深海空間站，又稱深海工作站，有人形象地將它比作“龍宮”——把地面的“房間”搬到了深達(dá)千米的水下，可利用站載（物理、化學(xué)、生物檢測(cè)系統(tǒng)及光、聲學(xué)）觀察系統(tǒng)，直接操控所攜帶的無纜自治潛水器、水下吊車、有纜遙控作業(yè)潛器及配套的作業(yè)工具，適應(yīng)不同對(duì)象的具體作業(yè)要求，成為在海底從事科學(xué)研究、資源勘探、檢修維修作業(yè)等的移動(dòng)工作平臺(tái)。

　　放眼全球，除了美俄等傳統(tǒng)海洋強(qiáng)國(guó)，挪威、荷蘭等歐洲國(guó)家也都在開展用于深海油氣、礦產(chǎn)資源開發(fā)的深海工作站研究。來自海底深處的召喚，引來越來越多的回應(yīng)者。

　　生活在地球上的人們對(duì)太空空間站并不陌生，但很少有人知道，在地球分布最廣闊的海洋中，人類早已著手在海底打造“深海空間站”。

　　目前，國(guó)際上深海運(yùn)載平臺(tái)分為“無人”和“載人”兩大類。由于深海通信、目標(biāo)識(shí)別、實(shí)時(shí)決策、作業(yè)操作、事故處理更為復(fù)雜，載人運(yùn)載平臺(tái)將發(fā)揮不可替代的作用。其中，大型載人運(yùn)載平臺(tái)的發(fā)展方向是在深海空間創(chuàng)造前所未有的工作環(huán)境，提升人員進(jìn)入深海并實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間、大功率的作業(yè)能力，取得海洋科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、軍事等方面的效益。

　　2016年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），明確提出未來五年國(guó)家科技創(chuàng)新的指導(dǎo)思想、總體要求、戰(zhàn)略任務(wù)和改革舉措。這是我國(guó)首次以國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃命名。

　　《規(guī)劃》提出，“十三五”期間，要面向2030年再部署一批體現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目，深海空間站項(xiàng)目名列其中。

　　冷戰(zhàn)時(shí)期軍事對(duì)抗的戰(zhàn)場(chǎng)

　　上世紀(jì)美蘇爭(zhēng)霸時(shí)期，由于對(duì)核戰(zhàn)爭(zhēng)的擔(dān)憂，雙方都認(rèn)為海平面以上的一切是不安全的，因此非常注重水下能力建設(shè)，除在核潛艇研制方面展開激烈競(jìng)爭(zhēng)，還在深海空間站技術(shù)領(lǐng)域投入研究，以提高水下探測(cè)作業(yè)能力。

　　1959年，美國(guó)著手研制建立北大西洋“反潛武器環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)”，但需要解決水下作業(yè)裝備；1963年，美國(guó)“長(zhǎng)尾鯊”核潛艇失事，美國(guó)海軍需加強(qiáng)深海搜索、救援及海洋工程能力。在此背景下，1965年美國(guó)開始建造NR-1深海核動(dòng)力作業(yè)平臺(tái)，最大工作潛深為3000英尺（約914米），1969年，NR-1在通用動(dòng)力電船公司下水，它搭載了多種探測(cè)作業(yè)裝備，參與過“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)殘骸的海底打撈、墜入海底的F-14戰(zhàn)機(jī)打撈等重要任務(wù)，2008年11月退役。

　　上世紀(jì)60年代初，除了美國(guó)的海上軍事封鎖，多個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家出臺(tái)海洋開發(fā)計(jì)劃，開發(fā)大陸架和深海，緊迫的國(guó)際形勢(shì)促使蘇聯(lián)發(fā)展深海探測(cè)與作業(yè)能力。

　　上世紀(jì)70年代至90年代，前蘇聯(lián)開始了“一級(jí)核動(dòng)力深海工作站”的研制工作，分別研制了三艘1910型核動(dòng)力深海工作站，北約代號(hào)為U級(jí)（UNIFORM），三艘1851型核動(dòng)力深海工作站，北約代號(hào)為X-Ray。

