展望
未来将建2500吨深海空间站
本报连线 核电将为深海空间站提供动力
本报记者 高玉
我国首个深海移动工作站昨天下水,本报记者第一时间连线了中船重工702所深海空间站专项办公室相关负责人,负责人告诉记者,这次深海移动工作站成功下水试验主要有两大意义。
第一个意义是可以不受海面波浪影响布放潜水器。“现在的潜水器在下水时都要考虑天气状况,海况恶劣的话会限制下水。而有了工作站,就可以在水下进行布放潜水器,不受天气状况影响。”这位负责人称。
第二个意义是工作站可以水下长时间驻扎,可为我国深水油气田开发、海洋观测网络建设与运行维护、海洋科学研究提供深海作业装备,可以进行海洋矿藏和地质等一系列试验。“如果把‘蛟龙号’比作神舟飞船,这个实验型深海移动工作站就相当于‘天宫一号’,它是中国未来深海空间站的雏形。”
这位负责人还谈到了在深海空间站的研发中,有三项关键技术需要提升。第一,要研发大型壳体承受水底压力的新型结构与新型材料技术。第二,深水海底小型模块化核能以及温差能供电技术。第三,深海空间站与水面支持系统的连接装置与对接技术。
未来深海空间站还有一个部分是干湿转换舱。它和指挥舱相连,同时也和外面的海水相连,它有两扇门,在里面有潜器。这个潜器既可以是无人的也可以是有人的,当把和海水连通的那扇门打开时,它就可以出去执行任务,回来之后把和海水连通的舱门关掉,然后把海水排掉,指挥舱的人就可以进去检查、维修。
“现在的移动工作站只是实验型的,最终的目标是可以在水下停留数月。而目前的动力来源是铅酸电池,未来将采用核电动力,到那时工作站的停留时间会显著延长。”这位负责人称。
目标
我国深海空间站分三步走
试验艇是深海空间站研制的第一步,是进行深海空间站主要功能演示以及部分关键技术验证的原理样机,2009年启动工程研制,2012年开始试验。该试验艇工作潜深150米,生命支持时间72小时,总长13.5米,可乘坐6人。试验艇目前已经进行了72小时水下航行试验、水下起吊、布放试验、海底观测试验、海底取样试验,达到预定设计目标。
小型深海移动工作站是深海空间站系统的第二步,整个工作站分为相对独立的模块。工作站自身搭载有多种作业潜水器和作业工具,这些作业潜水器和作业工具可以互相配合,协同作业,提升了作业能力。同时,载人舱也较以往有所扩大,人员居住舒适性大为提高。室内还可以进行装修,食品、淡水也充足,甚至可以在水下洗澡。
建立深海空间站是第三步,未来将建成工作深度约1000至2500米的深海空间站,可在水下逗留60天,最大载员50人,空间站重量约2500吨级,并与水下运载器对接,运送物资和人员。它可以长周期、全天候在深海域直接操控作业工具与装置,进行水下工程作业、资源探测与开发,以及海洋科学实验研究。
背景
美俄曾建深海空间站
正如天际空间站是航天领域的核心技术一样,深海空间站代表了海洋领域的前沿核心技术,人类在太空建立的空间站已经运行了很长时间,而深海空间站则罕见报道。几个大国都在研究,这是国家科技发展水平、生产力水平的重要标志,将把人类活动空间移向深海。目前,我国是继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家。我国的“蛟龙号”保持着载人深潜7062米的世界纪录。
深海空间站是一类不受海面恶劣风浪环境制约,可长周期、全天候在深海域直接操控作业工具与装置,进行水下工程作业、资源探测与开发、海洋科学研究的载人深海运载装备。
从上世纪60年代起,美国和前苏联都陆陆续续完善了深海空间站体系。但那时,所有体系都出于冷战思维,用来进行军备竞赛,较少涉及民用开发。2000年,俄罗斯公布了本国深海空间站的民用建设,其针对性很单一,主要针对于北冰洋的石油开采。
美国的深海空间站计划源自康涅狄格州的国家水下研究中心主管库伯教授,由于其不满联邦政府的官僚作风,遂自筹资金5亿美元在夏威夷、康涅狄格等处研发深海空间站。目前,库伯正在酝酿世界上第一个深海生活—工作实验室,叫做海洋大气海底综合研究,预计花费7500万美元,该海洋基地将是世界上第一个深海研究设备,将处于水下139.7米的大陆架上,库伯的目标是建立一个在与外界隔绝的恶劣环境下能够生活数周的实验室。
这个海洋基地将占地2580平方米,分三部分:水上上层建筑部分、中部和海底基地。一个水密的柱式电梯将往返实验室和居室之间。海洋基地计划建成一个海底的居住地,大概139.7米深,一个常压电梯能够运送科学家、学生、游客等。基地将能为参观者进一步向海洋深处探索提供工具等设备。海底居住地将有一个高压舱室,压力等于外部水压,这样科学家在返回住处时就不需要重新调整压差。
海洋基地将要研究的内容涉及:气候变化研究、海水—空气交换、生态系统模型确认、监测系统研发、居住研究、海上水产业、人在极限环境下的反应等等。(本报综合报道)