深海潛水器：最早是個金屬球
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「的里雅斯特」號潛水器
奧古斯特·皮卡德
「阿爾文」載人深潛器
24日，我國「蛟龍」號載人潛水器在第37次大洋科學考察中，於西北太平洋麥哲倫海山鏈北部海域成功進行今年以來首次工程下潛。
「蛟龍」號曾在馬里亞納海溝試驗海區下潛7062米，創造了世界同類作業型潛水器的最大下潛深度紀錄，是世界上最先進的深海載人潛水器之一。
那麼，世界上最早的深海潛水器又是怎麼產生的？說來還有很多有趣的故事。
潛水球設想曾風靡一時
海底那麼深，我想去看看。
相信自古以來，有這樣想法的人不在少數。在我國的神幻小說《西遊記》里，就有很多關於海底龍宮的描寫，無疑代表著古代人們對於海底世界的嚮往和想像。
1871年，法國作家儒勒·凡爾納出版了《海底兩萬里》一書，將深海描述成一個充滿怪物的世界，包括足以殺死潛水者的巨大烏賊和章魚。這本書剛一出版，就受到很多讀者的追捧。
在凡爾納的時代，潛艇的研製雖然還處於起步階段，但畢竟已經有了一些嘗試。但是，海底兩萬里，這顯然是個難以企及的目標，別的不說，光是海水巨大的壓力，就是無法克服的——說句題外話，地球上最深的海，也沒有兩萬里那麼深，那時凡爾納還不知道這一點。不過，通過不久後英國「挑戰者號」測量船的全球海洋測量，凡爾納也了解了。
1894年，義大利有個叫波左的工程師，開始認真思考潛入深海這個問題，他想到，要克服深海高達幾百個甚至上千個大氣壓的壓力，把潛艇做成圓球是最理想的，因為圓的形狀，在任何一個方向上所承受的壓強都是相等的，所以它是物體受擠壓時的最理想形狀。
波左也為自己的理論進行了實踐，他造出了一個空心金屬球，成功地把它沉到了165米深的海底，在將近18個大氣壓的作用下，空心金屬球沒有被壓碎。這個深度在當時的潛艇製造者們看來，已經是夢想了。
波左的設計思想提出來後，也引來了許多潛艇製造者的追隨，他們提出了各種各樣的具體建造方案，並將這種能耐高壓的圓形容器稱為「潛水球」或「深潛球」。
在當時許多研究潛水球的人們當中，義大利工程師皮諾的成績最為卓著。1903年，他把自己設計的用於勘探洋底和打撈深海沉寶的新裝置進行實地測驗取得了成功。皮諾的潛水球並不完全是圓球形狀的，它有點像雞蛋，近似橢球，裡面可以容納兩個人。皮諾曾經駕著新裝置，在義大利近海多次潛入130米深的海底，沒有發生過一次意外事故。
用鐵索吊上吊下的潛水球
130米，現在的潛艇輕輕鬆鬆就可以達到了，算不上深海。最早真正稱得上深海潛水器的，大約要算貝比和巴頓製造的那個東西。
1877年出生於紐約的威廉·貝比，在20世紀20年代已經是很有名的探險家和生物學家了。成名後，他的興趣轉向了深海探險和考察深海生物，他和美國前總統西奧多·羅斯福一起討論過深海潛艇製造的可能性。貝比認為，這樣的航海器應該是圓柱體，而羅斯福則更推薦球體。
1928年11月，貝比在報紙上發表文章，描述了自己深海探險的夢想。此後，各類發明家不斷給他提供各種可能的潛艇設計構想。然而，這些設計要麼不實際，要麼太複雜，統統不適用。
奧蒂斯·巴頓是一個富有的年輕設計師，和貝比畢業於同一所大學——哥倫比亞大學。和羅斯福一樣，巴頓也認為，最合適的深海潛艇的形狀應該是球體。巴頓本想用自己設計的潛水器獨立完成深海潛水，但他又希望藉助貝比的聲望及其與科學界的交情，以獲得海底探險的資助。因此，巴頓把自己的設計圖紙交給了貝比看。
貝比一下子就被這個簡潔實用的設計打動了，他們一拍即合，決定一起把這件事情做下去。巴頓承諾自費製造潛水球，而貝比則負責說服紐約動物學協會和國家地理學協會來為將來的探險提供資助。
巴頓製造的這個潛水球是由鑄鐵造成的，直徑為1.37米，壁厚為32毫米。「深海潛水球」里備有自供氧氣筒，而人呼吸出來的濕氣和二氧化碳，分別由氯化鈣和鹼石灰吸收。潛水球上有3個圓柱體的窗檯，像小型炮一樣從球面上凸出來。
潛水球被懸掛在一根1068米長、2厘米粗的鐵索上，利用滑輪和索具將它慢慢放入水中。鐵索上還包裹著電話線和電線，為水下的潛水者提供通訊和電源。當然，上來的時候也要靠鐵索把潛水球吊上來。