　　前蘇聯(lián)“一級(jí)核動(dòng)力深海工作站”的最大特點(diǎn)，是搭載了大量探測(cè)、觀察設(shè)備和水下機(jī)器人、機(jī)械手等作業(yè)工具，具備強(qiáng)大的深海探測(cè)作業(yè)能力。俄羅斯人至今認(rèn)為，該工作站是世界上獨(dú)一無二的，并自信地認(rèn)為，這六艘深海工作站的研制和投入使用，使俄羅斯牢牢掌握對(duì)世界大洋洋底的控制權(quán)直至新世紀(jì)初。

　　新時(shí)期民用領(lǐng)域“神”助手

　　進(jìn)入新世紀(jì)，美俄把深海工作站研制與應(yīng)用的戰(zhàn)略重心，由深海軍事對(duì)抗逐漸轉(zhuǎn)向深海能源資源、國(guó)土權(quán)益、科研環(huán)保等領(lǐng)域。

　　上世紀(jì)70年代，哥倫比亞大學(xué)拉蒙特·多爾蒂地球物理觀測(cè)站的布魯斯·希森博士（注：發(fā)現(xiàn)大西洋中脊的美國(guó)地質(zhì)學(xué)家）及伍茲霍爾海洋研究所的查爾斯·霍利斯特博士是首批登上NR-1的科學(xué)家。NR-1將他們帶到幾乎尚未開發(fā)的原始大陸架，在親睹海底面貌后，希森感慨，自己花費(fèi)八年時(shí)間寫的所謂真實(shí)海底的材料都錯(cuò)了，必須回去重新思考。

　　由于這種遲到的認(rèn)可，NR-1收到源源不斷的來自科學(xué)家的使用請(qǐng)求，其新使命由此產(chǎn)生。

　　1993年，NR-1完成海底油管勘測(cè)，搜尋易于出故障的管道部分，2007年在加爾維斯頓港進(jìn)行海底地形詳細(xì)勘測(cè)等任務(wù)。NR-1退役后，2008年，美國(guó)宣布將新研制千噸級(jí)的NR-2深海空間站。與NR-1相比，NR-2除了履行軍用使命，還承擔(dān)了海洋工程安裝、維護(hù)和維修等九類民用使命任務(wù)。

　　為滿足拓展海洋權(quán)益與開發(fā)北冰洋油氣資源的需要，進(jìn)入新世紀(jì)，俄羅斯加快研制通用型與專用型千噸級(jí)深海工作站。

　　2003年，俄羅斯新研發(fā)了一艘（10831型）核動(dòng)力深海工作站，因其耐壓殼體由數(shù)個(gè)球殼串聯(lián)組成，型式酷似俄羅斯動(dòng)畫片“小馬駒”中的主角而獲得“小馬駒”的昵稱。2012年，“小馬駒”參加了俄羅斯“北極-2012”研究考察，在北冰洋門捷列夫大陸架上開展了大量水下作業(yè)，在2500米—3000米深度獲得了大量地質(zhì)資料，通過深海鉆探獲取了三塊長(zhǎng)度分別為60公分、30公分和20公分的巖心樣本，以及重達(dá)500公斤的深海礦石和泥土樣本。這些科考結(jié)果有效支撐了俄羅斯對(duì)萊蒙諾索夫和門捷列夫山脊等北極海底地區(qū)領(lǐng)土主權(quán)所有權(quán)的主張。

　　2006年，俄羅斯提出研發(fā)北冰洋油氣開采六類專用型深海核動(dòng)力工作站的設(shè)想，由核動(dòng)力水下鉆井平臺(tái)、核動(dòng)力水下運(yùn)輸平臺(tái)、多功能探測(cè)平臺(tái)、核動(dòng)力水下天然氣轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)、核動(dòng)力水下供能平臺(tái)和核動(dòng)力水下作業(yè)平臺(tái)等六類平臺(tái)組成深海油氣資源開采裝備體系，用于北冰洋深海海底的油氣資源探測(cè)與開發(fā)，這六類平臺(tái)中最大排水量在23000噸左右，大小與720個(gè)集裝箱或74節(jié)高鐵車廂相當(dāng)。

