深入了解首次单人航行至大西洋最深处

深入了解首次单人航行至大西洋最深处

自 2018 年 12 月以来,《大众科学》一直在全球跟踪极限冒险家维克多·韦斯科沃,他努力成为第一个触及五大洋最深处的人。在记录他的探险之旅(被称为“五大深渊”)的过程中,我们揭示了潜入这个尚未被探索的海底世界所带来的技术、发现和争议。以下是我们的报道。


“一个落下!”这是维克多·韦斯科沃从深潜船“极限因素”号舱门爬出后说的第一句话。他刚刚潜入波多黎各海沟 27,480 英尺深处,成为第一个到达大西洋最低点的人。或者至少这是第一句听得懂的话,透过海浪、附近的 Zodiac 救生艇的发动机和附近空转的支援船“压力下降”号的低沉嗡嗡声。

太阳刚刚落山,橙色的天空和透明的蓝色加勒比海水形成了一幅荒诞的背景。如果不是那时我已经在Pressure Drop上待了一个星期,观察到三次失败的测试使整个潜水陷入危险,那会觉得这似乎是舞台上安排的。Pressure Drop需要在 12 月 19 日星期三晚上 7 点离开岗位,以便第二天早上到达多米尼加共和国的停靠港。Vescovo 大约在下午 5:45 浮出水面,结束了他长达六小时、55,000 英尺的海底往返之旅——只剩一个多小时的时间了。明年,如果没有重大挫折,他计划驾驶Limiting Factor环游世界,试图成为第一个到达五大洋最低点的人。因此他说出了第一句话:一个已经完成,还有四个。

此次下潜还使韦斯科沃成为历史上第二位潜水深度最大的单人潜艇驾驶员,仅次于电影导演詹姆斯·卡梅隆,后者于 2012 年到达太平洋最深处马里亚纳海沟底部。韦斯科沃也将在 2019 年夏天前往那里,此前,他尝试了南极洲附近 8,180 米(26,847 英尺)的南桑威奇海沟和 7,290 米(23,917 英尺)的爪哇海沟,途中可能停下来参观和拍摄印第安纳波利斯号航空母舰的残骸。

这项大胆的自筹资金任务被称为“五大洋” (Five Deeps)。这项任务历时三年多,最初是韦斯科沃向佛罗里达州一家小型潜水器制造商 Triton Subs 询问能否为他制造一种能够到达世界海洋任意地点的潜水器。

Vescovo 准备进入 DSV Limiting Factor进行创纪录的潜水。图中还有:Triton 潜艇的救援游泳者 Colin Quigley。Caladan Oceanic

这是一个艰巨的任务。三年前,地球上没有任何车辆能够完成这一壮举,或者任何接近这一壮举的东西。卡梅伦的潜水器 DSV Deepsea Challenger 在他的探险几年后因一场意外的公路事故而起火,从此再也没有修复过。而且,只有五艘潜水器能够超过海洋平均深度 4,000 米(13.123 英尺)。这五艘潜水器均由各国政府拥有和运营,不得供私人使用。但 Triton 联合创始人帕特里克·莱希多年来一直在考虑建造一艘全海深潜水器的想法;他只是需要有人出钱。(这艘潜水器耗资 3500 万美元。加上Pressure Drop,总价超过 4500 万美元。)这种安排对韦斯科沃来说很有效,韦斯科沃是一位渴望冒险的达拉斯私募股权投资者。他是仅有的 12 位攀登过七大峰会并滑雪到两极的美国人之一——即所谓的冒险大满贯。

因此,当韦斯科沃号在周三下午某个时候突破 7,100 米(23,200 英尺)的深度时, Limiting Factor超越了中国的蛟龙号(2012 年曾达到 7,020 米),成为世界上潜水深度最深的潜水器。如果韦斯科沃号明年能够成功到达马里亚纳海沟的挑战者深渊,它将成为唯一一艘官方认定可以完全潜入海洋的潜水器——可以反复到达海洋最深处。

几乎没有人认为韦斯科沃独自尝试潜入波多黎各海沟是个好主意。莱希竭力说服他,他需要一名副驾驶——一个有潜水经验的人——但这根本行不通。韦斯科沃是一名喷气式飞机飞行员,从 18 岁起就开始驾驶飞机。他让特里顿在他的车库里安装了一个模拟器,这样他就可以练习潜水艇在佛罗里达组装时的操作。他要么独自一人去,要么干脆不去。

Triton Submarines 总裁 Patrick Lahey(左)与 Victor Vescovo 一起查看潜水地点。Caladan Oceanic

让事情更加复杂的是, Limiting Factor是一个原型,其设计和建造使用了奇特的部件——其中最重要的部件是一个球形钛耐压船体,外面包裹着光滑的泡沫塑料外壳。Limiting Factor 的首席电气工程师 Tom Blades 简化了潜艇的电子设备,将其海底导航能力建立在发射前从Pressure Drop部署的三个价值 25 万美元的着陆器上。潜艇通过向着陆器和水面上的调制解调器发送 ping 信号,在海底确定三角位置。着陆器还可用作三个额外的科学站。它们配备了鱼笼、用于沉积物采样的推芯和“生物箱”,Vescovo 可以使用潜艇的机械臂将从海底采集的样本放入其中。 (每次潜水后,英国纽卡斯尔大学的艾伦·杰米森博士——研究较少的“深渊带”的专家和五大洋科学小组的负责人——都会收集样本进行研究。杰米森还会部署自己的着陆器,他认为他的团队仅在波多黎各海沟就发现了四个新物种,均为两栖动物。)

