楊波 “蛟龍”號主任設計師、中科院聲學所海洋聲學技術中心副研究員、我國首批參與載人深潛試驗的試航員之一
中國科協主辦的《我是科學家》欄目今天迎來第一講，中國科學院聲學研究所、蛟龍號潛水器主任設計師楊波發表“從海底開始瞭解這個世界”主題演講，首次披露了“蛟龍號”下潛完整過程。
以下為演講全文：
楊波：各位領導，還有愛好科普的各位觀眾，我是來自中國科學院的聲學研究所的楊波，我是來自載人深潛團隊，包括我們之前完成的蛟龍號，可以說我從研製到現在經歷了我們中國載人深潛的全過程，裡面有很多的艱辛，也付出了很多汗水，也投入了非常多心血，但是我感覺我們雖然還在進行中，我們感受到了很多很多的美和很多不一樣，也感受到了很多來自科學，能夠給我們帶來各種感官上的衝擊和震撼，所以我們一起來先感受一下。
這個是我們在2013年第一次在南海進行下潛，當時去的地方是海底非常特殊的叫做“冷泉”的地方，能看到非常大的海參，當你到了海底深處的時候你就能夠跟它進行一個比較親密的接觸。回過頭來，還是想介紹一下為什麼我們國家，包括我們世界上主要的發達國家都在做載人深潛這樣一件事情，這些很標準的地圖大家都看到過很多次，藍色是代表我們整個海洋範圍，也就是我們做一個統計的話，地球70%的面積都是海洋，我相信大家去過三亞，也去過東南亞非常好的各種島，進行過非常淺的浮潛，各位都不會超過20米的深度，如果把這個20米深度刨除掉的話，大部分人甚至99.99%的人都沒有感受過我們地球65%以上的面積，所以說這麼大藍色未知，而且蘊藏著非常豐富資源的地方，我們人類從我們科學的角度，一定要去搞清楚，它到底有什麼，然後再看看它能為我們人類做出什麼樣的幫助。
具體來說跟我所介紹到的是一樣的，我所查到的，因為我畢竟不是做這方面研究的，人類徒手不通過任何裝備，能夠下潛最大深度的紀錄是122米，因為我們的設備是要做過各種壓力試驗的，我對於水壓有很直觀感受，“蛟龍號”載人潛水器能夠承受7000米的壓力，可能我一個小手指，手指面積所承受的壓力就是幾輛特別重的大卡車的壓力，所以人能夠下潛到122米，我相信他一定經受過非常非常專業和長期訓練才能到達，但是它也只能到122米。
我們為了看看海里面，這麼大面積的地球裡面到底蘊藏著什麼？我們做了各種平臺，能夠使我們對它進行直接的觀察，包括大家看到的各種系列的機器人，包括遊覽的進行精確控制的機器人，包括左下角潛龍一號進行地下調查的機器人，還有2017年一個重大科技成果滑翔機能夠進行上千海里這樣一種調查的機器人，上千海里這是一個非常非常遠的距離，所以我們在機器人的角度已經做了非常多的研究，也取得了初步的一些成果。具體到我們的載人潛水器，最早是美國人開始來做的，而且我們實際上做海洋，最早從發達國家他們做的目的，也是對於油氣資源的勘探開發，第一臺載人潛水器應該是大家所看到的這個載人潛水器，它能夠服務於我們的科學家和勘探開發，進行更好的海底勘探和調查，應該是在2010年之後，他們做了一臺最新的升級，它現在的最大下潛深度可以到六千米的深度，而且搭載了非常非常豐富的設備可以進行各種調查，它作為我們作業型潛水器，有非常多的壯舉，曾經在西班牙海域協助救撈過一個氫彈，在它的幫助下打撈回來了，也是第一個發現泰坦尼克號殘骸的一個潛水器。
再往下同樣俄羅斯在這方面也有非常非常好的研究，這是俄羅斯的和平號潛水器，包括我們2000年看到的《泰坦尼克號》的電影，它的導演卡梅隆也非常愛載人深潛，他曾經就租用和平1號和2號來拍攝。
