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2017-10-22 7:52:38河源日报河源网综合
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    不久前,“中国天眼”FAST工程台址勘查与开挖系统总工程师、中国科学院遥感与数字地球研究所非再生资源遥感应用研究室主任聂跃平,和“蛟龙号”现场海试副总指挥、上海海洋大学深渊科学技术研究中心主任崔维成做客“SELF格致论道讲坛”,讲述了他们在科学道路上的艰辛跋涉,呈现了科研工作者百折不回的执著精神。


    我为“中国天眼”找了一个“坑”
    ■聂跃平

    聂跃平,男,1958年生,贵州省独山县城关人,地质学博士,“中国天眼”FAST工程台址勘查与开挖系统总工程师、中国科学院遥感与数字地球研究所非再生资源遥感应用研究室主任。
   
    这么大的一个坑,上哪儿找
    “FAST”是世界上最大的单口径射电望远镜,建在贵州平塘大窝凼的洼地里。远看像一口大锅,直径500米,接收面积有32个足球场那么大,它的探测能力是137亿光年之远,大家算一下就知道这有多遥远。
    那么,我是怎么和这个“大家伙”结缘的呢?
    我出生在贵州独山县,一个以喀斯特地貌闻名的美丽地方。我小时候很调皮,经常背着家人跑出去玩,看到有些小河,流着流着就不见了,可一会儿又从那边冒出来,这让我感觉很奇怪。
    带着这些疑惑,1977年我考上大学,专门挑了水文地质专业。上了大学后我才知道,贵州是一个喀斯特地貌面积占70%的省份,所以它的风景很美丽,但是土地很贫瘠。因为喀斯特的岩性是碳酸盐,它可以被水溶解,贵州水又多,所以地表存不住水。
    大学毕业后,我被分到贵州地矿局工作。当时正好有一个关于黔南岩溶研究的国家项目,划了一块贵州岩溶发育最好的、7万平方公里的地方进行研究。因此,5年之内,那里的山山水水我都基本上跑遍了。
    1988年以后,我到南京大学念硕士和博士,我的导师是著名的地理学家任美锷先生。抗日战争的时候,他跟随浙江大学到贵州做过岩溶方面的研究。他听说我在贵州搞系统的岩溶课题,就对我“下猛药”,把所有喀斯特方面的研究成果和经验都传授给了我。
    1993年我到中科院遥感所做博士后,师从我国著名的遥感学家陈述彭先生。所谓遥感,就是指非接触的、远距离的探测技术,我学了遥感技术后,常常想:怎样在喀斯特地区发挥遥感的作用呢?正在发愁时,当时北京天文台副台长、也就是后来射电望远镜的首席科学家南仁东找到了遥感所。原来,1993年日本开了一个国际无线电科学联盟大会,会上提到射电望远镜。射电望远镜可以探知未来,但如果你们国家的设备不行,你就根本没有发言权。回国以后,南仁东认为中国作为一个大国,也应该建造射电望远镜。但是,要找这么大的一个坑,上哪儿去找呢?
    遥感所就向南仁东推荐了我。南仁东跟我说了这个坑所要具备的条件:第一,这个坑要圆;第二,交通要方便;第三,要相对隔离,附近住户不能太多;第四,也就是最关键的一条,要没有无线电干扰。
    我想贵州的洼地全都符合这些条件,肯定能找到一个合适的地方,于是就答应他去找。
   
