我们为什么去深海？揭秘480米深潜实验内情

2010年09月28日 19:00:13 　来源： 瞭望东方周刊 【字号大小】【留言】【打印】【关闭】



《瞭望东方周刊》2010年第39期封面
去深海
480米深潜实验内情
饱和潜水的巨大经济、军事战略价值，都值得国家的巨额投入、科研人员的艰苦攻关和潜水员的牺牲奉献
《瞭望东方周刊》记者郑文浩 | 上海报道
深潜400米，人类必须突破一个“转折点”---进入人体耐受的极限区域，生理负荷迅速升高。中国人，第一次走进这个极限区域，并将模拟深潜的纪录定格在480米。
9月6日，四名潜水员结束了饱和潜水高压实验舱内19天的模拟水下生活，平安出舱。他们的中枢神经功能、体能智力、心理情绪和呼吸、脉搏、血压、体液等各项生理指标正常，感觉良好。
在潜水员的蓝色工作服上，清晰印着这次实验活动的代号“潜龙”。《周易》有云：“飞龙在天、潜龙在渊。”在人们对航天英雄耳熟能详之时，“潜龙在渊”的水下勇士，以及他们所代表的深海潜水研究，同样值得注目。
在商业潜水中应用的饱和潜水技术已比较成熟，300米以浅饱和潜水已经广泛应用，而超过400米的所谓大深度潜水，有着不同的含义。近20年，德国、日本在大深度饱和潜水方面做了大量工作。日本平均每年一次进行大深度饱和潜水实验和训练；德国则认为，超过400米，更强调其军事意义。
英、美、瑞士、挪威、法、德、日本、俄罗斯等八国已先后突破400米深度。此次中国人向480米深度所作的尝试，刷新了模拟饱和潜水载人实验的亚洲纪录，使中国成为世界上第九个掌握突破400米深度、潜水员直接暴露在高压环境下作业技术的国家。
实施本次实验的海军某医学研究所政委黄孝虎告诉《望东方周刊》记者，这一实验围绕着海军战斗力建设、围绕着国家的海洋战略推进，旨在为潜艇事故援潜救生提供技术储备；同时，也可大大提高国家的海洋开发能力。
事实上，在不久前的墨西哥湾海底漏油事件发生后，中国企业开始关注深潜技术---一旦海上油井出事，要封堵，除了装备，还要有人下去保障。
人类能触摸多深的海底
上世纪50年代开始，核潜艇、海上石油开发等军事和民用技术的推进，海上航运业也随着大战后的经济复苏而勃兴。但问题也同时出现：战略意义的潜艇一旦在海中失事怎么办？水面船舶一旦失事该如何打捞？这些都离不开一批人---具备深水作业能力的潜水员。从人体结构来讲，具备承受一定水下压力的能力，经过训练的潜水员承压能力更强。但人类在潜水时也发现了一个死敌---减压病。
简单来说，在几十米的水下，人呼吸压缩后的普通空气就行。但随着深度增大，水下呼吸普通空气，其中的氮气在高压下易引发“氮麻醉”，而且呼吸阻力也随水压增大。这时只能呼吸氦等惰性气体和氧的混合气体来进行更深的潜水作业。而惰性气体吸入后会融进人体血液，这就决定潜水员在水下作业时间越长，上浮减压的过程就越长，潜水作业效率将大大降低。如果不按规程进行减压，溶解在体内的惰性气体将在潜水员的关节或身体组织中形成气泡，会造成严重的减压病，甚至会危及生命。
“我们海军的一些潜水老前辈，当初的拼命精神非常令人震撼，他们不但在水下艰苦工作，而且还要忍受长时间水下缓慢减压的过程。”一位参与实验的潜水员告诉本刊记者。
无论是潜艇救援还是水下打捞，总需要时间越短越好。然而为了避免潜水减压病，反倒限制了潜水员的工作效率。实际上，人类能在水下待多长时间，能潜入多深，不仅取决于高气压对机体的作用，也决定于潜水效率。能不能创造一种环境和条件，避免潜水员每次水下作业后繁琐的减压程序，使减压时间并不随着水下作业的延长而增加，就成了大深度潜水的核心问题。
1957年，美国海军潜水生理学家邦德提出了“饱和潜水”的概念。即潜水员在高气压下长时间暴露，体内各组织体液中所溶解的惰性气体达到完全饱和，使潜水员可以停留在高气压下几天乃至几十天，反复、长时间进行水下作业，待预定作业任务完成后，一次减压出水。
