全速前进——向大海的深处去！

作为深海关键技术与装备，“海斗一号”自2016年7月立项以来，由中科院沈阳自动化所牵头联合国内十余家科研单位共同攻关，集中力量历经4年的实验室总装联调、水池试验、千岛湖湖试、南海4500米阶段性海试和马里亚纳海沟万米海试过程，研制完成了一款具有我国完全自主知识产权、集探测与作业一体和自主遥控多操控模式相结合的万米深潜装备。

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“海斗一号”布放图(图源：科技日报)

一般来说，水下机器人主要分成两种：遥控水下机器人(ROV)和自主水下机器人(AUV)。ROV通过电缆与母船进行连接，从而完成能源提供和数据传输过程，然而由于需要“电缆”的支持，所以它的活动范围相对较小，一般是在局部范围内做定点观测。AUV没有电缆的束缚，可以在海中走得更深更远，活动范围大大提升，但是由于AUV的能源不再由母船提供，只能依赖于自身携带的电池，因此保证AUV在水下的能量供给是一个不小的挑战。

而“海斗一号”作为一款创造性的自主遥控模式无人潜水器(ARV)，兼具了ROV和AUV的种种优点——既有AUV在海底自由穿梭，“我想咋耍就咋耍”的大范围自主巡航探测能力(海底连续作业时间超过8小时，近海底航行距离超过了14公里，国际上首次对挑战者深渊西部凹陷区进行了大范围的全覆盖声学巡航探测，并首次实现了无缆无人潜水器万米坐底并连续拍摄高清视频影像)，又能在ROV模式下，通过光纤微缆与母船连接，在指定海底区域实现实时定点精细观测的技能、完成机械手采集作业，可谓是一款“一台更比三台强”的“小霸王三合一”多模式作业的“全能”作业型全海深自主遥控潜水器。

“下潜技术哪家强？海斗一号王中王！”

海斗一号此次下潜地点位于马里亚纳海沟的“挑战者深渊”，是世界上公认的海洋最深处。所谓“全海深”，所谓“下潜10907米”，代表着海斗一号已经能覆盖地球上所有海域的深度——你说去哪儿，咱就能去哪儿！

其实海底的平均水深只有不到4000米，而下潜7000米的蛟龙号在实际应用深度上其实已经能够覆盖绝大多数海域。那为什么还要大费周章地攻关“海斗一号”和“奋斗者号”呢？

“把实验室建在海底”

深海潜水器最具实用价值的用途之一是进行深海矿产资源勘查和开采。如今随着社会发展，能源与矿藏的需求日益增长，陆地资源储量也日益减少，像一些城市的“限电”措施正是应对能源减少、保护环境的有效举措。然而社会经济的发展不能只靠着“节流”，还得“开源”，因此挖掘海底资源成为了一个重要的研究课题。

海底矿产多种多样，分布广泛，如近海域大陆架上的油气资源、洋中脊热液成矿系统的多金属矿、俯冲带成矿系统的斑岩铜矿，还有洋底盆地的锰结核等等。勘查和开发这些矿产的技术发展都要依赖于深海科考，比如海斗一号下潜时所抓取的海沟处岩石和沉积物样品在进行采样分析后，能够带来更多的对于俯冲带沉积物的认识，进而理解海底板块构造结构、明白地球“工作原理”等。除此之外，它甚至还可以帮助相关人员进行海底地形的测绘等等工作——在不久的将来，我们甚至可以利用“海斗一号”和它的兄弟们在海沟进行其他更复杂的科研军事工作的布防和回收，比如安装GPS、地震仪等等。

“海斗一号小哥，使命必达”

在深海进行科学探索面临的困难相当巨大。我们面临的第一个要解决的问题就是巨大的水压。马里亚纳海沟最深处达到10908米，此处的水压达到了1000个大气压级别，约等于一个指甲盖上同时站立2000头大象。因此只有使用最坚固的材料和最高端的工艺，才能制造出不被巨大水压挤碎的深水潜水器，从而完成深海探测任务。

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机械手抓取海底沉积物样品(图源：央视新闻)

虽然海斗一号不是一个“载人潜水器”，但利用其搭载的具有完全自主知识产权的全海深机械手，“海斗一号”完成了多次万米深渊坐底作业，在国际上首次利用七功能电动机械手完成了深渊海底样品抓取、沉积物取样、标志物布放、水样采集等科考作业，获得了第一手的深渊专属性物理、化学、地质及生物相关数据。

海斗一号也利用全海深高精度声学定位技术和机载多传感器信息融合方法，首次完成了对挑战者深渊最深区域的巡航探测与高精度深度测量，获取了完整的全海深剖面与深渊海底的温盐深、深度剖面洋流变化等数据，为全球研究深渊水团特性的空间变化规律、深渊底层洋流结构等，提供了最新的数据资料。

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机械手在下潜最深点布放沈阳自动化所所标标志物(图源：央视新闻)

同时利用海斗一号搭载的高清摄像系统，科学家们还获取了不同作业点的深渊海底地质环境、深渊底栖生物运动、海沟典型地质环境变化等影像资料，为我国深入研究和探索深渊地质环境特点和生物演化机制提供了宝贵的研究素材。

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“海斗一号”拍摄到的万米海底岩石照片（图源：中国科学院沈阳自动化研究所）

如习总书记所说“海洋是高质量发展战略要地。要加快海洋科技创新步伐，提高海洋资源开发能力，培育壮大海洋战略性新兴产业。”世界发展水下机器人用了60年，而中国的水下机器人事业不过30余年。我们虽然是大洋钻探的新人，但是永远可以相信中国人的力量，我们面向未来，把握海洋脉搏，从战略高度关心海洋、认识海洋、经略海洋。

作者丨张一帆 天津大学海洋学院海洋融媒体中心

审稿丨王洪亮 高级工程师

文章由腾讯“全民爱科学”团队推出

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