“可上九天攬月,可下五洋捉鱉”原本是一種詩意的豪情與浪漫的理想,而當今科技的發展與實踐卻讓這些天馬行空的想象奇跡般地照進了現實。深海世界的發現與探索,將對21世紀人類和海洋的關系產生重大影響。“百年中國夢,世紀海洋情”,隨著這艘“張謇”號科考船的竣工,它即將成為我國11000米載人深淵器“彩虹魚”及其系列產品的科考母船,啟航前往全球大洋的深淵區開展科學調查,為實現我國的“海洋強國”之夢寫下奮斗與創新的澎湃篇章。
①母船竣工,“張謇”號創國內4個“第一”
春江水暖,海上潮生,在三月仲春時節,雄姿初展的科考船“張謇”號迎來了它的首次試水。該船由浙江天時造船有限公司歷時一年精心打造,總投資達2億元人民幣,在建造之際便創下了國內的4個第一:第一艘專門針對深淵海溝科考而設計的船舶,第一艘配備萬米級深潛器和全海深調查裝備的科考母船,第一艘完全由民間資金支持并且承擔國家使命的科考船,也是第一艘以近代名人命名并以弘揚“張謇精神”為宗旨的科學考察船。
將這艘母船命名為“張謇”號是它的總設計師、我國首個深淵科學技術研究中心負責人崔維成由來已久的愿望。張謇是一位偉大的愛國者、教育家、實業家,同時也是中國近現代歷史上最早研究海洋、開發海洋、維護國家海洋權益的先驅。崔維成坦言,在致力于建設海洋強國的今天,以家鄉先賢張謇的名字命名載人深潛母船,就是要繼承和弘揚我們這個時代所需的實干興邦的“張謇精神”,實現中國人的深潛之夢。
據彩虹魚海洋科技有限公司董事長吳辛介紹,未來“張謇”號的功能設計除了滿足11000米載人潛水器海試的需求外,還會拓展更多更靈活的實踐應用。也就是說,除了開展一般性海洋科學調查研究以及各類深海工程作業,“張謇”號還將兼具海洋事故的救援和打撈、水下考古和電影拍攝、深海探險與觀光等功能。這樣不僅可以為石油公司、船運公司等提供輕型海洋工程方面的服務,還可以支持社會各團體組織開展各類海上科考探險、青少年海洋科普教育等活動。
通過將深海科學考察與海洋工程服務有機地結合,“張謇”號還開創了一個商業化運營管理模式的先例。經過調研,吳辛發現,目前國內海洋領域調研的需求很多,但并不是每個課題組都具備獨立租船出海的經濟實力。于是他想出,“今后不同領域的科學家可以用‘團購’的形式聯合組織海試,共同搭乘‘張謇’號,到特定海域后,你干你的,我干我的。”這個想法剛付諸實際就在科研市場內廣受歡迎。在建造中期,“張謇”號就已經開始承接出海任務,至完工時,它未來兩年的檔期幾乎被約滿,儼然顯露出一種未來海上“百變金剛”似的威猛勢頭。
不過,科考母船“張謇”號只是我國萬米級載人深淵器“彩虹魚”項目總體設計的第一個成果。母船竣工后,崔維成帶領的海洋大學深淵中心還計劃申請國家相關載人潛水器項目,力爭研制出世界上第一臺作業型全海深載人潛水器。
②萬米深潛,“彩虹魚”暢游不再是夢
按照崔維成的設想,探秘深淵將是團隊作戰。這是一個龐大的系統工程,整個團隊將由一艘4800噸級的科考母船“張謇”號、一臺萬米級全海深載人潛水器(HOV)、一臺萬米級全海深無人潛水器(ARV)、三臺全海深著陸器組成。這些科學設備將形成四位一體的協同作業,共同構建我國全海深的“深淵科學技術流動實驗室”的宏偉藍圖。把中國科學家送到世界各大洋的海溝和深淵,讓他們能夠身臨其境地開展科考,這是崔維成正在為之努力的“深淵科技夢”。而實現這個藍圖的關鍵就在于研制出萬米級作業型載人潛水器——“彩虹魚”號。
然而,探索萬米下的海底世界絕非易事。試想一下,下潛深度達到11000米是一種什么體驗?如果把珠穆朗瑪峰放在溝底,峰頂都不會露出水面。那里的海水寒冷刺骨,黑暗無邊無際,還要承受1000個大氣壓的壓力——這樣的壓力足以摧毀大部分科考設備。因此,即使是技術最尖端的萬米級載人潛水器,也需要克服載人艙面臨的巨大壓力以及深海低溫和深海供氧等難題。
為此,崔維成團隊特地前往芬蘭,尋找優于目前常用的高強度鈦合金的新型材料——“馬氏體鎳鋼”。這種超高強度材料的屈服強度達1700兆帕,能承受1.1萬米水深的巨大壓力。與生產“馬氏體鎳鋼”的芬蘭企業進行洽談之后,他們很快達成了載人深淵器的載人艙國際化聯合研制項目。與此同時,為了利用這個機會把我國深海裝備研發所需的高強度鋼的制造水平提升上來,拉動我國深海裝備材料與制造技術發展進步,崔維成也不忘帶領深淵中心同步啟動了載人艙項目的國產化研制。據了解,“彩虹魚”系列無人潛水器除了水下攝像機、水下燈和部分電纜進口外,布放與回收系統、中繼站系統、光纖纜、水面控制系統實現100%國產化,潛水器本體系統國產化率達到95%。