923米，鐵索成了極限瓶頸
1930年6月6日，深海潛水球進行了第一次試潛。貝比和巴頓下潛到90多米的深處時驚恐地發現，海水從密封蓋的縫隙中滲了進來。但他們冷靜下來後想到，如果更深地下潛，密封圈會被壓實，海水就不會再滲進來了。他們打電話給上面的母船，要求快速下降。2分鐘後，潛水球進入183米的深處，海水果真不再滲漏進球里了。
潛水球的首次試潛，達到244米的深處，這已經是當時人類到達的海洋最深處。
在此後的幾年裡，貝比和巴頓共進行了16次深海潛水。每一次貝比都要把他在海底看到的那些奇妙生物用電話描述出來。1932年9月22日，通過無線電實況轉播，貝比和巴頓向美國和英國的廣大聽眾展示了他們的潛水探險。從來沒有人潛入過那麼深的海底，他們所提供的每一個消息，所講的每一句話，在當時都是一項新的發現。
那時候，很多人並不相信貝比在海底做的那些描述，認為他是在想像甚至撒謊，畢竟沒有別人能夠印證他們講的話。然而後來的事實證明，貝比每一句話都所言不虛。
1934年8月15日，貝比和巴頓再一次乘坐深海潛水球，在大西洋百慕大海域潛到了923米的深處。這是他們在一起創造的最深潛水紀錄。
在貝比和巴頓創紀錄的深度上，他們的潛水要經受90多個大氣壓！危險還不只是來自巨大的壓力，懸掛潛水球的鐵索一旦斷裂，也會使它永遠葬身海底。隨著下沉深度的增加，懸掛潛水球的鐵索就將不斷加長。沉重而粗大的鐵索，在其長度增加到一定限度時，就會因自身的重量而斷裂，更不要說還要拉著一個沉重的鐵球，斷裂的危險就更大了。
所有這一切，都大大限制了潛水球向更深的海洋深處邁進。
冒險大王新點子：汽油浮力艙
大約很多人還記得，去年開展全球飛行的「陽光動力2號」太陽能飛機吧？那個項目的推動者和駕駛員是伯特蘭德·皮卡德。不過我們要講的，是他的爺爺和爸爸。
故事是從爺爺開始的。當貝比和巴頓創造他們的潛水世界紀錄時，1884年出生在瑞士的奧古斯特·皮卡德，正在另一個方向創造世界紀錄。1932年8月18日，奧古斯特和他的助手在從蘇黎世起飛的一次飛行中，利用氫氣球和封閉艙，達到了創紀錄的1.62萬米高空。
1933年的芝加哥世界博覽會上，奧古斯特看到了貝比和巴頓的深海潛水球。和「上天」一樣，「入海」是奧古斯特另一個童年夢想。他發現，這個深海潛水球的瓶頸就是懸掛鐵索，如果要下潛到當時已知的海洋最深處，就需要有一萬多米的鐵索，這是不可想像的。為什麼不利用自己「上天」的熱氣球經驗，利用浮力讓潛水球回到海面呢？
潛水球還是那個潛水球，只是要給它加個浮力艙。當然，像熱氣球那樣用氣體做浮力是不行的，奧古斯特想到用汽油，汽油比海水輕得多，只要用汽油做幾個浮力艙和潛水球連在一起，就可以提供返回海面的足夠浮力。這樣，下沉的時候利用一些壓載物沉入海底，等需要浮回海面的時候，拋掉壓載物，潛水器就可以自動回到海面，不再需要那累贅的鐵索了。
奧古斯特堅信自己的理論是正確的，他毫不動搖地投入了設計工作。圖紙設計出來了，但第二次世界大戰的爆發，使深潛器的建造未能進行。直到1945年，奧古斯特才獲得了重新開始工作的機會。在比利時國家科研基金的資助下，他花了3年時間完成了原型。1948年，經過改進後，真正的深潛器終於建成了，它的名字叫「FNRS」2號。
奧古斯特的第一隻深潛器的球形艙室直徑2米，壁厚9厘米，玻璃窗是用厚15厘米的有機玻璃做的。根據計算，這隻深潛器可以承受1600個大氣壓，這相當於16000米深處的水壓。實際上，海洋並沒有這麼深。1951年，蘇聯「勇士」號海洋調查船在太平洋馬里亞納海溝記錄到了11034米的深度，這是世界海洋最深的地方。可見，就耐壓性能來看，「FNRS」2號可以沉至海洋的任何一個地方。
此外，這艘深潛器還帶了總容積為30立方米的汽油浮箱。漂浮物下面的桶框中，磁力強勁的電磁體吸附著滿滿兩斗小鐵球，合起來重達好幾噸，如果潛水者想回到海面，他們只需切斷控制磁體作用的電流，這時鐵球從桶中漏出，深海潛水器重量減輕，很快漂浮物就會把潛水器提升到海面。
10916米，到達海底最深處！
