在近期熱播的國(guó)產(chǎn)科幻大片《流浪地球2》中，人物圖恒宇和馬兆在水下使用的潛水動(dòng)力甲引起了很多觀眾的興趣，對(duì)此的討論也十分熱烈。很多觀眾都很好奇，人是否真的有可能在如此深的水下正常工作。事實(shí)上，影片中出現(xiàn)的潛水動(dòng)力甲，其科技水平和現(xiàn)實(shí)并不遙遠(yuǎn)。

（圖為《流浪地球2》中的潛水服）

早期人類深潛的嘗試

(資料圖)

人類對(duì)于深水的挑戰(zhàn)，始于需要通過海產(chǎn)獲取食物和收入的年代。最早的人類潛水活動(dòng)，往往只限于淺海，通過憋氣和呼吸管獲得一定的在水下活動(dòng)的能力。這種工作方式不具有太多的水下觀察能力，在水下活動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)和深度也非常有限。到了17世紀(jì)末，歐洲開始使用潛水鐘作為潛水工具，以獲得更久的水下工作時(shí)長(zhǎng)，更大的工作范圍和工作深度。有一些設(shè)計(jì)還為潛水者準(zhǔn)備了小型的頭戴式潛水鐘，聯(lián)通到大型潛水鐘內(nèi)，這可以看作現(xiàn)代潛水服的雛形。

（圖為早期潛水頭盔）

人類第一套成型的封閉式潛水裝具誕生于1715年，出自一位法國(guó)貴族，他設(shè)計(jì)的潛水服由完全貼合封閉的頭盔和玻璃制成的觀察窗構(gòu)成。有分離的空氣進(jìn)入和二氧化碳排出管道，為潛水員提供源源不斷地新鮮空氣。1819年，德國(guó)人生產(chǎn)了第一套完全隔水的潛水服，潛水員不需要再忍受海底的低溫，可以內(nèi)穿干燥的衣物保暖工作。頭盔的設(shè)計(jì)也越來(lái)越多的考慮壓力耐受能力，以保障潛水員可以在海底正常的呼吸。

走向深海之路

1860年，法國(guó)人制造了人類史上的第一款獨(dú)立供氧的潛水服，潛水員能在水下工作的時(shí)間得以延長(zhǎng)，對(duì)于岸基保障的要求也進(jìn)一步降低。而隨著工作時(shí)間的不斷增加，人們也逐漸摸索出了一些應(yīng)對(duì)海底高壓的方法，比如可以通過階段加壓和階段緩慢減壓逐漸下潛到更深的深度。直到這時(shí)，人類本身身體素質(zhì)的限制逐漸顯現(xiàn)，肉體凡胎很難承擔(dān)過高的水壓，制作潛水“鎧甲”，在更大水壓下工作成為一種期盼。到了1979年，世界上第一套硬殼氣壓潛水服——紐特潛水服（“Newtsuit”）被加拿大人紐特發(fā)明，成為了石油、打撈、科考和軍事領(lǐng)域的首選產(chǎn)品。

（圖為早期潛水服）

紐特潛水服不同于此前出現(xiàn)的隔水或非隔水潛水設(shè)備，他為潛水員提供了一整套的耐壓“盔甲”。我們知道，隨著潛水的深度不斷增加，水壓也會(huì)越來(lái)越高。人身體的抗壓能力是有限度的，理論上人體在無(wú)保護(hù)裝置的情況下能承受的最大壓力相當(dāng)于16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，按照水深每增加10米增加1個(gè)大氣壓換算，人類無(wú)裝具深潛的極限在160米左右，普通人潛水的耐受深度大概在10至15米，當(dāng)水壓提高到一定程度，即便受過專業(yè)訓(xùn)練的潛水員也會(huì)嚴(yán)重受傷甚至死亡。而紐特潛水服即便在百米的深度，也可以維持潛水服內(nèi)接近海平面的氣壓，依靠堅(jiān)固的硬質(zhì)外殼承擔(dān)大部分水壓，讓潛水員得以深入之前從未涉足過的深海。