　　未來先進(jìn)技術(shù)研究孵化器

　　地球是一個(gè)藍(lán)色的星球，海洋占到地球面積的70%。然而到目前為止，人類對(duì)海洋的勘探與研究仍停留在十分初步的階段。阻礙人類前進(jìn)的腳步恰恰就是“海水”。

　　隨著深度增加，海水產(chǎn)生的壓力會(huì)迅速增加，當(dāng)深度達(dá)到1000米左右時(shí)，海水產(chǎn)生的壓力為100個(gè)大氣壓，即我們生活在空氣中承受壓力的100倍，相當(dāng)于一個(gè)指甲蓋上要承受100公斤的重物。

　　人類要到達(dá)深海，必須研制出能承受如此巨大壓力的交通工具。但這并非易事。

　　海水中只含有極少量氧氣，目前各類交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是通過燃燒燃料產(chǎn)生動(dòng)力，到了深海離開氧氣后，這些發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)“熄火”，因此如何為深海交通工具提供動(dòng)力也是技術(shù)難題。

　　在海水中，無線電波、光都會(huì)迅速衰減，傳播距離非常短，聲波成為唯一能水下長(zhǎng)距離傳播的手段。因此海豚、鯨等海洋生物都通過聲音來相互溝通，但受限于聲波速度、波長(zhǎng)等固有特點(diǎn)，人類對(duì)它的應(yīng)用遠(yuǎn)不如電磁波那么自如和廣泛。到了深海怎么確定我在哪里、我要往哪里去、怎么和別人通信等都存在很大的技術(shù)困難。

　　但與傳統(tǒng)水面海洋平臺(tái)、通過布放探測(cè)儀器進(jìn)行海洋科考的船舶相比，深海工作站有許多“獨(dú)門秘籍”：可不受海面惡劣風(fēng)浪環(huán)境的影響，在特殊環(huán)境下可進(jìn)行長(zhǎng)周期高效率的水下作業(yè)。

　　正因如此，深海工作站研究方興未艾。

　　“這是因?yàn)閾碛泻軓?qiáng)的深海作業(yè)能力已成新世紀(jì)海洋強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略取向。”中國(guó)工程院院士吳有生分析說，深海空間站的定位在于既提升深海資源環(huán)境探測(cè)能力，又增強(qiáng)深海開發(fā)與工程作業(yè)能力。它是世界上高技術(shù)大型“有人裝備”與前沿“智能無人技術(shù)”的高度結(jié)合體，代表了深海載人技術(shù)與信息技術(shù)、智能技術(shù)高度融合的發(fā)展方向。

　　但在這場(chǎng)你追我趕的國(guó)際競(jìng)技中，參賽“作品”目前都處于概念設(shè)計(jì)階段，并無實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，因?yàn)橐黄粕詈l件的大型耐壓結(jié)構(gòu)技術(shù)、高能量密度動(dòng)力技術(shù)、水下信息技術(shù)等大量關(guān)鍵技術(shù)。

　　吳有生認(rèn)為，這些研究工作將推動(dòng)船舶、能源、動(dòng)力機(jī)械、材料、水聲、電子信息等多領(lǐng)域的科學(xué)和多門類的技術(shù)，誰掌握了核心技術(shù)，誰將在未來深海資源探測(cè)和開發(fā)中占得先機(jī)。

　　

深海空間站：大洋深處競(jìng)賽場(chǎng)

圖文簡(jiǎn)介

為滿足拓展海洋權(quán)益與開發(fā)北冰洋油氣資源的需要，進(jìn)入新世紀(jì)，俄羅斯加快研制通用型與專用型千噸級(jí)深海工作站。