2020年9月19日，由中國科協科普部、中國科協青少年科技中心、中國科學技術館、中國科普作家協會、中國科學院大學科協共同指導的“全國科普日”特別直播活動在中國科技館圓滿舉行。
在第二場“入海”場，蛟龍號潛水器試航員劉燁瑤、通信博士張弛分別就“深潛”和“水下通信”做了精彩介紹。來看一下吧！
以下文字根據直播內容整理：
地球表面71%的面積都被海洋覆蓋著，這也是為什么我們的地球從太空看來是一顆藍色星球。然而，雖然人類的足跡已經遍布地球上許多人跡罕至的角落，我們探索過的海洋區域大概還不到10%，而且這10% 主要集中在大陸架附近，對于真正的深海，人類探測的非常少，那里是廣袤的未知。
我們知道，世界上最深的地方是在馬里亞納海溝，深度可以達到11034米。除此之外，大洋深處還有很多海溝，地球上的十大海溝深度都超過了九千米。“蛟龍號”載人潛水器試航員劉燁瑤介紹說，目前國際上只有五個國家擁有這種大深度載人潛水器，可以到達六千米以下的海底去進行科學考查。中國已經有兩臺載人潛水器——“蛟龍號”和“深海勇士號”，在太平洋、印度洋進行過上百次科學考查。
那么，載人潛水器有哪些奇特的發現？它們在海洋深處探測到了什么？試航員搭載著潛水器在深海潛行是怎樣一番奇妙體驗呢？
“蛟龍號” 載人潛水器。|圖片來自網絡
生活在空氣里的我們似乎習慣了將四面八方的景色盡收眼底，但如果你嘗試過海邊浮潛，或許會發現，在海洋中十幾米的深度就看不清楚了。事實上，由于海水對可見光的散射，當我們在大洋深處下潛的過程中，一旦到達大約二三百米的深度，就會變得漆黑一片，由此一直到海底都是伸手不見五指的黑暗狀態。
在如此漆黑一片的深海中，潛水器要如何航行呢？
通信網絡產業觀察者、筆名“奧卡姆剃刀” 的科普大V張馳介紹說，在海洋中，電磁波衰減得很厲害，但長波仍然可以穿透到海下幾十米的深度，潛艇利用的就是長波通信。但是，像“蛟龍號”這樣的深潛器動輒下潛到幾千米，這樣的深度即便長波也無法穿透，只能借助聲波，水聲通訊是深海中唯一的辦法。
蛟龍號的背部就安裝有水聲傳感器，這是一種聲能傳感器，能夠將文字、圖像等信息經由電信號轉換為聲信號在海水中傳播。另外，蛟龍號的腹部也安裝有聲吶。運載深潛器并為之提供支持保障的母船會將一個吊籃沉到水中，如果深潛器位于海洋中很深的地方，背上的水聲傳感器負責跟吊籃通信，如果深潛器高于吊籃，則通過腹部的聲吶通信。
依靠這些技術，潛水器就可以很好地進行深海探測。“蛟龍號”和“深海勇士號”在太平洋和印度洋中潛行，進行自然資源、地質生物學等各個方面的科學考察活動，比如采集海水、泥、礦產樣本，還有在南海探索冷泉生態系統。冷泉是海底像噴泉一樣的泉口，硫化氫、甲烷等氣體和海水滲漏出來，附近的生物賴這些礦物質為生，而非依靠光合作用，從而會形成獨特的生態系統。
由于深海比陸地面積大得多，而且人類至今仍然沒有開發過深海，所以深海中蘊藏的能源可能比陸地上要多。因此，探索深海或許會對應對日益嚴峻的能源危機有所幫助。
不過劉燁瑤解釋說，目前的潛水器還不具備大規模開采的技術能力，主要從事的仍然是探索工作，希望為未來的技術需要打下堅實的基礎。此外，載人潛水器也為我們提供了一種探測海底的手段，可以讓各個領域的科學家研究深海的奧秘，甚至親自搭載潛水器一窺深海的奇特景觀。
“深海勇士號”載人潛水器。|圖片來自網絡
除了作為“蛟龍號”的試航員，劉燁瑤也是“深海勇士號”的主任設計師，他曾搭載“深海勇士號”在南海下潛到三千多米深處。他介紹說，在海里每下潛十米就會升高一個大氣壓，三千米的深度就相當于要承受三百個大氣壓。
要下潛到如此深度，潛水器是否需要像氣球一樣從內部加壓來抵抗外部的壓力？潛水器內的試航員是否要像太空宇航員一樣，穿著類似宇航服的東西來抵抗外部巨大的壓力呢？
劉燁瑤介紹說，潛水器實際上主要依靠各種耐壓技術，比如利用鈦合金等特殊材料，并且進行獨特的結構設計等，來幫助潛水器球殼承受巨大的壓力，在載人艙里營造出常溫常壓的狀態，讓人們可以正常生活。
而且潛水器里的生活也不像船上那樣顛簸。海面上波濤洶涌時，船上的人會被顛來倒去，辛苦異常。但只要下潛到深處以后，海面上的波濤洶涌就與潛水器沒有多大關系了，海底其實異常平靜，海水流動比較平緩，不會有劇烈的沖擊。因此，在載人艙中跟陸地上差別并不是很大，只是不再有白天黑夜之分。而他們一次作業的時間一般都控制在大約10個小時以內，會集中精力完成各項任務然后返回，所以并不會因為晝夜消失而受到太大影響。
除了探索中國的領海，潛水器也可以深入到更廣闊的公海。而且到目前為止，中國還沒有探索過萬米深度的馬里亞納海溝。未來的深海探測仍然有著廣闊的前景。（梁金）
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