”，自然也成了各国“蓝色圈地”运动的焦点。

因为现在国际上的规定是这样的：就像中国农民承包土地，谁先发现并提交申请，公示后如果一个月内没人跟你抢，申请批准后你就拥有这块地的优先开采权。

现在我们国家在国际上实际上是圈得最多、最主动的，将海洋公地圈下来，能为我们子孙后代的发展做物质储备。

所以，为了维护我国的领海权益不受侵犯，并争取到“蓝色圈地”的先机，我们需要深海高技术如先进的潜水器及作业工具予以支撑。

整体而言，我们要走向一个海洋强国——海洋强国，是指在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面拥有强大综合实力的国家，而这些实力就体现在海洋科学和海洋技术的发展水平上，尤其是最前沿的深渊科学和技术。

因此，我们需要进一步发展全海深的调查设备，尤其是最有标志性且影响最大的载人潜水器。

所谓国外的技术封锁实际上是这样的：西方人的思维很简单，你比他强，他就开始主动配合你、接近你；如果你一直一副谦卑、低三下四的姿态，事情就比较麻烦。

比如蛟龙号立项初期，西方封锁我们、膈应我们，但后来随着蛟龙号研制成功，他们也把中国列为深海技术发达国家，西方公司自己就找上门来了，愿意为我们提供11000米的深海装备部件。

三足鼎立的竞争

但当然，事情没有那么简单。我们是想坐稳世界最深，但在蛟龙号研发期间，别人也不会轻易让你得第一。

维珍航空公司的老板Sir Richard Branson/Chris Welsh 在2005年高调找人研制了全海深载人潜水器，2011年完成并下水海试。但由于潜水器载人舱用了一些新材料如碳纤维复合材料等等，抗压性可以但抗剪性能不理想，结果被海面的大浪把载人舱打坏，拉回去修理了。

在这期间，著名导演卡梅隆悄悄在澳大利亚自掏腰包组织了一个小团队研制载人潜水器，2012年杀了出来，亲自驾驶下到了10898米的马里亚纳海沟。最早他是想着超越蛟龙号的7000米，选择了8000多米；但做完以后发现状态还可以，接着去冲11000米。

不过冲到海底以后，12个推力器也坏了11个，只剩下灯光摄像机可以运作，什么事情也干不了，待了两三个小时就上来了。上来以后，修复仪器故障要花不少钱，对他来说目的达到了，其他的事情他也不太感兴趣，最后就把潜水器送给伍兹霍尔海洋研究所了。

深海技术竞争异常激烈。我们的7000米级的“蛟龙号”成功后，日本在2013年马上就宣布要在2023年前把12000米潜水器做出来。美国有两个公司也要做多人作业型的全海深载人潜水器可以简称“载人深渊器”。

所以我们也应该马不停蹄。如果我们能在卡梅隆的基础上，率先做成“载人深渊器”，这是另外一个中国很有希望争取到“世界第一”的机会。

国家领导人考察中国科学院时指出：“当今世界综合国力竞争的核心和焦点是科学技术。现在，各主要国家都在抢占未来科学技术制高点。”科学技术的竞争那是争分夺秒，时间非常关键。

一场中、美、日之间的竞赛已经开始——现在对于载人深渊器，中国还处于较好的形势。

蛟龙号国产化已达九成 钛合金耐压球壳原为俄制

http://www.nb0817.com/article/article_19043.html

转载 于 07-23 09:19 发布 来源：中国科学报 981 阅读 0 评论 0 点赞