2018年10月27日,西湖大學和上海海洋大學已正式簽署協議,雙方聯手合作,面向深海科技戰略目標和技術發展趨勢,共同開展探索性、創新性的應用基礎研究和關鍵技術研究;共同加快推進“彩虹魚”萬米載人深潛器及相關深淵科學技術流動實驗室項目的建設速度。

崔維成教授

作爲合作的標誌,“彩虹魚挑戰萬米深淵”項目負責人崔維成教授已於2018年9月19日全職加盟西湖大學,同時作爲上海海洋大學的兼職教授,擔任西湖大學-上海海洋大學深淵科學與技術研究中心主任。

探尋荒蕪之美

——專訪西湖大學深海技術講席教授崔維成

55的崔維成,一頭利落的短髮,在甲板上迎風而立,等待起航。

崔維成是誰?

於多數中國民衆而言,這個名字有點陌生。

他是中國第一艘載人深潛器“蛟龍號”的第一副總設計師;

他是中共中央、國務院授予的“載人深潛英雄”稱號獲得者;

他是“彩虹魚挑戰深淵極限”項目的總設計師。

2018年9月,崔維成全職加入西湖大學,受聘爲西湖大學工學院深海技術講席教授。兩個月後,他率領2018馬裏亞納海溝海試與科考團隊,向全球最深處進發……

此行他將向神祕深淵發起怎樣的挑戰?爲何他對這一方藍色水土如此執着?加入西湖大學之後,他又將如何續寫夢想?

出征前夕,我們有幸見到了他。

崔維成教授在“沈括號”上

Q1

此次科考的主要任務是什麼?

2016年12月,崔維成團隊自主研製的“彩虹魚”號深淵無人探測器,成功着陸11000米的馬裏亞納海溝最深處,使中國成爲世界上第三個掌握全海深着陸器技術的國家。此後,崔維成團隊全力推進“彩虹魚”萬米級載人深淵器的研發。

“這次科考,也是爲實現‘載人下潛’做準備。”崔維成說,“我們將奔赴馬裏亞納海溝挑戰者深淵附近,開展‘彩虹魚’萬米級載人潛水器超短基線系統海上試驗、2臺第二代‘彩虹魚’着陸器萬米級海上試驗、1臺4500米級大深度浮標海上試驗等工作。”同時,科考隊還將爲西湖大學和上海海洋大學的科學家們在馬裏亞納海溝取樣,包括海水、沉積物、宏生物、微生物、海底拍攝等。

沈括號

聽起來很專業,但在崔維成的娓娓道來中,一切卻顯得如此生動。

所謂超短基線系統,就是海底的“北斗系統”。“當潛水器距離母船較遠時,超短基線可以利用聲學原理,測定潛水器相對母船的水下位置,並測算出大致座標,這樣科學家就能緊緊地‘抓住’潛水器。”

升級後的第二代萬米級着陸器也是此次海考的亮點之一。與第一代相比,第二代着陸器裝有智能採水系統,“它不僅能在任意水深完成海水取樣,而且裝有主動式抓捕宏生物裝置。如果着陸器能在馬裏亞納海溝8500米以下自動捕獲一條魚,那將是全球的重大發現!”

二代萬米級着陸器

至於4500米級大深度浮標海上試驗,其實也是一項有意思的實驗。“科學家不可能時刻待在海上,這時候,浮標就可以成爲我們的眼睛和手腳,長時間在海洋中測量併發送溫度、鹽度、壓力等數據。目前國內浮標能漂移自動下潛至2000米左右。這一次,我們要將浮標精準下潛至4500米,如果實驗成功,將標誌着我國對全球深層大洋的觀測能力取得重大突破。”

Q2

對深淵科學爲何如此執着?

在與崔維成的交流中,我們反覆聽到“深淵科學”這個詞。什麼是“深淵”?

