機器人潛艦
 

 
機器人潛艦的構造
 

 
機器人潛艦下潛的位置

　　據英國媒體報道，美國伍茲霍爾海洋研究所研製的「海神」號機器人潛艦正做著最後準備，目標是潛入海洋最深處。如成功的話，「海神」將是拜訪太平洋11000米深的「挑戰者深淵」的第一個自動工具。之前只有兩種其他工具拜訪過這個地方，但這兩種工具都由人操作。

　　在一系列深海潛水之後，造價500萬美元的「海神」號潛艦將於5月底開始嘗試訪問「挑戰者深淵」。「海神」的設計者之一、伍茲霍爾海洋研究所的安迪·伯文說：「我們不是使用這種工具一頭扎入泳池底部，我們可能是先蘸蘸腳尖。我們會下降到1000米，4000米，8000米，然後深吸一口氣，看我們是否能到達11000米。」

　　南安普頓英國國家海洋學中心深海平台組負責人伊恩·魯斯把這項工程描述為「一項偉大的科技挑戰」。他說：「因為『海神』的設計，所以到達在不到6500米深的地方，很多工具的表現都比『海神』更優秀，但是，從6500米到11000米，『海神』成為了這片舞台的主角。」

　　其他工程組，尤其是英國、法國、俄羅斯和日本的工程組也將饒有興趣地注視著這項任務。魯斯說：「『海神』工程組在設計和建造其他水下工具方面有著豐富的經驗，所以，他們會取得成功我絲毫不懷疑。」測試將在5月23日到6月6日之間的一次研究巡航中進行。

　　深海記錄

　　「挑戰者深淵」位於西太平洋關島附近的馬裡亞納海溝，是太平洋最深的部分。「挑戰者深淵」深11000米，是地球上最深的地方，比珠穆朗瑪峰的高度還要深2000米。該深度的壓力是大洋表面的1100倍。其結果就是一直以來只有兩種工具到達過它的這一決定性深度。伯文說：「從工程角度看，建造在這種極端環境下的運行工具是一項很大的挑戰。」

　　1960年1月，雅克·皮卡和唐·沃爾什駕駛瑞士製造的深海潛艦「裡雅斯特」號進行了第一次也是唯一一次「挑戰者深淵」的載人下潛。潛水器是一個直徑為2米的鋼球，鋼球懸在長15米的一個巨型油罐下面。在9小時的任務中，兩人只在洋底停留20分鐘，並測量出下潛的深度為10916米。之後再也沒有載人潛艦下潛到這一深度。

　　35年後，日本的遙控潛艦「海溝」號出現在「挑戰者深淵」，並創下10911米的無人探測的深度記錄。它也再次發現了沉積岩心，拍到了許多生物照片，包括海參、蠕蟲和蝦。與「海神」不同的是，「海溝」必須依靠一根與水上船隻相連的纜繩才能獲得動力和得以控制。2003年，因與水面船隻相連的纜突然斷裂，日本的「海溝」號潛艦在一次潛水中神秘失蹤。

　　會變形的潛艦

　　目前，潛水最深的潛艦能下降到6500米深的海底，可讓科學家到達海底的95%。「海神」的目的是讓潛水深度完善到100%，與此同時，它還能讓科學家勘測比其他潛艦如「海溝」號勘測更大範圍。它還能根據任務類型變換兩種不同形狀，自泳式潛艦和帶纜式潛艦。

　　伯文解釋說：「這種自動潛艦，正如它的名字一樣，它是自動的，無需船上人類操作員進行操作。」「海神」能執行預定的任務，繪製海底地圖。伯文說：「它是一種有著板上智能的帶電池的工具……，能通過使用化學傳感器、聲納和數字攝影找到特別重要的區域。」

　　完成任務後，「海神」會自動回到船上，變身為水下搖控作業載具。這一變形包括增加一個機械臂，允許「海神」收集樣本和使用工具，和增加一根40000米長的纖維光纖光纜，科學家可從船上控制潛艦。潛艦兩種模式的轉變發生在船上，需要大約12小時。

　　壓力計

　　雖然混合動力工具的設計一直存在，但是「海神」號潛艦將是拜訪真正洋底的第一種工具，它還將是目前運行的擁有這種能力的唯一工具。為了實現這一目的，工程組必須使用新技術和新材料。

　　伍茲霍爾海洋研究所的克裡斯·格曼說：「我們必須摒棄幾十年來一直使用的幾乎所有現有技術。」例如，工程組必須廢棄帶纜潛艦的傳統纜。他說：「它們一般有鋼套筒、用於導電的銅和用來收集數據的光導纖維。但這些都沒用，因為我們無法建造能下降到11000米深處不斷裂而且還足夠靈活以致能讓我們在洋底來來去去的足夠強韌的纜。」

　　他表示，因為這些諸多限制，日本的「海溝」號潛艦的機動性就受到了限制，而且需要定制船隻來釋放厚重的把潛艦和船連在一起的纜。而「海神」使用可再充電的類似筆電上用到的鋰離子電池供電和髮絲寬度的光纖光纜用於控制和遙感勘測。每充一次電「海神」號潛艦就可潛水20小時。此外，工程組還用新的輕量級材料取代傳統的用於建造類似潛艦的材料，如鈦和玻璃。格曼教授解釋說：「我們有格外薄壁而輕量級的陶瓷材料……，它一定能經得起巨大壓力。」

　　地震帶

　　但是，這項任務可不只是為了驗證新科技。科學家希望使用這種新工具探測深海秘密。伍茲霍爾海洋研究所生物學家蒂姆·謝克說：「我想我們就快看到各種新的生命形式了。我們將看到新的生命環境、新的物種和新進化的生物。」

　　他補充說，之前在較淺深海的發現已經教會科學家「期待意外驚喜」。他說：「在大西洋洋口發現成群結隊的沒有眼睛的蝦。」這種蝦的背部有一種U字形感官結構，謝克教授解釋說，那可能是用來感受熱度。他說：「誰也不會想到蝦能進化成這樣。」

　　地質學家還希望使用這種工具直接研究具有破壞性的地球過程，如洋底殼循環成為地球內部一部分的地方。格曼教授解釋說：「我們能研究形成新洋底殼的海中央山脊，但是我們不能以同樣的方式研究另一端。」俯衝帶常沿太平洋邊緣分佈。在俯衝帶，洋底殼被衝入漂浮的陸殼下面。

　　「挑戰者深淵」所在的馬裡亞納海溝是太平洋板塊插入馬裡亞納板塊下形成的。格曼教授說：「因此，它位於這些已知的世界上最大的地震的隱沒帶中，這些區域可能相當重要。」