探寻荒芜之美丨专访西湖大学深海技术讲席教授崔维成

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探寻荒芜之美丨专访西湖大学深海技术讲席教授崔维成

2024-07-16 08:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

    55的崔维成,一头利落的短发,在甲板上迎风而立,等待起航。  崔维成是谁?  于多数中国民众而言,这个名字有点陌生。  他是中国第一艘载人深潜器“蛟龙号”的第一副总设计师;  他是中共中央、国务院授予的“载人深潜英雄”称号获得者;  他是“彩虹鱼挑战深渊极限”项目的总设计师。  2018年9月,崔维成全职加入西湖大学,受聘为西湖大学工学院深海技术讲席教授。两个月后,他率领2018马里亚纳海沟海试与科考团队,向全球最深处进发……  此行他将向神秘深渊发起怎样的挑战?为何他对这一方蓝色水土如此执着?加入西湖大学之后,他又将如何续写梦想?  出征前夕,我们有幸见到了他。

  崔维成教授在“沈括号”上

  Q1 此次科考的主要任务是什么?    2016年12月,崔维成团队自主研制的“彩虹鱼”号深渊无人探测器,成功着陆11000米的马里亚纳海沟最深处,使中国成为世界上第三个掌握全海深着陆器技术的国家。此后,崔维成团队全力推进“彩虹鱼”万米级载人深渊器的研发。  “这次科考,也是为实现‘载人下潜’做准备。”崔维成说,“我们将奔赴马里亚纳海沟挑战者深渊附近,开展‘彩虹鱼’万米级载人潜水器超短基线系统海上试验、2台第二代‘彩虹鱼’着陆器万米级海上试验、1台4500米级大深度浮标海上试验等工作。”同时,科考队还将为西湖大学和上海海洋大学的科学家们在马里亚纳海沟取样,包括海水、沉积物、宏生物、微生物、海底拍摄等。

  沈括号

  听起来很专业,但在崔维成的娓娓道来中,一切却显得如此生动。  所谓超短基线系统,就是海底的“北斗系统”。“当潜水器距离母船较远时,超短基线可以利用声学原理,测定潜水器相对母船的水下位置,并测算出大致坐标,这样科学家就能紧紧地‘抓住’潜水器。”  升级后的第二代万米级着陆器也是此次海考的亮点之一。与第一代相比,第二代着陆器装有智能采水系统,“它不仅能在任意水深完成海水取样,而且装有主动式抓捕宏生物装置。如果着陆器能在马里亚纳海沟8500米以下自动捕获一条鱼,那将是全球的重大发现!”

  第二代万米级着陆器

  至于4500米级大深度浮标海上试验,其实也是一项有意思的实验。“科学家不可能时刻待在海上,这时候,浮标就可以成为我们的眼睛和手脚,长时间在海洋中测量并发送温度、盐度、压力等数据。目前国内浮标能漂移自动下潜至2000米左右。这一次,我们要将浮标精准下潜至4500米,如果实验成功,将标志着我国对全球深层大洋的观测能力取得重大突破。”  Q2 对深渊科学为何如此执着?  在与崔维成的交流中,我们反复听到“深渊科学”这个词。什么是“深渊”?  崔维成说,国际海洋科学界将海深6000~11000米处称为“深渊”。“这是探索生命起源、开展各种深海研究的‘科学殿堂’。深渊区内的海洋生物、海洋生态、海底地质等对地球生态、气候、生命起源、地震预报等研究具有重要作用。”但由于人类极难到达,深渊科学一直是海洋科学研究中最薄弱也是最前沿的领域。  原本,崔维成对“深渊”科学也知之不多。但在2011年-2012年间,有两个人引起了他对“深渊科学”的极大热忱。  一个是中国著名海洋科学家丁抗。“2011年,‘蛟龙’号5000米级海试期间,丁抗老师在一场讲座中提到,中国海洋科学家由于深海装备缺乏,在深渊科学很多领域还处于空白。‘蛟龙’号的诞生,可以让中国科学家去开始填补这个空白。”作为一名科学研究者探索未知的本能,这句“空白”,勾起了崔维成极大的兴趣。“我决定把今后十年时间都用于深海装备研究,为发展我国深渊科学作些贡献。”崔维成说。  第二个影响他的人,是《泰坦尼克号》的导演卡梅隆。2012年,“蛟龙号”载人潜水器成功下潜至7062米深度并开展作业,标志着中国具备了载人到达全球99%海底的作业能力。可就在同一年,酷爱深潜的卡梅隆单人驾驶“深海挑战者”号,下潜到马里亚纳海沟10898米处,成为全世界第三个到达万米级深渊的人,这对崔维成触动很深。  “科学研究是场长跑,我们既要有耐力,也要有速度。7000米海洋深度对于海洋科学家而言,只是跨入了深渊科学的门槛。中国若要成为一个无可争议的海洋高技术强国,必须尽快研制成功万米级全海深载人潜水器。”

  崔维成教授

  Q3 加入西湖大学以后将如何续写梦想?  有别于以往所有航次的科考,这一次的出行,出现了“西湖大学”的标志。这意味着,在长三角一体化发展战略下,西湖大学和上海海洋大学掀开了携手合作的新篇章。  “能够加入西湖大学,首先得益于长三角一体化发展战略的推进。”崔维成说。西湖大学和上海海洋大学已正式签署协议,将面向深海科技战略目标和技术发展趋势共同开展研究。“到西湖大学之后,我将继续建设深渊科学技术流动实验室实验室Ⅱ期,预计今年春节前后我在西湖大学的实验室基本可以投入使用。”

