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展望
未來將建2500噸深海空間站
本報(bào)連線 核電將為深海空間站提供動力
本報(bào)記者 高玉
我國首個(gè)深海移動工作站昨天下水,本報(bào)記者第一時(shí)間連線了中船重工702所深海空間站專項(xiàng)辦公室相關(guān)負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)人告訴記者,這次深海移動工作站成功下水試驗(yàn)主要有兩大意義。
第一個(gè)意義是可以不受海面波浪影響布放潛水器。“現(xiàn)在的潛水器在下水時(shí)都要考慮天氣狀況,海況惡劣的話會限制下水。而有了工作站,就可以在水下進(jìn)行布放潛水器,不受天氣狀況影響。”這位負(fù)責(zé)人稱。
第二個(gè)意義是工作站可以水下長時(shí)間駐扎,可為我國深水油氣田開發(fā)、海洋觀測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)、海洋科學(xué)研究提供深海作業(yè)裝備,可以進(jìn)行海洋礦藏和地質(zhì)等一系列試驗(yàn)。“如果把‘蛟龍?zhí)枴茸魃裰埏w船,這個(gè)實(shí)驗(yàn)型深海移動工作站就相當(dāng)于‘天宮一號’,它是中國未來深海空間站的雛形。”
這位負(fù)責(zé)人還談到了在深海空間站的研發(fā)中,有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)需要提升。第一,要研發(fā)大型殼體承受水底壓力的新型結(jié)構(gòu)與新型材料技術(shù)。第二,深水海底小型模塊化核能以及溫差能供電技術(shù)。第三,深海空間站與水面支持系統(tǒng)的連接裝置與對接技術(shù)。
未來深海空間站還有一個(gè)部分是干濕轉(zhuǎn)換艙。它和指揮艙相連,同時(shí)也和外面的海水相連,它有兩扇門,在里面有潛器。這個(gè)潛器既可以是無人的也可以是有人的,當(dāng)把和海水連通的那扇門打開時(shí),它就可以出去執(zhí)行任務(wù),回來之后把和海水連通的艙門關(guān)掉,然后把海水排掉,指揮艙的人就可以進(jìn)去檢查、維修。
“現(xiàn)在的移動工作站只是實(shí)驗(yàn)型的,最終的目標(biāo)是可以在水下停留數(shù)月。而目前的動力來源是鉛酸電池,未來將采用核電動力,到那時(shí)工作站的停留時(shí)間會顯著延長。”這位負(fù)責(zé)人稱。
目標(biāo)
我國深海空間站分三步走
試驗(yàn)艇是深海空間站研制的第一步,是進(jìn)行深海空間站主要功能演示以及部分關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證的原理樣機(jī),2009年啟動工程研制,2012年開始試驗(yàn)。該試驗(yàn)艇工作潛深150米,生命支持時(shí)間72小時(shí),總長13.5米,可乘坐6人。試驗(yàn)艇目前已經(jīng)進(jìn)行了72小時(shí)水下航行試驗(yàn)、水下起吊、布放試驗(yàn)、海底觀測試驗(yàn)、海底取樣試驗(yàn),達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)目標(biāo)。
小型深海移動工作站是深海空間站系統(tǒng)的第二步,整個(gè)工作站分為相對獨(dú)立的模塊。工作站自身搭載有多種作業(yè)潛水器和作業(yè)工具,這些作業(yè)潛水器和作業(yè)工具可以互相配合,協(xié)同作業(yè),提升了作業(yè)能力。同時(shí),載人艙也較以往有所擴(kuò)大,人員居住舒適性大為提高。室內(nèi)還可以進(jìn)行裝修,食品、淡水也充足,甚至可以在水下洗澡。
建立深海空間站是第三步,未來將建成工作深度約1000至2500米的深海空間站,可在水下逗留60天,最大載員50人,空間站重量約2500噸級,并與水下運(yùn)載器對接,運(yùn)送物資和人員。它可以長周期、全天候在深海域直接操控作業(yè)工具與裝置,進(jìn)行水下工程作業(yè)、資源探測與開發(fā),以及海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。
背景
美俄曾建深海空間站
正如天際空間站是航天領(lǐng)域的核心技術(shù)一樣,深海空間站代表了海洋領(lǐng)域的前沿核心技術(shù),人類在太空建立的空間站已經(jīng)運(yùn)行了很長時(shí)間,而深海空間站則罕見報(bào)道。幾個(gè)大國都在研究,這是國家科技發(fā)展水平、生產(chǎn)力水平的重要標(biāo)志,將把人類活動空間移向深海。目前,我國是繼美、法、俄、日之后世界上第五個(gè)掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國家。我國的“蛟龍?zhí)枴北3种d人深潛7062米的世界紀(jì)錄。
深海空間站是一類不受海面惡劣風(fēng)浪環(huán)境制約,可長周期、全天候在深海域直接操控作業(yè)工具與裝置,進(jìn)行水下工程作業(yè)、資源探測與開發(fā)、海洋科學(xué)研究的載人深海運(yùn)載裝備。
從上世紀(jì)60年代起,美國和前蘇聯(lián)都陸陸續(xù)續(xù)完善了深海空間站體系。但那時(shí),所有體系都出于冷戰(zhàn)思維,用來進(jìn)行軍備競賽,較少涉及民用開發(fā)。2000年,俄羅斯公布了本國深海空間站的民用建設(shè),其針對性很單一,主要針對于北冰洋的石油開采。
美國的深海空間站計(jì)劃源自康涅狄格州的國家水下研究中心主管庫伯教授,由于其不滿聯(lián)邦政府的官僚作風(fēng),遂自籌資金5億美元在夏威夷、康涅狄格等處研發(fā)深海空間站。目前,庫伯正在醞釀世界上第一個(gè)深海生活—工作實(shí)驗(yàn)室,叫做海洋大氣海底綜合研究,預(yù)計(jì)花費(fèi)7500萬美元,該海洋基地將是世界上第一個(gè)深海研究設(shè)備,將處于水下139.7米的大陸架上,庫伯的目標(biāo)是建立一個(gè)在與外界隔絕的惡劣環(huán)境下能夠生活數(shù)周的實(shí)驗(yàn)室。
這個(gè)海洋基地將占地2580平方米,分三部分:水上上層建筑部分、中部和海底基地。一個(gè)水密的柱式電梯將往返實(shí)驗(yàn)室和居室之間。海洋基地計(jì)劃建成一個(gè)海底的居住地,大概139.7米深,一個(gè)常壓電梯能夠運(yùn)送科學(xué)家、學(xué)生、游客等。基地將能為參觀者進(jìn)一步向海洋深處探索提供工具等設(shè)備。海底居住地將有一個(gè)高壓艙室,壓力等于外部水壓,這樣科學(xué)家在返回住處時(shí)就不需要重新調(diào)整壓差。
海洋基地將要研究的內(nèi)容涉及:氣候變化研究、海水—空氣交換、生態(tài)系統(tǒng)模型確認(rèn)、監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)、居住研究、海上水產(chǎn)業(yè)、人在極限環(huán)境下的反應(yīng)等等。(本報(bào)綜合報(bào)道)