再往後是20世紀八十年代法國、日本做的載人潛水器，我們把這些國外載人潛水器進行一個提煉，它們大概的下潛深度都在6000米左右，最深的日本到6500米，基本上一個載人球，能夠有三名潛航員進行下潛，他們都具備非常強大的作業能力，這相當於在我們國家開始載人深潛之前，國際上大概是這樣一個研製水平。
回過頭來，到我們這裡，我們國家第一臺載人潛水器就是"蛟龍號"載人潛水器，它是作業型載人潛水器，很多特質都跟前面幾臺載人潛水器相似，但是它的最大下潛深度可以達到七千米，我們"蛟龍號"是世界上最深的一臺潛水器。
具體來說，從蛟龍號的出生到它慢慢地學習成長，包括後面還會有很大發揮作用的過程是非常不容易的，因為它最早是在1992年開始來進行論證，當時還沒有蛟龍號這個名字，它就叫七千米載人潛水器，我們用了十年時間來進行這樣一個大的項目論證，所以說一直到2002年，在科技部863計劃支持下，我們才有七千米載人潛水器的研製計劃，又經過了2007年到2009年七年時間，完成了整個載人潛水器從設計研製、加工建造和水質試驗的過程，我們有了這臺實物的潛水器，2009它進行了海試過程。開始進行海試的時候，我們國家最大的下潛深度只有600米，所以直到它的海試，我們國家的載人潛水器完成從600米到7000米這樣一個非常巨大的跨越。這個跨越我們用了四年時間，取得了非常好的效果，但是過程是非常艱辛的，我們每走一步，前面的路都是未知的，都是漆黑的，都是不透明的，需要我們一點點去摸索，一米一米往下潛，這裡面真的是非常非常不容易，每一個重大工程的背後都蘊藏著非常非常多人的汗水和心血。
如果系統的再來表現一下載人潛水器工程是從蛟龍號本身加工建造，和後期對於它的保養和升級改造了，然後再往右是它的運行母船，因為我們正式通過09船，才能夠把潛水器進行到目標海域進行下潛。第三張圖就是潛航員隊伍的選拔培訓等等這樣一個過程。最右邊的這張圖就是整個深海基地管理中心，它來負責整個蛟龍號載人潛水器試驗體系的運行，像葉老師所說的，他們是做科學研究的，我們在海洋領域也有很多科學家，他們有海洋化學，海洋生物，海洋地質，它們需要藉助蛟龍號這樣一個平臺，對於他們研究的領域進行一個創新性的採樣，對它們分析以後，就能夠形成非常好的研究報告。
具體我是做載人潛水器的，我負責的是蛟龍號載人潛水器的聲學系統，它類似於我們的聲納系統，很像人類的眼睛、嘴巴、耳朵，通過發射聲波，接收聲波來進行各種通訊、定位，地形地貌的測繪，小目標的搜尋，屬於一個比較重要的系統，但是從蛟龍號的角度來看它的話，它涵蓋的內容是非常豐富的，從最前面它有一個直徑2.1米的載人球，大家可以看到球裡面有一個藍色的一排一排的瓶子，這是放的氧氣瓶，所以說在蛟龍號2.1米直徑載人球裡面，實際上我們在裡面的感受和現在沒有特別大的區別，因為它有跟我們現在一樣的氧氣濃度，二氧化碳濃度，並且它氣壓的變化也是非常小的，氣壓變化在96兆帕到102兆帕，每個人從身體機能角度都是可以適應的。往後還有它的推進器，有7個推進器，能夠使載人潛水器在水上的航行非常像直升飛機，它能夠進行原地的起落、懸停、定位，還有各種航行，後面還有能源系統等等各種各樣的設備，來保證蛟龍號在水下有非常強大的作業能力。
