赵洋：探索万米深海的秘密

科技答卷人

在建设科技强国的新征程上，总有人在默默耕耘。我们推出“科技答卷人”专栏，走近科研攻关一线，记录那些将个人理想融入时代洪流的身影，聆听他们关于抉择与担当、坚持和热爱的答案。

操纵着自己带领团队设计的控制系统，深潜入人类已知最深的万米海底，是怎样一种体验？

能够回答这个问题的人，在全世界都屈指可数。赵洋就是其中之一。

作为“奋斗者”号项目副总师、控制系统负责人，他带领团队研制了大国重器的“智慧大脑”，与其他两位潜航员驾乘“奋斗者”号，下潜到10909米的深渊海底，验证了潜水器及控制系统的优异性能。一句“万米海底，妙不可言”的感言背后，是无数日夜的攻坚克难，是团队精诚协作的深厚情谊，也是一位科学家对探索未知的渴求、对祖国的庄严承诺，彰显了科研工作者以亲身实践推动创新的担当。

以下是赵洋特别为中国科协官微“中国科协之声”讲述的他的故事：

“万米深海，妙不可言”

2020年11月10日，我驾乘“奋斗者”号，在马里亚纳海沟下潜，到达10909米深的海底。5年多过去了，那一天的经历，我还是历历在目，永生难忘。

马里亚纳海沟最深的区域叫挑战者深渊，一共有西部、中部、东部三个比较凹陷的地带。这次任务中，我们先是在西部凹陷做了四次下潜。第五次，也就是我下潜的这次，是在东部首次下潜。

每次下潜，舱内一共3名潜航员。我的任务角色是“右舷科学家试航员”，主要关注极限深度下潜时控制系统相关设备的功能性能，并担负万米海底作业时右侧舷窗的对外观测和科学考察。

赵洋在水下试验载人潜水器控制系统。

总有人问我，万米下潜紧不紧张？其实经历了长时间的研发、试验，真正下潜时已经完全不紧张了，取而代之的是探索未知世界的兴奋和希望了解万米海底奥秘的渴望。

“奋斗者”号入水后，很多气泡环绕着潜水器，好像掉进了一杯碳酸饮料里。随着快速潜入海底，光线不断变暗，到200米深，就漆黑一片了；深度超过1000米，隔着舷窗能看到很多发光的生物，像流星划过夜空；到2000米深，发光生物也看不到了，舱内也非常安静，只能看到深度计数值不断增长。最后，当听到语音“长程高度计已探测到海底，请关注离底高度”时，就知道快到海底了。我们打开灯光，通过观察窗寻找海底。落地激起烟尘飞扬，就像坐着飞船在外星球着陆。

非常幸运的是，这个地方下潜深度达到了10909米，刷新了我国载人深潜的新纪录。

着陆之后，我们逐渐看清了海底的景象，酷似荒凉孤寂的外星球表面。这种震撼、壮美，现在想起来仍然让人激动不已。再好的传感器、摄像机，也比不了人类的亲自抵达、亲眼看到。当时央视记者通过水声电话采访我们，我的同事说了一句传播度很广的话：“万米海底，妙不可言！”这是我们共同的感触。

在万米海底，我们进行了长时间的巡航观察，使用机械手采集了沉积物、生物标本、岩石样本，观测了地形地貌，看到了蔚为壮观的海底俯冲带。6个小时的作业时间转瞬即逝，我们按照计划回到返航坐标点，然后抛载、上浮，安全返回。任务胜利完成，兴奋感稍微褪去，眼前开始像过电影一样闪过一幕幕情景：有万米海底的震撼，有对研发过程艰辛付出的感慨，有亏欠家人的愧疚，有对同事们团结奋战的感念。从甲板回到住舱，关起门，我已经是止不住地泪流满面，这种复杂又激荡的心情，很难言表。

潜水器的“智慧大脑”是如何炼成的

在这次深海挑战中，我不仅是潜航员，更重要的职责，是“奋斗者”号控制系统负责人、项目副总师。

我们载人潜水器研发团队有一个不成文的传统，就是总师要亲自下潜、亲身验证装备的性能。这既是出于技术人员对装备的负责态度，也体现出我们对装备可靠性的信心。所以在设计之初，我就已经抱着要亲自验证装备性能的决心去开展工作。

承担这么重要的任务，心理压力确实也很大。虽然在此之前，我一直在从事水下机器人控制技术研发工作，是研发7000米级载人潜水器“蛟龙”号时的科研技术骨干，在研制4500米级自主研制载人潜水器“深海勇士”号时担任系统主任设计师，积累了比较丰富的经验。但完全由自己掌舵，独自决策、独立负责，这是头一次。当时的想法，就是觉得国家下决心搞这样一个大国重器的研发，一定得竭尽全力把工作做好，才能不辜负重托。

载人潜水器的控制系统，我们可以把它理解为潜水器的“智慧大脑”，要采集各种传感器的数据，进行各种设备的控制，执行潜水器的运动操控，此外还包括水面监控、应急航行、系统仿真等等功能。