崔維成說,國際海洋科學界將海深6000~11000米處稱爲“深淵”。“這是探索生命起源、開展各種深海研究的‘科學殿堂’。深淵區內的海洋生物、海洋生態、海底地質等對地球生態、氣候、生命起源、地震預報等研究具有重要作用。”但由於人類極難到達,深淵科學一直是海洋科學研究中最薄弱也是最前沿的領域。

原本,崔維成對“深淵”科學也知之不多。但在2011年-2012年間,有兩個人引起了他對“深淵科學”的極大熱忱。

一個是中國著名海洋科學家丁抗。“2011年,‘蛟龍’號5000米級海試期間,丁抗老師在一場講座中提到,中國海洋科學家由於深海裝備缺乏,在深淵科學很多領域還處於空白。‘蛟龍’號的誕生,可以讓中國科學家去開始填補這個空白。”作爲一名科學研究者探索未知的本能,這句“空白”,勾起了崔維成極大的興趣。“我決定把今後十年時間都用於深海裝備研究,爲發展我國深淵科學作些貢獻。”崔維成說。

第二個影響他的人,是《泰坦尼克號》的導演卡梅隆。2012年,“蛟龍號”載人潛水器成功下潛至7062米深度並開展作業,標誌着中國具備了載人到達全球99%海底的作業能力。可就在同一年,酷愛深潛的卡梅隆單人駕駛“深海挑戰者”號,下潛到馬裏亞納海溝10898米處,成爲全世界第三個到達萬米級深淵的人,這對崔維成觸動很深。

“科學研究是場長跑,我們既要有耐力,也要有速度。7000米海洋深度對於海洋科學家而言,只是跨入了深淵科學的門檻。中國若要成爲一個無可爭議的海洋高技術強國,必須儘快研製成功萬米級全海深載人潛水器。”

崔維成教授

Q3

加入西湖大學以後將如何續寫夢想?

有別於以往所有航次的科考,這一次的出行,出現了“西湖大學”的標誌。這意味着,在長三角一體化發展戰略下,西湖大學和上海海洋大學掀開了攜手合作的新篇章。

“能夠加入西湖大學,首先得益於長三角一體化發展戰略的推進。”崔維成說。西湖大學和上海海洋大學已正式簽署協議,將面向深海科技戰略目標和技術發展趨勢共同開展研究。“到西湖大學之後,我將繼續建設深淵科學技術流動實驗室實驗室Ⅱ期,預計今年春節前後我在西湖大學的實驗室基本可以投入使用。”

深淵科學技術流動實驗室

長三角一體化發展戰略,在“彩虹魚”項目的產業發展上也尤爲凸顯。崔維成告訴我們,作爲“彩虹魚”項目的主要合作方,彩虹魚集團在上海臨港發展勢頭很好,但也遇到了制約瓶頸——缺少深水岸線、岸線後的腹地面積不足。而這兩點,在距上海不遠的舟山羣島卻非常豐富。今後,彩虹魚集團的總部和研發中心仍在上海臨港,產業化基地則建在舟山。

彩虹魚(舟山)深海科技城區位

就科學研究本身而言,崔維成的加盟,則將西湖大學的基礎研究,從陸地拓展到了海洋。

“海洋是很多生命的起源,之前西湖大學生命科學院的大部分PI沒有條件參與海洋生命研究,現在他們可以通過我們的實驗室涉足這塊新領域。”崔維成此行,就攜帶了西湖大學PI鞠峯和陶亮羅列出的一份取樣清單。事實上,24日當天,鞠峯就在“沈括號”上,他說:“在馬裏亞納海溝採集的沉積物樣品,將爲我的研究帶來第一手寶貴資料。我們將對樣本的微生物DNA進行分析,進一步探索和了解它們在深海物質代謝循環中所起的作用。”

2016年彩虹魚3號着陸器採集的馬裏亞納海溝海底端足類深淵宏生物

除此之外,崔維成還計劃與西湖大學工學院的其他PI聯合開發海洋人工智能的應用。“海洋科學與人工智能的結合可以有很多,西湖大學爲我們提供了這種交叉學科研究的平臺,我們計劃開設一個新的研究方向即仿生智能機器魚,當然這還是初步的構想,首先我們要學習海內外相同領域的研究。”