我們再看這張感覺會更清晰一點，三名潛航員在直徑2.1米的載人球裡面，它裡面具有三個觀察窗，他們各自通過觀察窗對外邊進行觀察，蛟龍號在水下能夠進行100多公斤的這樣一種樣品的採集，這也體現了它在水下的作業能力，所有樣品都是通過這個帶回到水面，包括蓄電池、浮力材料，保證了潛水器在水下的作業能力。這是三名潛航員在水下工作的照片，當時我們三個人在2012年非常湊巧的事情，正好是天宮一號進行首次對接的任務，他們在天上，我們在7000米的海底，我們做了一個海天的對話。
這是我們從蛟龍號前部拍的照片，大家可以看到前樑上掛滿了各種各樣的燈光，因為在水下完全是漆黑一片，必須要通過燈光照明，才能夠照亮我們前面的路以及它所包含的各種各樣的生物、各種岩石。另外它有非常多的攝像機，還有各種各樣的聲納進行觀察和探測，這是我們主觀察窗，它的觀察窗裡面直徑250毫米，葉聰在裡面對外面進行這樣一個招手示意。
下面我介紹一下蛟龍號完整的下潛過程，它是位於09母船的背後，所以它在下潛之前，大家可以看到一個非常粗的纜繩，把它掛到蛟龍號背上，這樣我們就能夠把蛟龍號從甲板上提起來，通過A架的外板擺在海面上去，這已經通過我們大型A吊板放到外側，潛水器就會進入到大海里面去，這是潛水器即將入海的過程，大家看到右邊一個小艇，這是北海號的蛙人小組，在下水之後它會迅速靠近蛟龍號，到了蛟龍號之後，它所需要做的工作，就是它的挖人進行一個徹底的脫鉤，包括主吊纜，還有龍頭纜，把這幾個纜繩完全和蛟龍號脫離的時候，蛟龍號內部潛航員進行一個快速水面檢查，檢測它各種設備工作情況，如果設備工作正常，它會和水面進行一個簡短的通信，就像我們標準的潛水器下潛的過程一樣，對潛水器進行注水，大家看這個海水非常藍，然後潛水器入水之後，我們一定要實現母船和潛水器實時高效的通信，所以我們都有一個手機，大的柱子就是我們母船端的手機，會把手機放到海水裡面去，這樣潛水器和母船進行實時高速的通信，母船也能監控潛水器在水下的各種狀態。下潛過程中，我們基本上深度超過30米的話，潛水器就比較平穩了，之後就是完全一片漆黑了，這個時候我們會打開燈光，實際上海水並不是那麼簡單的什麼都沒有的狀態，它偶爾會發現有點像螢火蟲一樣的星星點點的燈光，我感覺還是很類似於天空上的現象的，我們也可以享受到科學之美這樣一個過程。
然後潛水器通過重力的下潛到了海底以後，我們會看到非常非常震撼的各種各樣的生物，包括各種各樣的地質現象，因為確實是，在從事蛟龍號研究之前，我甚至都沒有去海邊感受過，也是通過一些紀錄片看過，一些比較淺海的地方有非常漂亮的珊瑚、魚，各種各樣生物鏈的現象，當我真正下到很大深度的時候，我發現大深度的海和海邊的海又是完全截然不同的風貌，它蘊含著自己獨特的需要你們仔細去體會的美，包括我們看到的，這是在冷泉區域旁邊的一個黃色的螃蟹。
這是一個類似於水母的生物，半圓形的扣在海底，這是海葵，這是海蛇尾，有五個白色的爪子非常長，能進行非常有意思的爬行。
另外左邊有點像烏賊的生物，它有一個叫小飛象的卡哇伊的學名，這是我們看到一個章魚的生物，另外蝦是非常非常普遍的，我們經常可以在海底看到這樣一種紅色和白色比較透明的蝦，我們在海里碰到最多的就是各種各樣的海參了，各種顏色、大小、形狀都是完全不同的，所以右邊黑色的海參是我們很常見的，大家在圖上沒有辦法感覺它的尺寸，它真正的尺寸這麼大，像蟲子扭動的方式進行爬行實際上是它游泳的一個過程，另外白色的是另外一種海參，因為我不是做生物學研究的，海洋生物學家告訴我，我們海底海參的種類有上千種，甚至上萬種。