蛟龙深海拓权

　　虽然中国尚未能摆脱深海装备技术的制约，但伴随“蛟龙”号成功下水5000米和新的多金属硫化物矿区申请获批，中国深海蓝图已铺向更深更远

　　《财经》记者 孙滔

　　“十二五”开局之年，中国探索开发国际海底区的雄心渐露，“蛟龙”号下潜与成功申请到新的多金属硫化物矿区专属勘探权和优先开发权使其步调更显清晰。

　　8月1日，中国“蛟龙”号载人潜水器在东北太平洋海域下潜到最大深度5180米，完成了沉积物取样、微生物取样、热液取样器ICL功能测试、标志物布放、6971通信测距等作业，进一步验证了载人潜水器在大深度条件下的作业性能及稳定性。

　　值得注意的是，“蛟龙”号下潜位置正在中国大洋矿产资源研究开发协会(下称中国大洋协会)多金属结核勘探合同区内。该海域不但深度适合，更重要的是，早在2001年中国大洋协会和国际海底管理局曾签订合同，中国获得在东北太平洋7.5万平方公里范围内可进行多金属结核专属勘探权和优先开发权，该合同签订之后，“蛟龙”号随之立项研制，此次下潜亦可算对该区域的勘探行动之一。

　　而恰在7月20日，国际海底管理局理事会又审议通过了中国去年提交的西南印度洋多金属硫化物勘探区申请，这是一块约1万平方公里的具有专属勘探权和优先开采权的多金属硫化物勘探区。预计“蛟龙”号也将成为此海域矿藏勘探的主力之一。

　　中国大洋协会秘书长、载人海试领导小组副组长金建才告诉《财经》记者，长远来说，勘探区申请是基础性工作，这些矿区为“蛟龙”号应用提供了场所。

　　“集大成者”

　　“蛟龙”号载人潜水器成功下潜5000米级水深，意味着中国有能力到达占全球面积70%的海洋深处进行探索。

　　此前深海技术远非中国强项，在“蛟龙”号立项之初，中国曾经研制过的最深载人潜水器只有600米。

　　2002年，科技部将“蛟龙”号深海载人潜水器研制列为“863”计划重大专项，项目由国家海洋局组织，中国大洋协会作为业主，会同中船重工集团公司七二所、中科院沈阳自动化所、中科院声学所等国内约100家科研机构和企业联合攻关，技术以引进消化吸收为基础。

　　“蛟龙”号长为8.2米，宽3米，高3.4米，型似鲨鱼，稳定翼呈X状布置，推进器提供不同方向的推力矢量。空气中重量约22吨，有效负载220公斤(不包括乘员重量)。其功能有沉积物和浮游生物定点取样、富钴结壳区域小型钻芯取样、测量水温、获取水样、绘制高精度测深侧扫地形地貌图、特定目标(如沉船等)的照相和摄像、深海装置的定点布放与回收、海洋结构物(如管道和电缆等)的维护与检查等诸多方面。对于其是否涉及军事用途，相关人员未提及。

　　“蛟龙”号是一个极为复杂的系统集成，仅声学系统就包括：水声通信机、高分辨率测深侧扫声纳、避碰声纳、成像声纳、声学多普勒测速仪等，这些就像“蛟龙”号的眼睛、嘴巴、耳朵等器官，为其提供通信、测速、障碍物探测和地形地貌探测等功能。控制系统相当于“蛟龙”号的“大脑和中枢神经”，以采集载人驾驶员的操作指令及各种传感器的反馈信息，通过控制系统的分析和判断，输出指令控制各种执行机构，使潜水器完成各种动作，同时又将全部信息进行存储，重要信息在人机界面上进行显示，为潜航员驾驶和指挥员决策提供参考依据。

　　此次，“蛟龙”号配置的水声通信机和高分辨率测深侧扫声纳的核心技术皆为中国科学院声学所研发，已获得多项中国和美国发明专利。据“蛟龙”号的第一副总设计师、中船重工第七二研究所副所长崔维成向媒体透露，从“蛟龙”号部件数量比例而言，目前的国产化率达到58.6%，只有非核心零部件进口。