而且科学家还发现，从饱和潜水深度继续向更大深度下潜，在一定深度时程范围内返回原深度，可不经过减压的程序。这就是巡回潜水的概念。
以中国模拟饱和潜水实验为例，480米为模拟饱和潜水深度，493米则是巡回潜水的深度。
美法两国对“饱和潜水”的成功实践，极大促进了深海水下作业的发展。1988年，法国进行了一次饱和—巡回潜水实潜试验，潜水员在地中海水下534米海底完成有效作业任务，这是人类不借助深潜器真正到达的最深水下深度。“饱和潜水”功不可没。
半世纪前沉没的万吨巨轮
美国人首先提出了“饱和潜水”的概念，因此美军不但很快进行了一系列有关“饱和潜水”的实验，而且在1962年成功组织了代号“人在海中”系列试验。这是世界第一次海上饱和潜水试验，成为开拓海洋内层空间的先驱。
几乎同时，法国在1962年也组织了代号为“大陆架—I”的海上饱和潜水实验。
美法两国在该领域的竞争长达20多年。1981年，美国完成“亚特兰蒂斯 III”饱和潜水模拟实验，三名潜水员在模拟686米的深度停留了24小时，在650米的深度整整待了7昼夜；而7年后，法国就在地中海完成了深度为500米的饱和—534米巡回潜水实潜试验，在1992年又实现了模拟深度701米，这个纪录至今无人打破。
随着饱和潜水技术的成熟，一些发达国家例如瑞士、挪威、德国、日本也投身其中。相对于美法两国的纪录竞争，他们或侧重海洋开发的经济利益，或出于海上战略位置的考虑，更注重通过饱和潜水实践，培养大批熟悉这一技术的潜水员。例如瑞士、挪威、德国进行过多次饱和潜水试验，目前在商业海上救援、深海打捞领域已经具备顶尖实力；而日本则保持着450米的海上实际饱和潜水亚洲纪录。
中国饱和潜水起步较晚，但发展迅速。海军某医学研究所政委黄孝虎对记者说：“我们医学研究所的成立研究方向之一，潜水科学。该学科的发展，完成了一系列重大军事和民用潜水作业任务，如1963年的‘跃进’号沉没原因的探摸。”
1963年5月1日，我国自行设计制造的第一艘万吨级远洋货轮“跃进”号，在由青岛驶往日本门司港的途中沉没。在冷战背景下，这艘巨轮的沉没原因备受关注，勘测调查因而格外关键。
海军医学研究所的科研人员研制了我国空气常规潜水的潜水技术、减压方案，保证了该任务的圆满完成。在进行该项工作时，得到了国家领导人的直接关切，推动了潜水技术和潜水医学研究领域的新进展。而随着我军潜艇等装备的不断更新，潜艇救援成为不容回避的问题，也需要相应的大深度潜水技术，特别是饱和潜水技术。
1976年，这家海军医学研究所建立了我国第一座饱和潜水实验舱，并在国内首次将饱和潜水实验研究过渡到人，进行了模拟空气饱和潜水实验。尽管模拟深度只有30米，却培养了我国第一批饱和潜水潜水员、生命支持系统技术人员和医学保障人员。
1987年，中国又进行了首次氦氧饱和潜水海上人体实潜，巡回潜水深度达—100米。
1989年，这家研究所在500米饱和潜水系统进行了模拟350米氦氧饱和－374米巡回潜水人体实验，高压下暴露20天，创造了当时的亚洲模拟饱和潜水纪录。
2001年，在海军医学研究所的协助下，我海军南海某部成功地进行了海上150米饱和—182米巡回潜水训练。
2006年底，中国完成首次海上商业饱和潜水作业(96米饱和－105米巡回潜水)，12名潜水员在深海高压中生活了390个小时，出潜28人次，工作时间长达126个小时，完成油田油管更换，实现了饱和潜水从模拟试验转化为商业作业的跨越。
而此次中国模拟480米氦氧饱和潜水实验成功，再度使中国在大深度潜水上占据亚洲的领先地位。
本刊记者第一次近距离接触到这四位潜水英雄，潜水员孙志江说：“这次实验虽然是我们四个人进舱，但参与选拔的12个潜水员都是好样的。在我们背后，还有一大批医学科技人员的奉献。”

提升中国深海军事能力：400米饱和潜水获突破
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