1948年10月26日，「FNRS」2號潛水試驗終於開始了。奧古斯特本人和另一位教授參加了第一次下潛。這次下潛只進行了25米，但事實證明，奧古斯特這個深潛器的原理是完全可行的！很快，新聞記者們向全世界作了這樣的報道：「奧古斯特·皮卡德教授的深潛器，一種可控的深潛裝置，第一艘完全不受水面操縱的潛水裝置，表現良好。」
奧古斯特·皮卡德，此時已是一位64歲的老人了。
後來，法國人收購了「FNRS」2號潛水器，但奧古斯特和法國人的合作並不順暢，於是，奧古斯特接受了前往義大利指導籌建另一隻深潛器「的里雅斯特」號的聘請。
「的里雅斯特」號的設計思想和「FNRS」差不多。只是這時奧古斯特有了一個得力幫手，就是他的兒子雅克·皮卡德。
1953年8月28日，奧古斯特決定同兒子雅克一起去創造深潛紀錄。父子倆坐在「的里雅斯特」號深潛器里，毫不費力地下潛到了1080米的海底。當他們興沖沖地發出拋掉壓載物的信號準備上浮時，不知為什麼，深潛器卻紋絲不動。他們吃驚地發現，已經深陷入海底的淤泥里。
好在這只是虛驚一場，隨著壓載物不斷拋掉，強大的浮力還是讓深潛器慢慢擺脫了淤泥的束縛，一躍上浮了！
兩天之後，1953年8月30日，父子倆再次下潛，創造了3150米的深潛紀錄。
就在這個時候，美國人看上了奧古斯特的這隻深潛器，與他們簽訂協議，邀請父子倆到美國合作建造更強大的深潛器。
經過幾年的努力，父子倆和美國海軍合作建造的深潛器終於誕生了，它仍然被命名為「的里雅斯特」號，雖然基本工作原理是一樣的，但在材料、性能上已經有了巨大的改進。
已經是七十多歲老人的奧古斯特，不可能親自下潛了，他的兒子雅克接過了他的班。1959年11月15日，雅克和另一位動物學家，在新的「的里雅斯特」號里做第一次下潛，就一舉創造了5500米的新紀錄。
事情當然不會到此為止，1960年1月23日上午8點23分，雅克和他的助手，乘坐「的里雅斯特」號深潛器，來到了世界最深的馬里亞納海溝溝底，創造了10916米的深潛紀錄！
這應該算是一個不可打破的紀錄了，因為這裡就是世界上海洋最深的地方。
海底撈氫彈！
——現代深潛器可不只為了潛
說完這些，有些細心的讀者可能會感到奇怪，為什麼五十多年前，皮卡德父子的深潛器就已經到達了一萬多米的世界最深海底，而當今世界上最先進的深海潛水器，比如我國的「蛟龍號」，還只能下潛到7000多米的海底深處？難道現在的科學技術水平還不如五十多年前？
事情當然不是這樣。當年皮卡德父子的深潛器，主要目的就是要潛得更深，看看最深的海底是什麼樣，而後來的深海潛水器，則要在深海完成各種科學考察任務，和當時的深潛器已經完全不可同日而語了。當然，這是一個更大的話題，我們這裡只來講一個現代深海潛水器的先驅「阿爾文」號，在海底撈氫彈的故事吧。
「阿爾文」號載人深潛器是20世紀60年代初，根據機械師哈羅德的設計而建造的，1964年6月5日首次下水。由於新的更堅固更輕便材料的出現，就像當年皮卡德甩掉了懸吊鐵索一樣，「阿爾文」號甩掉了那個笨重的汽油浮力艙，這就使它在水下的行動更輕便更靈活。最初它最深可下潛到1868米，後來改進後可以下潛到4500米。
「阿爾文」載人深潛器的主要部分是一個鈦金屬球體，直徑2米左右，是一個載人載物的耐壓球體。球體前端裝著一隻一米見方的金屬框子，用於存放科考設備及採集樣品，兩側分別安有一個機械手。深潛器共有6個推進器，3個裝在尾部、兩側各有一個，另外一個橫裝在深潛器中部，這樣可以使深潛器向任意方向行進。
1966年初，在西班牙東海岸，美國空軍的一架空中加油飛機在給一架B-52轟炸機加油時，兩機相撞而墜毀在附近海岸。而令人震驚的是，墜毀的轟炸機上攜帶著4顆氫彈，3顆落在西班牙本土，一顆則消失在地中海！
美國海軍只好求助於剛剛製成的「阿爾文」載人深潛器。經過一個多月的搜索，「阿爾文」不負眾望，終於在1000多米深的海底找到了這顆氫彈。「阿爾文」號的器外機械手大顯神通，把從水面上遞下來的鐵索一圈一圈地繞在3米長的氫彈上，最終把這顆氫彈成功打撈出海！（本版部分圖片來自《奇異的深海》一書，特此致謝。）
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