（圖為紐特潛水服）

而隨著科技的不斷發(fā)展和深海作業(yè)需求的增加，最早的紐特潛水服已經(jīng)不能完全滿足需求。早期的紐特潛水服基本沒有動(dòng)力，完全依賴岸基或者船載設(shè)備進(jìn)行保障，通過吊索下放到工作深度并進(jìn)行較大范圍的位移，肢體的活動(dòng)也比較僵硬。紐特潛水服的開發(fā)商隨后設(shè)計(jì)了紐特潛水服的下一代產(chǎn)品，Exosuit。這套系統(tǒng)擁有新的推進(jìn)系統(tǒng)和輔助操作系統(tǒng)，將噴水推進(jìn)器整合到了腳部，潛水員可以通過腳部動(dòng)作控制姿態(tài)，解放出雙手用于進(jìn)行機(jī)械操作。同時(shí)在自持力和工作深度上，Exosuit也進(jìn)一步得到加強(qiáng)，可以在350米的水深工作，并且擁有后方保障中斷下50小時(shí)的獨(dú)立氧氣供應(yīng)和二氧化碳吸收能力，提供了遠(yuǎn)超紐特潛水服的應(yīng)急處理能力和更大的深海工作自由度。

未來(lái)還是眼前

而《流浪地球2》中出現(xiàn)的潛水動(dòng)力甲，本質(zhì)上是外骨骼的動(dòng)力關(guān)節(jié)技術(shù)和硬殼潛水服的技術(shù)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了在空氣環(huán)境中幾乎沒有浮力，但是依然可以正常行走。細(xì)心的觀眾不難發(fā)現(xiàn)，影片里這套潛水動(dòng)力甲重達(dá)240千克，還可以強(qiáng)行掰開擠碎機(jī)器人的重壓門，說(shuō)明其動(dòng)力關(guān)節(jié)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)。

（圖為：紐特潛水服的下一代產(chǎn)品Exosuit）

從現(xiàn)有技術(shù)來(lái)看，輔助或者驅(qū)動(dòng)一套240千克的重型潛水服行走，并不是完全不可能。多個(gè)國(guó)家都有試驗(yàn)軍用和工業(yè)的外骨骼技術(shù)，其載荷能力都遠(yuǎn)超人類血肉之軀的水平。由于潛水服的重量主要由殼體材料和配重構(gòu)成，而配重大多可以在上岸前拋棄，其總體重量應(yīng)該是非常均勻的，相比于搬運(yùn)航空彈藥，工業(yè)大型零件，想要輔助人力操作重型潛水服的地面行走則容易得多。而較大尺寸的背包也可以容納較大的電池和生命維持系統(tǒng)，讓潛水員在海底的空氣區(qū)域中更持久的工作。

總的來(lái)說(shuō)，《流浪地球2》中的潛水動(dòng)力甲并非遙不可及。目前沒有在水下空氣區(qū)域中行走的需求，幾乎所有的硬殼潛水服工作都是在有較大浮力的水中進(jìn)行，潛水服的自重并不會(huì)過大的影響移動(dòng)，反而會(huì)被其龐大的體積產(chǎn)生的浮力大部分抵消。而如果真的有一天地球要去“流浪”，較短的時(shí)間內(nèi)人類想要拿出這樣的產(chǎn)品，并不會(huì)太難。

作者簡(jiǎn)介：黃天，媒體工作者，主要從事軍事、科普相關(guān)媒體工作，長(zhǎng)期研究冷戰(zhàn)軍事科技發(fā)展歷程

出品：科普中國(guó)

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

作者：黃? 天?（矛隼工作室）

審核專家：費(fèi)伯禹 （資深軍事內(nèi)容編審）

策劃：金 ?赫