    成千上万个洼地,怎么挑
    我在贵州待了一个月,回来后给南仁东写了一个报告,认为可以找到这个坑。于是,1994年八九月的时候,正式成立了FAST推进委员会,我被任命为选址组的课题负责人。
    虽然贵州有洼地,但是洼地成千上万,怎么挑?这时候遥感分析发挥了很大作用,我们花了半年多时间把可能的洼地圈出来,初步确认了400多个,再在地形图上挨个对,最后定了100多个洼地,每一个都实地跑一遍。
    贵州全是山,要跑遍所有的洼地,谈何容易。一般来说,我们下洼地需要半个多小时,上来得一个小时,已经累得不像样。而且贵州雨多,不小心踩滑一下,就会滚下几十米的深坑,非常危险。我有好几次滑了下去,幸好被树木拦住了。
    最难以忍受的是,我们去的地方都远离城市,一年两年大家还能适应,但一搞就是10年,有些人受不了离开了。我也有过打退堂鼓的想法,因为这是一件遥遥无期的事情,但是我作为一个贵州人,又是专门研究这个的,所以还是坚持了下来。
    最后选来选去,选中了大窝凼洼地。这个点定下来以后,首先要确定它的施工工程量。因为如果工程量太大,需要花几亿元去开挖也是不行的。所以,我们用现代仿真模拟技术,用编程软件确定一个个施工点,力求开挖量最小、最稳定。接下来要进行实地工程地质初勘,因为喀斯特地形很复杂,不知道哪里有溶洞、哪里有暗河,而射电望远镜的地基要求是非常高的。
    我们先通过初探,把看上去异常的地方圈出来,再用钻机勘探、取样。100多米深的坑,提一次钻就要几个小时。当时还没有路,都是原始状态,钻必须拆开以后再抬下去,因为打钻需要水和电,水要请人挑,条件非常艰苦。就这样,一点一点地打,打了几百个钻孔。
   
    在喀斯特洼地建大型射电望远镜,是中国人的发明
    一开始天文台做这个项目时,并没有固定的经费支持。因为给的经费实在太少,于是我大着胆子,给时任中国科学院院长周光召写了两次信。他批了两次,第一次批了5万元,第二次批了6万元。
    但是,随着选址的力度越来越大,经费还是不够的。科技部原部长徐冠华原来在我们所当过所长,于是我又给他写信,他又批了6万元。后来我把我们所长郭华东院士带到现场,他看到条件这么艰苦,非常震撼,就从所长创新基金中拨给了我们20万元,这才使经费问题暂时解决了。
    经过10多年的努力,到2007年,FAST项目终于立项。
    天文台任命我为台址开挖系统和勘探系统的总工程师,负责地质强勘、开挖设计等一系列工作。又干了整整8年,工程才建成。
    我国的射电望远镜项目建成以后,外界评价它有三大创新点,其中之一就是选址。为什么?因为利用贵州喀斯特洼地来建大型的射电望远镜,这是中国人的发明。
    因为有整整20多年的时间一直在现场工作,住在大窝凼的百姓们和我们建立起了深厚的感情。如今,当地发生了翻天覆地的变化。以前我去的时候,镇上没有一间像样的房子,全是草房。现在有3家五星级宾馆,有若干饭店,而且那里已经建成了天文小镇、天文博物馆,大家有机会可以去看一看。
    今天站在这里,我想对年轻人说几句心里话:这个世界充满了诱惑,但一个人也许一辈子只能干一件事,所以你们如果看准一件事,就要做到底,这样就会有收获。


    
    作为“蛟龙号”试航员,我曾9次潜入深海
    ■崔维成


    崔维成,教授,男,1963年出生。上海交通大学第一批“长江学者奖励计划”特聘教授。我国载人潜水器“蛟龙号”5000米海试现场海试副总指挥,三位试航员之一。现任上海海洋大学深渊科学技术研究中心主任,主要负责研制1.1万米全海深载人潜水器和深渊科学技术流动实验室。
   
    我下了9次,最大深度达到了7035米
    我与深海结缘,是非常偶然的机会。
    2002年我在上海交通大学当长江特聘教授,那时候中船重工集团找到我,希望我到无锡中船重工702研究所担任所长,我答应了。可是到所里以后才知道,除了所长这个担子以外,还需要我负责“蛟龙号”载人潜水器项目的研制,那时候研制项目刚刚启动。
    到所里一看,我们整个团队,退休返聘的员工加上在职员工,也就十来个人。要做这么大一个项目,怎么可能呢?于是,我们就让当年所里招的16个年轻人加入到团队中,“蛟龙号”就靠这样一支年轻的团队起步了。
    当时,我们所有人都没有见到过大深度载人潜水器是什么样,其间遇到的困难有很多,曲折也很多,但是经过10年坚持不懈的努力,我们最后把“蛟龙号”研制成功了。
    在这个过程中,我自己学到了很多深海技术方面的知识,因为过去这个方向不是我的专业。更为幸运的是,我在海试的过程中加入了试航员团队,能够亲自下到深海。我一共下了9次,最大深度是在西太平洋的马里亚纳海沟,达到了7035米。在那次7000米级的深海下潜试验中,我们国家创造了7062米的载人深潜纪录,这也是世界同类作业型潜水器的最大下潜深度纪录。
   