与之前的“蛟龙”号载人潜水器相比，“奋斗者”号研发面临着许多新挑战。比如，“奋斗者”号载人球舱比“蛟龙”号缩小了近三分之一。为什么不能做大一点？因为到了海底，指甲盖大小的面积上会承受一辆小轿车的压力。在这种压力下，体积过大，厚度就要增加，浮力材料也要增重，整个重量就会大大超过设计指标。球舱体积虽然缩小，但载员人数仍然不变，为了保证人员在舱内工作的舒适性，控制系统的体积就需要大幅缩小。这就造成一个问题：过去成熟的工业设备，在“奋斗者”号上都不能用了，需要我们自己研发。以信息采集模块这个核心设备为例，我们最终研发的模块体积缩小为工业模块的五分之一，重量为三分之一，而且表现非常稳定。

万米级的载人潜水器，既要克服深海环境下的环境复杂性，又要实现精确的定点作业能力，还要有一定的智能化能力，能协助潜航员在深海中实现长时间水下航行、作业。为了实现这些目标，我们把控制系统的性能指标定得非常苛刻，对试验过程也提出了更高的要求，除了理论推算，还要做大量的实航试验，采集数据、优化控制性能参数。海底科考对精准性要求很高，要抓取各种样本。传感器分辨率不变的情况下，量程越大，误差就会越大。“奋斗者”号比“蛟龙”号的下潜深度增加了3000米，即使要保持同样的控制精度，都是个很大的难题。

科研过程曲折反复。从确定所有研发目标，到整定控制参数，实现样机的装调测试，过程不可能是一帆风顺的。我称之为“掉坑理论”：从“坑”里爬出来时，设备终于成熟可用了。控制精准性上的成果更是给了我们很大的惊喜：万米下潜时，控制系统的实测精度提升了一个数量级。

对于困难与艰辛，我还是有心理准备的。挫败感偶尔也会有，通常发生在方案设计阶段。经过几番推演，还是拿不出令人满意的方案，这时我们会停下来，喘口气，换换脑筋，从头来过。紧急时加班加点，有的同事甚至带病赶进度，有时无法照顾家人。

最紧张的时刻，主要是在设计阶段，感觉就好像是在考试时答一张试卷，要把全部的精力投入到题目和思考答案中去。尤其是在临近交卷前，要全力以赴保证把试卷答好，把自己的专业知识全部倾注进去。总装联调完成后的海试过程，我心态反而要轻松些，这也是基于我们对设计过程的充分自信。

最重要的是，最终的结果是令人满意的：我们完成了万米深潜，潜水器控制性能指标得到了充分验证。“奋斗者”号研制成果获得了中国造船工程学会科技进步特等奖，还入选了世界工程组织联合会公布的“2025全球十大工程成就”。能够参与这样一项国家任务，我认为我们的一切付出都是值得的。

科研和探索没有止境

当个科学家，是我从小就有的梦想。

我父亲是一名橡胶行业的技术人员，小时候我在职工宿舍住过一段时间，能看到各种工业生产设备，耳濡目染，对科学技术非常感兴趣，经常问各种稀奇古怪的问题。父亲就给我买了《十万个为什么》《当代科学之门》等科普书籍，还订阅了一些科幻杂志，比如《奥秘》《飞碟探索》，我都看得津津有味。

考大学时，我觉得在未来的社会，机器一定会逐渐取代人类的手工作业，工业自动化技术会有非常多的用武之地，就坚定地选择了这个专业。

读书阶段学到的知识、技术对研究工作非常有帮助。我上大学时，工控领域仍然普遍使用汇编语言进行嵌入式控制程序开发。在学校，我们学到了当时刚刚兴起的C语言编程，我最喜欢的就是这门课，每天如饥似渴地学习。再加上控制理论原理、微机控制原理、传感器采集控制技术等专业课，让我建立了工业控制技术方面从理论到方法、从原理到设备的系统知识。到了工作岗位以后，完全发挥出了自己的技术专长。

这种好学和求知欲，加上铸造大国重器的责任与使命，是一直推动着我不断向前进的动力源泉。

亲自下潜到深海的经历，对我来说意义非凡。我对深海中的流场影响、声光特性、温度、生物、地质资源都有了最为直观的感受，这些对于新的科技研发都非常有帮助，有助于设计出更符合深海应用需求的大型科研装备。

我想，载人潜水器未来在技术上突破有几个维度：一是海底作业范围的广度，要实现长航程；二是海底驻留实现长周期，要能持续进行科考观测；三是要有高智能性，具备自主作业、航行等功能，能实现有人、无人潜水器联合作业、探测。

完成万米深潜是我们探索海洋的一个里程碑。但人类认识海洋，抵达上千米深海的时间也只有几十年。海洋是人类资源的宝库，是孕育地球生命的地方，它还有太多未解之谜。我有时会感叹，需要做的事实在太多了。面对如此浩瀚的海洋，科研和探索没有止境，每一次突破，都是下一个新征程的起点。

来源：中国科协之声微信公众号