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1000個大氣壓下的科學家精神
2020年，我國自主研發(fā)的“奮斗者”號全海深載人潛水器成功坐底萬米深馬里亞納海溝，這與它擁有一顆強大“內心”息息相關。為了到達海底一萬米，科學家們如何不舍晝夜，締造傳奇？
打造“奮斗者”號最強“心臟”
要實現萬米載人深潛，最關鍵也是難度最大的環(huán)節(jié)是載人艙研發(fā)。作為全海深載人潛水器的核心關鍵部件，載人艙是人類進入萬米深海的硬件保障和安全屏障?！皧^斗者”號潛水器研制領導小組副組長、載人艙項目負責人楊銳介紹，在此前，世界上最先進的全海深潛水器是美國2019年5月完成萬米下潛的“極限因子”，其載人艙可搭載2人。
“對于科考作業(yè)來說，3人的配置更加理想。一個人坐在中間‘掌舵’，另外兩個人在兩側做他的‘眼睛’——這樣視角更平衡，視野范圍也更大?！敝袊茖W院金屬研究所研究員、輕質高強材料研究部副主任、全海深載人潛水器副總設計師雷家峰說。
人們對海洋有著無限向往，所以載人艙每增加一個人，都承載著億萬中國人的期望。有人不禁會問：目前水下探測機器人已經如此發(fā)達，為什么還要費這么大心力、成本研制載人潛水器？“人腦是非常精密的結構，現階段它能捕捉到的細節(jié)在有些方面比機器人多。人坐在載人艙深入海底，那種現場感是機器無法比擬的?！睏钿J說。
“載人艙球殼其實和人體一樣，除了漂亮的外表，‘身體’的各項指標都要正常。新型合金設計方案Ti62A設計出來了，制作球艙時要追蹤各項性能是否達標，球艙研制成功后還要追蹤它的長期服役性能?！睏钿J的博士生、年輕的中國科學院金屬研究所副研究員邱建科說。
“球殼研制的最終‘奧義’是保證深潛的安全性。眾所周知，下潛深度越大，壓強越大，萬米深海的壓強能達到100多兆帕（100兆帕相當于1000個標準大氣壓）?！睏钿J說。球殼正式下水之前，在海南中科院深海所接受了打壓筒打壓試驗，各項數據正常，應力均在彈性范圍內。“那時候心里就有底了?！?/span>
齊心協力闖難關
載人艙的新材料研發(fā)是科研人員面臨的第一道難關。打造載人艙球殼的材料，要受到強度、韌性和可焊性三方面的考驗。“我所在的中國科學院金屬研究所鈦合金研究部，現在叫輕質高強材料研究部，以往的工作多集中在航空航天領域，涉及海洋的并不多?！睏钿J說，“但多年對鈦合金的研究以及它在航空領域的表現，我們清楚知道這種材料具有輕質高強、耐腐蝕的特性，它在海洋必將擁有更廣闊的應用場景?！?/span>
鈦合金成分確定后，材料要拿到工廠軋制，再沖壓成2個半球。以前沒人做過厚度和直徑這么大的球，所有的設備都已經達到極限。為了實現均勻受熱，工廠只能改進設備。整個加熱環(huán)節(jié)需要耗時30小時。“我們團隊的人就住在工廠附近的賓館輪流看守?！敝袊茖W院金屬研究所項目研究員馬英杰說。
之后，2個半球合成一個整球，需要進行焊接?！昂附拥牟课唤谐嗟揽p，整個焊接過程只需要20分鐘，但一旦失誤，之前幾年的努力全部白費?！睏钿J說，令團隊興奮的是，最終球艙一次成型。
“高強高韌鈦合金的設計與研制為萬米潛水器提供了物質基礎，但載人艙制造還涉及超大厚度板材制備、半球整體沖壓、大厚度鈦合金電子束焊接等關鍵技術，沒有任何一家單位可以獨立完成所有這些內容，需要集合各領域優(yōu)勢單位聯合攻關?！睏钿J說。
一個球艙研制，就傾注了十幾家單位的心力。而整個“奮斗者”號全海深載人潛水器這個大國重器，則更考驗各領域的協同配合?！霸嚼щy的地方，越能激發(fā)科學家的探索精神。”楊銳說。
讓科學之美被更多人看見
重大突破是“堅守”出來的。載人艙的新材料研發(fā)是科研人員面臨的第一道難關，時間緊任務重。中國科學院金屬研究所鈦合金研究部以往的工作多集中在航空航天領域，但科學家在多年的研究過程中，有豐富的鈦合金設計和加工經驗，同時將針對航空發(fā)動機背景的專業(yè)知識移植到深海領域，順利研制出高強高韌鈦合金，為萬米潛水器提供了物質基礎——經驗不是一天積累下來的，科學家為此付出了幾年、十幾年甚至幾十年的努力。
重大突破是“搶”出來的。萬米深潛實現的時間比原本一再提前，源于科研人員的“爭分奪秒”。許多研制工作是齊頭并進的?！皦毫Υ罅?，但干勁更足了?！笨蒲腥藛T如是說。加班、熬夜都是常事，沒有節(jié)假日不說，每天工作到凌晨是常事。不是在鑄造現場，就是在去現場的路上。球殼加熱有時要超過30個小時，科研人員需要輪流實時記錄參數，進行相應調整。
實現重大突破，不可忽略細節(jié)。研制球艙的環(huán)節(jié)眾多，以沖壓半球舉例，溫度、時長等因素都可能會導致失敗，科研人員要嚴格控制所有不利因素：夏天，弄來冰塊堆在設備旁邊，避免溫度過高跳閘；冬天，拿東西堵住門窗縫，避免一絲涼風進入設備——一絲不茍的科研精神有效保證了實驗效果，一步不錯，步步不錯。
黨的十九屆五中全會提出，堅持創(chuàng)新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐?？萍紡妱t國家強，科技興則國家興。九天攬明月，五洋縛蒼龍。正是這群心懷夢想、勇攀高峰的科學家，把中華民族幾千年的飛天逐海夢變?yōu)楝F實，他們的辛勤付出應當被看見，他們的偉大成就應當被銘記。
來源：半月談
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