  深渊科学技术流动实验室

  长三角一体化发展战略,在“彩虹鱼”项目的产业发展上也尤为凸显。崔维成告诉我们,作为“彩虹鱼”项目的主要合作方,彩虹鱼集团在上海临港发展势头很好,但也遇到了制约瓶颈——缺少深水岸线、岸线后的腹地面积不足。而这两点,在距上海不远的舟山群岛却非常丰富。今后,彩虹鱼集团的总部和研发中心仍在上海临港,产业化基地则建在舟山。

  彩虹鱼(舟山)深海科技城区位

  就科学研究本身而言,崔维成的加盟,则将西湖大学的基础研究,从陆地拓展到了海洋。  “海洋是很多生命的起源,之前西湖大学生命科学院的大部分PI没有条件参与海洋生命研究,现在他们可以通过我们的实验室涉足这块新领域。”崔维成此行,就携带了西湖大学PI鞠峰和陶亮罗列出的一份取样清单。事实上,24日当天,鞠峰就在“沈括号”上,他说:“在马里亚纳海沟采集的沉积物样品,将为我的研究带来第一手宝贵资料。我们将对样本的微生物DNA进行分析,进一步探索和了解它们在深海物质代谢循环中所起的作用。”

  2016年彩虹鱼3号着陆器采集的马里亚纳海沟海底端足类深渊宏生物

  除此之外,崔维成还计划与西湖大学工学院的其他PI联合开发海洋人工智能的应用。“海洋科学与人工智能的结合可以有很多,西湖大学为我们提供了这种交叉学科研究的平台,我们计划开设一个新的研究方向即仿生智能机器鱼,当然这还是初步的构想,首先我们要学习海内外相同领域的研究。”  曾有人说,崔维成一直生活在梦幻的世界里,总想一些旁人看起来不着边际的事儿。可这些看起来“不着边际”的事,却正在一步步变成现实。崔维成很想告诉大家,尤其是年轻人,一定要有梦想!“天之生人也,与草木无异。若遗留一二有用事业,与草木同生,即不与草木同腐朽”,这正是推动他一往无前的人生信条。  为梦想而生,不与草木同朽!相信随着更多有志者的加入,崔维成与他的“彩虹鱼”团队,终有一天,会把初心与梦想,化作大海上那一道道绚烂的彩虹!

  崔维成 深海技术讲席教授

  崔维成于清华大学获学士学位,于英国布里斯托大学获博士学位,是“蛟龙”号载人潜水器总体与集成项目负责人和第一副总设计师,彩虹鱼挑战深渊极限项目负责人和总设计师。2018年9月任西湖大学工学院讲席教授。  崔维成教授主要从事深海装备的多学科设计优化方法基础研究和产品开发。2016年被《自然》杂志评为“中国十大科学之星”。 获国家级科技进步一等奖, “全国优秀科技工作者”,中共中央、国务院授予的“载人深潜英雄”,首届全国创新争先人才奖状等。现任《海洋工程百科全书》主编 、《中国造船》和《船舶力学》副主编。

相关阅读  1、“彩虹鱼挑战深渊极限”项目  “彩虹鱼挑战深渊极限”项目采用“科学家+企业家”、“国家支持+民间投入”的创新模式进行深海科技的研发和集成,并通过上海彩虹鱼海洋科技股份有限公司所建立的平台与社会资源全面合作,实现技术开发和研究成果市场转化的同步。  2016年底,崔维成教授领衔的团队研制的3台全海深着陆器,在西南太平洋成功下潜到10890米深度,挑战全球最深极——马里亚纳海沟成功。这标志着我国成为世界上第三个掌握全海深无人深潜器技术的国家,也是第一个拥有无人深潜器和多台着陆器协同作业能力的国家。此次马里亚纳海沟海试与科考航次,是“彩虹鱼挑战万米深渊极限”项目的一个重要节点。    2、“彩虹鱼”号全海深载人深潜器

  “彩虹鱼”号全海深载人深潜器(又称“彩虹鱼号”载人深潜器)载人舱内径达到2.1米,可同时搭载3个人(一名驾驶员和两名科学家)下潜,同时也是能下潜到11000米深渊极限的作业型载人深潜器。

  3、“张謇号”

  “张謇”号科考母船2016年3月下水仪式现场

  “张謇”号船长 97 米,宽 17.8 米,设计排水量约 4800 吨,载员 60 人,是国内首艘科考设备和船舶全部由民营资本投资的远洋科考船,满足11000米载人深潜器支持母船、水下工程作业支持,以及深远海物理海洋、地球物理、海洋地质、海洋化学、海洋生物等多学科海洋调查和深海电影拍摄、水下考古及深海探索旅游等深海科技服务的需要。

  4、“沈括号”  “沈括号”船长63米,宽23米,深9.4米,满载排水量约2194吨,载员60人,是一艘集多功能、多技术手段为一体,满足海洋科学多学科交叉研究需求的深远海科学调查船。此次奔赴马里亚纳海沟,是“沈括”号建成后的首航。



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