    从默默无闻到拥有最大深度纪录
    经常有人问我,深海到底是什么样子的,这个问题很难回答。我只是在深海里航行了1公里左右,但就是从这一头到那一头1公里的海底,差别还是很大的。所以说,海洋里隐含着很多奥秘,需要我们去揭示。
    我们吃的鱼虾等食物都来自海洋,如果我们把海洋利用好,海洋养殖可以为我们人类提供蛋白质的保障。在深海里,矿物质资源、稀有金属资源的含量也比陆地上多出几十倍,有的甚至多出几千倍、几万倍。海洋资源是人类未来可持续发展的重要来源,所以我们研究海洋是非常有意义的。
    因为“蛟龙号”项目的成功,我们国家从一个在载人深潜领域默默无闻的国家,变成了一个拥有载人深潜器最大深度纪录的国家。这个进步是很大的。目前国际上有5个国家拥有大深度的载人潜水器,分别是中、美、法、俄、日,我们已经昂首进入了载人深潜技术发达国家的行列。
    那能不能说中国的深海载人技术就是世界上最领先的呢?作为一名科技工作者,我自己感觉还不能这么狂妄。我们在“蛟龙号”研制的过程中,有很多设备是跟国外的公司、企业一起联合开发的,他们有很多值得我们学习的地方。
    此外,在我们研制“蛟龙号”的同时,国际上已经有人把眼光瞄向了最深的1.1万米的海底。在2012年“蛟龙号”海试之前,美国电影导演卡梅隆已经下潜到了10898米的深度。当然,那是属于探险型载人潜水器,里面只能容纳一个人。
    但是,这也告诉我们,中国载人深潜技术不能停顿,我们应该快马加鞭地研制1.1万米全海深作业型载人潜水器。
   
    全力研制1.1万米的作业型载人潜水器“彩虹鱼号”
    按照我们国家原来的规划,“十二五”期间的计划是进一步打基础,把国外引进的技术国产化,1.1万米的项目要到“十三五”才开始启动。2012年,距离“十二五”结束还有3年,我感到原来的计划实在是太慢了。“蛟龙号”项目当时只研制了一个载人潜水器,不是完整的系统工程,配套的母船没有立项,配套的无人救援设备或协同作业设备也没有立项,留下了很多遗憾。所以我大胆提出,1.1万米载人深潜器的项目,要成立一个深渊科学技术流动实验室,同时研制1.1万米的无人潜水器、1.1万米的载人潜水器和一个专业的母船,构成一个完整的系统。
    如果有了这样的系统,就可以填补我们国家关于深渊科学的空白。海洋中深度大于6000米的海域被称为“深渊”,那是充满未知的领域。如果有了先进的装备,从事海洋科考的科学家们就能有很多的科学发现。
    要把这个系统工程建立起来,需要花很多的钱,所以我们突破常规,采取了“国家支持+民间投入”的思路。我们把整个项目的经费需求拆分成一小块一小块,体制内能解决最好,体制内不愿意做的就找民营企业来做。
    项目推进的速度快得出人意料。最难立项的是“张謇号”科考母船,我花了4个月时间找到资金,用8个月完成设计,1年多后建造完成。“张謇号”从立项到下水,仅仅花了两年多的时间。2016年7月下水不久,就到巴布亚新几内亚的新不列颠海沟进行了科学考察。
    2016年12月,“张謇号”科考母船带上改进后的无人潜水器以及我们研制的三台深海着陆器,来到世界上海洋的最深处——太平洋马里亚纳海沟深约1.1万米的挑战者深渊。
    三台深海着陆器都顺利到达了挑战者深渊,工作正常。无人潜水器由于风浪太大,只潜到了6300米的深度。着陆器在马里亚纳海沟取得了丰富的海底样品。
    未来,我们的目标是研制完成1.1万米的作业型载人潜水器“彩虹鱼号”,其中最难的是载人舱,我们已经启动了载人舱研制的国际合作项目。
    “上九天揽月,下五洋捉鳖”,这是中华民族5000多年来的梦想。随着科学技术的进步,实现这样的梦想已经越来越近了。
    (综合:《解放日报》、中国科普博览、SELF格致论道讲坛。)
   

编辑:戴珍

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