深海“悟空”背后有群“自讨苦吃”的科研人

星空物语H4

　　科技日报记者 朱虹 通讯员 李颖超
3 W/ R2 K9 o9 y5 x　　在前不久举行的第三十四届哈尔滨国际经济贸易洽谈会上，哈尔滨工程大学智能海洋航行器技术全国重点实验室的展台前，围满了参观者。
　　聚光灯下，一台通体橙红、造型如同小型潜艇的装备静静陈列。它叫“悟空”号全海深AUV（自主水下航行器），系中国自主研制，能在万米海底独立作业。
　　“这是我国目前下潜最深的AUV，创造过10896米的世界纪录。”讲解员话音刚落，人群中便响起掌声。
　　不过，很少有人知道，这个“深海独行侠”的背后，有一群十几年“自讨苦吃”的科研人员。更少有人知道，去年它的“兄弟”——“悟空6000”AUV，在北极冰下完成了中国首次无人化对冰航行观测。
　　哈尔滨工程大学AUV研制团队（以下简称“团队”），用一次次科研“深潜”，在AUV这片无人区走出了自己的路。
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图为部分哈尔滨工程大学AUV研制团队成员及相关工作人员的合影。受访者供图

/ G7 W! P3 P! v( K8 D! e　　给耐压舱“减重”
　　时间回溯至2018年。团队决定研制全海深AUV时，碰到的第一只“拦路虎”就是耐压舱。
　　万米海底的压力，相当于在指甲盖上站一头大象。AUV的耐压舱只有扛住这股巨力，才能保护内部电子设备。传统做法是用钛合金制作耐压舱，但成本较高。
　　“一个舱体动辄几十万元，而且重得出奇。”团队骨干、哈尔滨工程大学副教授曹建对记者说，AUV的浮力是固定的，耐压舱太重，整机就会头重脚轻。
　　“能不能换种材料？”曹建翻遍了材料手册，目光停在高硼硅玻璃上，它常用于制作防火玻璃。
　　同事以为他在开玩笑：“玻璃？万米深海？那不是送它去粉身碎骨吗？”
　　可曹建想试试。他们决定将高硼硅玻璃制成球壳。“球形受力最均匀，是深海耐压舱的理想形状。”曹建说。
　　最磨人的是实验。他们把玻璃球壳放进压力筒，模拟万米深海压力，然后泄压，看它碎不碎。一次、两次、三次……直到第十次。
* x& Z' ]$ Z$ I8 Q　　“每次加压，大家的心都悬着。”曹建说。不过，结果出人意料：这种玻璃球壳不仅扛住了巨大的压力，而且单舱成本不到传统材料的1/6，重量减轻一半多。
5 Q" j9 a% m$ {& Z# I4 @　　最终，“悟空”号全海深AUV的4个主耐压舱都由这种玻璃制成。这是全世界第一次将高硼硅玻璃用于制作全海深AUV主承压结构。
' F6 x, q% c7 J; P, E: o　　挑战万米深渊
　　2021年，“悟空”号全海深AUV迎来大考——奔赴西太平洋，挑战万米深渊。
7 t2 `* E0 f2 ^6 ~" ~, R" h' O: k　　然而，出发前，科考名额一缩再缩，最后只给团队剩下4个名额。于是，曹建和团队骨干、哈尔滨工程大学副教授李岳明等4位团队成员承担了所有任务。“布放、监控、回收，全程我们都自己来。”李岳明说。
$ t6 ?( C: S1 }. t  r; c6 j　　那趟海试，他们遇上了2.5米高的涌浪，作业常常在深夜进行。
　　最惊心动魄的一夜，团队4人做了一个大胆的决定：在恶劣海况下，测试“悟空”号全海深AUV的完全自主能力。母船主动驶离至11公里外，不对它进行监控，也不向它发出任何指令。“这意味着，‘悟空’要独自在万米海底完成所有任务，再自己回家。”李岳明说。
* z+ s/ F1 I  u　　几个小时过去了，海面漆黑一片。大家死死盯着雷达屏幕，心提到嗓子眼。
　　突然，远处海面出现一团光晕。
( H$ }# |' ?1 h, y　　“是‘悟空’！它自己点亮了水下灯！”曹建大喊。他顾不上两米多高的涌浪，跳上小艇冲了过去。海浪一次次把他和小艇抛起、砸下，他死死抓住缆绳，给“悟空”挂上了回归母船的“生命之钩”。