　　不过，在研究人员的表述中还是强调了“自行设计、自主集成”，这表明该潜水器是一个集大成者。

　　崔维成和“蛟龙”号总设计师徐芑南等人在2008年曾撰文表示，对于潜水器来说，无论是载人的还是无人的，最核心的技术实际上是总体设计和集成技术。国外很多潜水器设计公司把设计和集成技术当做他们的技术秘密，而所用设备均用采购方式或委托他人研制。

　　崔维成等人坦承，尽管该深潜器是中国自己设计，但主要关键设备借助国际合作。中国通过该项目购买和调试引进的设备，基本上掌握了其原理，如水下电机、水下推进系统、液压源、高压海水泵等。另外，在钛合金超塑成形加工和深海浮力材料加工等关键技术方面也进行了配套的国产化研究。

　　水下装备研发并非易事，其挑战主要来自水下恶劣的环境，如低温高压。水下5000米的压力相当于500个大气压，这就要求装备体积小、质量轻、耐海水高压和腐蚀，还要配备完善的生命保障系统。

　　“蛟龙”号副总设计师刘涛告诉《财经》记者，每次下水，都要分阶段试验，需要根据现场感受来完善。如高清视频摄像机和灯光都曾遇到不同程度的障碍，均需在实际摸索中解决。

　　刘涛分析，相比国际上现有的大深度载人潜水器，“蛟龙”号独特之处在于：其一，近底自动航行功能和悬停定位功能，比如海底有火山喷口，就需要悬停进行目标搜索和定位；其二，具有高速水下通讯功能，可以将潜水器在水下的语音、图像、文字等各种信息，实时传输到母船上，母船的指令也可以实时地传给潜水器；其三，高效能源，其所配置的充油银锌蓄电池容量很大。一个重要特征就是，能够在悬停状态下工作15分钟，而水下悬停耗费电能很多。

　　深海壁垒

　　当前，法国、俄罗斯、日本、美国等已研制成功世界仅有的七艘6000米级深海载人潜水器。国家海洋局第一海洋研究所研究员丁永耀分析，日本在载人潜水器方面是领先的，其在上世纪90年代初发展的载人深潜器SHINKAI 6500就达到6500米深度，主要因为日本岛的生存环境所致，需要进行地震带的观测以及资源勘测。

　　国家海洋局前局长孙志辉接受新华社记者采访时曾表示，尽管中国已相继研制出6000米无人无缆自治潜水器、3500米无人缆控潜水器、电视抓斗取样器、深海侧扫声呐和浅地层剖面仪等设备，但中国深海技术领域面临着许多困难和不足，特别是调查船舶和装备能力严重不足。这刻画的正是“蛟龙”号遇到的问题。

　　“蛟龙”号的支持母船是由地质考察船改装而成的“向阳红09”船。刘涛对《财经》记者表示，这只是临时性的试验用船，专业母船还待立项建造。

　　“向阳红09”船龄已经超过30年，其噪音问题致使水声通信质量受到干扰。为了确保“蛟龙”号和母船间指令、数据和图像通信正常，在潜水器下潜期间船长只能被迫关掉母船上的一台主发动机，原因之一为噪声大，影响水下通讯。

　　完成水下通讯的一个重要零部件就是传感器。对此，中国科学院遥感应用研究所研究员郭子祺分析，中国在传感器研制方面不佳，所需部分传感器为国外进口，然而只有自己制造，研究人员才能精确分析、处理数据，否则会遇到难以分辨噪音的尴尬情况。

　　传感器研发滞后已在业内呼吁多年。由此亦可见，深海技术虽然是制高点，但高新技术装备研发不易，有些需要很长的研发周期。

　　丁永耀说，“我们的海上有效工具要少得多。”据公开资料，中国在海底勘探中使用的主要高新技术仪器设备中，多波束测深系统，系自美国引进，该系统可高效、精确地测量海底地形，通过其后处理系统，同步进行地形图绘制；深海拖曳观测系统，亦引自美国，该拖曳系统水下有拖体，拖体内装有摄影机、照相机、侧扫声呐、浅地层剖面声呐、测深测高声呐等，可进行大面积观测勘探。

　　其实，在中国申请多金属硫化物矿区勘探过程中，给予支撑的是“大洋一号”远洋科学考察船。“大洋一号”系1994年7月由中国大洋协会从俄罗斯远东海洋地质调查局购买，是一艘5600吨级考察船，曾是前苏联的一艘海洋地质和地球物理考察船。中国大洋协会秘书长金建才称，即使如此，这头“老牛”目前仍是中国的主力舰。