探险队队长罗布·麦卡勒姆称“限制因素”是“自阿波罗 11 号以来最重要的飞船”,虽然这有点夸张,但也不算太离谱。没有一艘潜艇能够反复潜入海底是有原因的。它们的建造成本高昂,而且设计难度极高。每个部件都必须能够在海平面和 1100 倍的压力下正常工作,同时还要保护将在盐水中浸泡数小时的电子设备,盐水对金属的腐蚀速度是淡水的五倍。

事实上,韦斯科沃不只是要求驾驶“限制因素”号;他还要求成为一艘潜艇的试飞员,这艘潜艇在他下潜前两天还在调试。8 月份的初步测试充满了问题。韦斯科沃到达了 5,000 米(16,400 英尺)的深度,潜艇也通过了这一深度的认证,但它立即被送回了佛罗里达,莱希和他的团队在那里把它彻底拆开,进行了一些改动。

在波多黎各海沟任务中,原定于 12 月 15 日进行的第一次测试因舱口漏水而取消。一天后,当 Lahey 登上潜艇对 Vescovo 的驾驶能力进行最后检查时,由于同样的原因,潜水再次被取消——在波涛汹涌的海面上,一次极其危险的发射和回收导致 Vescovo 失去了午餐。17 日,两人设法将Limiting Factor潜艇带到了波多黎各背风面 1,000 米(3,280 英尺)处,简化了发射和回收,但舱口在水面仍有轻微漏水。可变压载系统也存在问题,两个推进器在回收过程中被撞坏,最糟糕的是,Vescovo 用来从海底收集科学样本的价值 35 万美元的机械臂掉了下来,现在成了非常昂贵的声纳探测器。“我开玩笑说这艘潜艇花了我一大笔钱,”Vescovo 后来说道。 “今天,它确实让我失去了一只手臂。”

探险队队长麦卡勒姆的声音总是那么开朗,但同时也非常谨慎。他是卡梅隆的挑战者深渊号探险队的队长,也是使用俄罗斯和平号潜艇执行泰坦尼克号任务的多次队长。所以当他那天晚上召开全体会议时,船上的大多数人都以为他会宣布任务被推迟。相反,他说韦斯科沃决定继续前进。特里同号的工程师们必须在 19 日早上之前修复潜艇,但不包括机械臂(这对任务来说并不重要)。如果可以,韦斯科沃会去做;如果不能,他们就会取消任务。

第二天下午一早,莱希在船上就兴致勃勃,满脸乐观。他说,他的手下已经成功了。他们解决了舱口问题,重新连接了系统以修复一些机械故障,并解决了一些通信问题。海洋地质顾问希瑟·斯图尔特确信,她已经利用船上的多波束回声测深仪捕获的数据确定了海沟的绝对最低点,该测深仪被认为是所有民用船只上最先进的声纳。而潜水器认证机构 DNV-GL 的德国工程师乔纳森·斯特鲁也确信潜艇足够安全,可以下水。

大西洋制片公司的一个摄制组与 Five Deeps 合作拍摄了一部五集电视连续剧,该剧将于 2019 年底或 2020 年初在 Discovery 频道播出。他们找到 Paul-Henri “PH” Nargeolet(一位深海探险老手,他的 Five Deeps 制服徽章上写着“传奇”),询问他是否有顾虑。这次潜水有风险吗?“有风险,也有风险,”这位曾 30 多次潜入泰坦尼克号沉船的男子回答道。“我会告诉你,穿过你居住的街道比潜入 4000 米深的水下更危险。但在极其罕见的事故中,你在意识到发生了什么之前就已经死了。”

Limiting Factor 的母舰,DSSV Pressure Drop。Caladan Oceanic

第二天早上,麦卡勒姆最后一次召集了大家。“我们为实现这一目标付出了漫长而艰辛的努力……梦想终于成真了。”他感谢了众多参与其中的人:“科学家给了我们目标。声纳告诉我们该去哪里。电影制片人讲述我们的故事。船员们把我们带到这里……我们只需要去执行。计划很简单。”麦卡勒姆想了想,笑了起来。“他说,准备把潜水器送到 8,400 米深的海底。”

几个小时后,韦斯科沃被塞进 Limited Factor 内,进行最后的安全检查。“如果你感觉良好,生命支持系统良好,你就可以自由潜水了,”Triton 运营经理凯尔文·马吉 (Kelvin Magee) 通过无线电说。

“生命支持系统良好,”韦斯科沃回答道。“正在启动泵……另一边见。”

六个小时后,日落时分,麦卡勒姆乘坐 Zodiac 救生艇将他从潜艇中救出。“欢迎回家,维克多,”他说,然后开车送他回到Pressure Drop ,莱希在那里疯狂地拥抱着他的工程师们。

后来,当韦斯科沃手里拿着一瓶香槟时,拉希递给他一张纸。“我从来没有给过任何人这样的东西:认证试飞员的文凭,”他说。“我清楚地记得我第一次潜水。我潜到了 1,400 英尺。你只潜到这个深度的 20 倍。”


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