曾有人說,崔維成一直生活在夢幻的世界裏,總想一些旁人看起來不着邊際的事兒。可這些看起來“不着邊際”的事,卻正在一步步變成現實。崔維成很想告訴大家,尤其是年輕人,一定要有夢想!“天之生人也,與草木無異。若遺留一二有用事業,與草木同生,即不與草木同腐朽”,這正是推動他一往無前的人生信條。

爲夢想而生,不與草木同朽!相信隨着更多有志者的加入,崔維成與他的“彩虹魚”團隊,終有一天,會把初心與夢想,化作大海上那一道道絢爛的彩虹!

崔維成

深海技術講席教授

崔維成於清華大學獲學士學位,於英國布里斯托大學獲博士學位,是“蛟龍”號載人潛水器總體與集成項目負責人和第一副總設計師,彩虹魚挑戰深淵極限項目負責人和總設計師。2018年9月任西湖大學工學院講席教授。

崔維成教授主要從事深海裝備的多學科設計優化方法基礎研究和產品開發。2016年被《自然》雜誌評爲“中國十大科學之星”。 獲國家級科技進步一等獎, “全國優秀科技工作者”,中共中央、國務院授予的“載人深潛英雄”,首屆全國創新爭先人才獎狀等。現任《海洋工程百科全書》主編 、《中國造船》和《船舶力學》副主編。

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1、“彩虹魚挑戰深淵極限”項目

“彩虹魚挑戰深淵極限”項目採用“科學家+企業家”、“國家支持+民間投入”的創新模式進行深海科技的研發和集成,並通過上海彩虹魚海洋科技股份有限公司所建立的平臺與社會資源全面合作,實現技術開發和研究成果市場轉化的同步。

2016年底,崔維成教授領銜的團隊研製的3臺全海深着陸器,在西南太平洋成功下潛到10890米深度,挑戰全球最深極——馬裏亞納海溝成功。這標誌着我國成爲世界上第三個掌握全海深無人深潛器技術的國家,也是第一個擁有無人深潛器和多臺着陸器協同作業能力的國家。此次馬裏亞納海溝海試與科考航次,是“彩虹魚挑戰萬米深淵極限”項目的一個重要節點。

2、“彩虹魚”號全海深載人深潛器

“彩虹魚”號全海深載人深潛器(又稱“彩虹魚號”載人深潛器)載人艙內徑達到2.1米,可同時搭載3個人(一名駕駛員和兩名科學家)下潛,同時也是能下潛到11000米深淵極限的作業型載人深潛器。

3、“張謇號”

“張謇”號科考母船2016年3月下水儀式現場

“張謇”號船長 97 米,寬 17.8 米,設計排水量約 4800 噸,載員 60 人,是國內首艘科考設備和船舶全部由民營資本投資的遠洋科考船,滿足11000米載人深潛器支持母船、水下工程作業支持,以及深遠海物理海洋、地球物理、海洋地質、海洋化學、海洋生物等多學科海洋調查和深海電影拍攝、水下考古及深海探索旅遊等深海科技服務的需要。

4、“沈括號”

“沈括號”船長63米,寬23米,深9.4米,滿載排水量約2194噸,載員60人,是一艘集多功能、多技術手段爲一體,滿足海洋科學多學科交叉研究需求的深遠海科學調查船。此次奔赴馬裏亞納海溝,是“沈括”號建成後的首航。

沈括是誰?

沈括是北宋政治家、科學家。他一生致志於科學研究,在衆多學科領域都有很深的造詣和卓越的成就,被譽爲“中國整部科學史中最卓越的人物”。其代表作爲《夢溪筆談》,內容豐富,可以說是集前代科學成就之大成。

—END—

來源:西湖大學

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