2015年末,團隊的努力研發和公司的辛苦運營迎來了收獲時節:萬米級無人深潛器模型和真機相繼亮相米蘭世博會和2015中國國際工業博覽會并獲得“創新獎”;9月至10月,首臺萬米級無人潛水器和著陸器“彩虹魚”號在南海成功完成4000米級下潛試驗,向探秘“萬米深淵”又邁出了實質性的第一步;12月28日,科技創新板開張,“彩虹魚”成為首批掛牌的27家企業之一,進入融資發展新階段。“彩虹魚”號就像為深淵科學技術的系統性研究投下了第一縷曙光,探測世界最深海溝這一宏偉目標正離我們越來越近。
在崔維成看來,彩虹魚項目從啟動至今,短短一年內,能取得如此大的進展,在之前根本無法想象。“彩虹魚”為何游得這樣快?這離不開一次科研體制的創新探索,更得益于民間和政府、科研與市場之間的良好合作與相互促進。
③官民結合,抓住發展“黃金十年”
在10年內搞出一個深淵科學技術流動實驗室,把中國的深海科學和深海技術同步帶到世界領先水平,這是崔維成正在為之努力實現的“深淵科技夢”。崔維成為這個夢想設定了一份極為緊湊的時間表——2014年,完成第一個全海深的著陸器研制;2015年,完成無人潛水器的研制和科考母船的建造;2016年,無人潛水器和著陸器利用新的科考母船去沖擊馬里亞納海溝;2018年,完成載人潛水器研制;2019年,力爭讓中國科學家在馬里亞納海溝開展研究。
對比目前國際上的發展現狀,“彩虹魚”萬米級深淵科技流動實驗室建成后,將具備目前美國、歐洲和日本的深海載人潛水器所沒有的萬米深淵作業功能,能夠填補我國在深淵科技這一前沿技術領域的空白,提升我國開展大洋深海交叉科學研究的綜合能力,占領世界深淵科技研發制高點。這是我國深海科學界領先前沿領域的一個千載難逢的機遇。
然而在國家層面,任何一個重大科技工程項目的上馬,都必須經過審慎而繁復的論證過程。“‘蛟龍’號就是一個例子,立項花10年,研制又花10年。我們再也等不起20年了!”時不我待,據崔維成介紹,美國兩家企業已分別完成一臺3人座作業型11000米深潛器的設計,如資金到位,兩三年內即可造出;日本政府也于2013年立項研制“深海12000”載人深潛器,計劃2023年海試。在科考研究領域,也已有多個國家先后啟動了針對深淵的研究計劃,并且正在緊鑼密鼓地實施,例如日本和英國資助的HADEEP計劃、美國基金會支持的HADES計劃等。
對此“蛟龍”號海試技術咨詢專家組組長丁抗博士曾警示說,“如果不盡快繼續深入海底,我國科技界獨有的深潛優勢極有可能在3到5年或者更短的時間內喪失。”崔維成自己也惜時如金,“當今世界在深淵領域探索的競爭早已白熱化,一刻都耽誤不得”,“我們應該抓住追趕國際領先水平的‘黃金十年’”。20多年的深海項目的研發經驗給了崔維成獨辟蹊徑、闖出一條另類科研路的決心和底氣。在崔維成看來,改變現狀,既要國家層面推動科技體制改革,也需要科研人員發揚主人翁精神。與其抱怨和等待,不如先做出示范,來贏得國家立項支持。于是,崔維成毅然決定辭去他所擔任的行政職務,選擇依托上海海洋大學,重新招聘新的團隊來開展深淵科學技術項目,并開始探索在前沿科技項目中吸引民營企業投資,再與政府立項對接的體制創新之路。
為了加快流動實驗室的建設步伐,崔維成組建的深淵中心采用了“科學家+企業家”“國家支持+民間投入”的創新模式進行深海科技的研發和集成,通過采用海洋科學家和工程技術人員緊密結合的模式,由深淵科學家提出調查設備的能力需求,由工程技術人員研制出深淵科學技術流動實驗室,使上海海洋大學的“深淵科學技術研究中心”成為了一個產-學-研一體化研究機構。此外,上海海洋大學負責著陸器、無人潛水器和載人潛水器的研制,彩虹魚公司負責母船的配備和深淵技術的市場化、產業化和國際化,而這更是實現了技術開發和研究成果市場轉化的同步。
由此看來,在重大科研項目的推進過程當中,轉變一下思路和模式,未嘗不是一種有益的嘗試。畢竟,建設創新型國家不僅需要“國家隊”“地方隊”,更需要全社會的參與。而實施創新驅動發展戰略,就是要“破除一切制約創新的思想障礙和制度藩籬”,“激發全社會創新活力和創造潛能”,讓企業成為創新的主體。“聚沙成塔,集腋成裘”,“深淵夢”在多方努力下漸漸清晰,“彩虹魚”暢游大洋深處也將指日可待。更多最新數據分析、市場分析報告、市場調研、行業分析,請訪問。
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