另外最左側白色的是幽靈類海參，渾身長滿了刺，而藍色很大的海參帶到水面去會自融，我們通過生物研究知道這種海參是具有自融基因的，在它受到驚嚇過程中，它會把自己的身體一部分融化掉，所以我認為這種基因一定是非常非常有意思的，像我都會感覺到非常非常地奇妙。另外再回來，這個是一個已經快老死掉的海百合了，這樣的生物在海底還是非常多的，這塊是我們第一次到達冷泉這樣一個區域，非常神奇，我們當時潛水器落在一個半山腰的過程，一路先上爬到山頂，這是我們整個爬山的過程，可以看到非常非常多的懸浮物，而且大家看到各種地形吧，我也不清楚它具體應該怎麼說，叫石頭一樣的起伏變化是非常有特點，非常非常震撼，當我們爬到山頂的時候，在山頂只有這個面積大概50多平方米的山頂的尖上就會出現這樣一些一片白色大面積的線，這個下面就是蘊藏著我們一直所說的可燃冰，包括我們現在整個對於資源開發來說也是一個非常重要的方向就是可燃冰，它山頂的最頂端是蘊藏可燃冰的，可燃冰是固體甲烷，它有部分的和海水進行洩漏了，所以它固體甲烷會變成氣體，氣體會有細菌會去吃這些甲烷氣體，而大家所看到的有很多的貽貝類的生物會吃這些細菌，它自己基於可燃冰來形成了自己的這套獨特的生物鏈，這是非常奇怪的，因為如果說這個可燃冰完全消耗掉了以後，這些整個生物都會不見了，所以在可燃冰釋放之前，這些生物從哪兒來，這些生物又到哪兒去，到目前為止也是不知道的，也希望大家通過科普的魅力能夠感受到我們海底的各種各種的精彩和各種不知道，使我們瞭解到更多的東西。
我們近距離去看這些貽貝，密密麻麻，跟這種荒蕪的海底，形成了非常直觀的視覺的衝突效應。
然後潛水器完成了相應的下潛作業，一般我們的載人潛水器下潛時間是12個小時，當我們完成了作業，拋棄掉兩塊鐵塊的時候，它會返回到水面，跟剛才一樣相反的過程，我們靠近潛器把鉤掛上，潛器被母船帶回到水面。當我們潛航員突破了一次新的下潛記錄的時候，我們會有一個特殊的慶祝的儀式，就是拍海水的儀式，非常刺激，也非常有意思，我們也非常享受。我回想從2009年到2012年我們經歷了各種艱辛，碰到了一系列的困難，我們通過這個蛟龍號才真正學習了載人潛水器到底意味著什麼，我們需要補足什麼樣的地方，才能夠實現我們自己國家的載人潛水器，能夠為我們的海洋科學來進行服務。在蛟龍號之後整個團隊又開始了第二臺載人潛水器的研製，就是大家所看到的深海勇士號。能夠保證我們能有載人潛水器來進行下潛，下潛深度是4500米，在2017年10月份也成功完成了第一次海試。最值得我們驕傲的是，蛟龍號從0到7000米用了四年時間，完成了50多次下潛，但是我們這個只用了35次進行下潛，狀態非常成功，所以現在深海勇士號已經進行交付使用了，進行了南海沉船的一些調查工作，而且取得了非常好的效果，並且採集了很多當時鄭和下西洋中所遺失在海底的各種文物，我相信它會取得非常好的成績。我們現在正在做的是萬米的載人潛水器，我相信以我們的聰明智慧和勤奮，在未來時間內會衝破11000米，我相信會取得成功的。但是這條路會不容易，最後我想表達一句，因為我畢竟屬於一個工科的科研工作者，我是做裝備的，但是我很榮幸通過蛟龍號，包括後面的深海勇士號這個平臺，感受到海底大量未知的生物，各種地形的變化。讓我感覺到自然之美，科學之美，所以這次科普中國的這次活動非常有意義，我相信通過我們科普的介紹，會有更多人愛上我們的科普，愛上我們的海洋，愛上我們的自然，希望大家關注科普中國，謝謝大家。
閱讀更多 科創太湖 的文章