$ ?2 O- u* |, G　　那一次，“悟空”号全海深AUV累计完成4次万米级下潜，最大深度达到10896米，刷新了当时AUV深潜的世界纪录，并传回了珍贵的万米海底影像。
% A' Q3 v' g8 i( N4 m* x　　事后，团队负责人、哈尔滨工程大学教授李晔写了一首诗，其中两句是：直捣龙宫戏定海，神针未取不撤兵。这是他们骨子里的豪情。
　　开展冰下观测
1 \; A" ^1 z  C1 D  @　　“悟空”的传奇，并没有让团队停下脚步。他们瞄向了北极。
　　2024年，“悟空6000”AUV搭乘“中山大学极地”号，奔赴北冰洋。任务是在冰下开展中国首次无人化航行观测。
/ w3 i  M) L9 X  f, e8 ~& ?　　负责“悟空6000”AUV硬件系统的工程师石金玉，是团队里出了名的“铁人”。不过，北极的艰苦，还是让他记忆犹新。
　　“作业窗口转瞬即逝，天气说变就变。我们必须连续作战。”石金玉说。连续几天，他每天只睡两三个小时。白天布放、回收设备，晚上整理白天收集的数据。极地夏天的夜晚只有两三个小时，人的生物钟全被打乱。
! k! [1 a- c' l, I　　“最后不是困，是熬得心脏难受。”石金玉轻描淡写地说，像是在说别人的事。
　　可没有人退缩。“一个人累倒，另一个人顶上，再有人倒下，就再换人。”石金玉说。正是在这种近乎极限的轮转中，团队完成了“悟空6000”AUV在冰下环境的自主航行观测任务，传回了宝贵的极地数据。
" [& H& x& S; |, `$ J9 |5 e' Z　　重用青年人才
+ H6 E* U4 U: V' m　　这支团队的一个传统，是年轻人没有实习期，来了就上一线。
0 i2 |0 Z! a' i6 N; e　　团队成员宋罘林博士毕业后，加入团队的第二天，就作为代表与中山大学对接AUV极地项目。“我当时连AUV长什么样都不知道。”他回忆道。
" D0 S+ l  N# v9 a* Y　　宋罘林是学航天专业的，此前从未接触过海洋研究，更是AUV“小白”，但布置给他的任务很明确：“负责导航算法”。
　　没有适应期，没有师傅带徒弟的“慢慢来”，宋罘林只能硬着头皮上。“我几乎从零开始摸索。”宋罘林说，此后几个月，他查文献、学代码、跑仿真、跟海试。不到一年，他就成了团队里研究极地AUV导航算法的骨干。
0 J, \, c/ t6 x3 h- B) ?　　“这个团队不可能让青年人‘闲’着。”宋罘林笑着说，“这种压担子的方式，一开始让人喘不过气，但回头看，成长确实快，因为我们解决的是真问题，承担的是硬任务。”
% I* D7 g( w  v. X: R　　团队里像宋罘林这样的年轻人还有很多。
　　团队成员张强刚加入团队时，便参与设备升级改造。彼时，台风逼近试验海域，布放窗口只剩不到6小时。张强第一次出海，晕船吐到双腿发软，却仍抱着数据采集器。“付出这么多，就是为了采集数据。”事后他笑着说。正是这种“零磨合”的实战，让一批批青年科研人员迅速成长。
. a3 C) Z8 m, y" @, ^& F! [　　截至目前，团队已培养出50余名博士、百余名硕士，其中许多人已成为高校和科研院所的骨干。
& U$ W1 R" J! E: m/ M$ w1 I　　“悟空”的故事还在继续。今年，团队将启动新一代“悟空”号全海深AUV的研制工作。“《西游记》里的孙悟空要经历九九八十一难，我们才刚开始。”李晔说。
  J. N  I4 u) G  M/ O& H; j9 _: @" d　　深海浩瀚，这群“取经人”依然在无人区里跋涉，为实现海洋强国梦不懈奋斗。
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