　　在2002年做了一次现代化改装后，“大洋一号”新增动力定位系统、网络系统以及先进的深海调查设备和系统化的实验室布局，船上共有十多个实验室，分布在三四层船舱。今年8月5日，“大洋一号”船在东太平洋洋脊南纬3.1°附近发现了热液硫化物区，并成功取得热液硫化物样品。

　　《财经》记者获悉，国家正在筹备“大洋二号”等考察船的建造立项。中国也已研制了6000米水下多金属结核观测系统，其所载观察设备与深海拖曳观测系统类似，只是作业方式不同。

　　丁永耀说，中国之前基本上是以传统的方法去了解海底情况，如拖网，但效率极低。如今，载人深潜器身临其境地去观测，更准确更深入。

　　深海开发不仅需要载人潜水器，亦需要保障和支撑基地，青岛市所辖即墨市鳌山卫镇正在建设国家深海基地管理中心，“蛟龙”号将入驻于此。丁永耀对这个基地甚为看好，他忆及1991年被邀请到日本参观潜水器，令人叹服的不仅是其周全的检测设备，更重要的是其后勤优异的表现，“有码头维护，一大批技术人员在做支持工作，下潜三个人，起码有五六十个人为其服务”。

　　一位接近国家深海基地管理中心的人士透露，基地选址青岛并不算理想，因其距深海太远，而南海“一个小时出去就是1000米的深海”，只是由于其国际争端较为敏感，只好舍近求远。

　　深海“圈地”

　　“蛟龙”号此次下水亦带回5000米海底锰结核样本。中国自上世纪70年代中期开始进行大洋锰结核调查。1991年3月，得到15万平方公里的大洋锰结核矿产资源开发区，同时继印度、法国、日本、俄罗斯之后，成为第五个注册登记的大洋锰结核采矿“先驱投资者”。

　　8月2日，中国大洋协会宣称，中国再获1万平方公里具有专属勘探权的多金属硫化物资源矿区。这是自国际海底管理局2010年5月7日通过《“区域”内多金属硫化物探矿和勘探规章》后，接受和核准的第一份矿区申请。

　　中国所要勘探的这片矿区位于西南印度洋中脊，限定在长度990公里、宽度290公里的长方形范围内。这也是继2001年在东太平洋获得7.5万平方公里多金属结核资源勘探合同区后，中国在国际海底获得的第二块享有专属勘探权和优先开采权的海底矿区。

　　多金属结核是研究较多和关注度较高的深海矿产资源。多金属结核由铁、锰的氧化物以及淤泥矿物的自然积聚形成，主要是锰结核、铁结核、硅结核和碳结核等。而多金属热液硫化物含有锌、铅、金、银等多种元素，一般形成在水深至3700米处。

　　深海矿区不同于陆地上的圈地。深海采权理论上不影响其他国家的其他海洋活动。区域获批原则是先来先得。但任何国家没有主权，只能由国际海底管理局来管理。根据《联合国海洋法公约》规定，国家管辖范围以外海域内资源的一切权利属于全人类，由国际海底管理局代表行使。

　　“国际海底管理局对我们的财力和技术没有疑虑，主要考虑是环境问题，尤其是国际海域的生物多样性问题。”金建才表示，未来开采要有环境预警原则，比如，今后的商业开采区域不应该在活动的热液喷口。热液即当洋壳断裂或裂隙形成的高温流体会高速喷至海底，与海水接触混合后喷发。因为热液喷口的生态系统较为特殊，且脆弱，国际社会对此尤其关注。

　　此次获得核准后，中国大洋协会将于年内与国际海底管理局签订为期15年的勘探合同，并依照合同，履行开展有关环境监测、环境基线调查与研究、培训发展中国家的科技人员等义务，且未来中国还要完成75%勘探区面积的放弃，即在拿到许可，履行合同规定的勘探等之后，需要确定出25%为具有商业开发价值，其余的75%区域需放弃开采权。

　　金建才表示，这是促使签约方早投入的特定机制，“‘蛟龙’号去东太平洋下潜，正是为了履行考察、勘探义务。”