深海潛龍︰漫談載人潛水器｜星島教室
發佈時間：12:26 2024-11-21
9月來到尖沙咀海旁，竟然發現了一條蛟龍蟠伏在此，朝向九龍方向盡展颯颯英姿。原來是我國科研考察船「深海一號」領着載人潛水器「蛟龍號」首次訪港。許多中小學生有幸上船參觀，無不對當中先進的技術驚歎不已。相信不少熱血青年的心內頓時燃起了一個探索深海的夢想，希望到深海里一探究竟。
「水壓」挑戰
要成為深海探險家絕非易事。若問到甚麼地方比月球更神秘，相信不少人的答案都是這片近在咫尺的海洋。海洋覆蓋了地球7成面積，但即使現代科技發達，人類對大部分海洋仍然如同滄海一粟。深海（海中深度超過200米的區域）對大部分人類而言，印象恐怕只是一幕幕令人心驚膽戰的畫面：透心刺骨的寒冷、面目猙獰的奇異海獸，以及伸手不見五指的一片漆黑……
就算克服上述困難，還要面對深海的「守門員」︰「水壓」。水壓是指水對物體透加的壓力，會隨水深而增加，每下潛10米便增加1個大氣壓。若你身處10000米的深海，哪怕是一個手指甲大小的物件，亦要承受一輛汽車的重量。只要稍一不慎，深海水壓就會造成骨折、出血，甚至是死亡。GPS定位、無線電通訊等科技在深海全都難以使用，即使是最先進的設備，在這種極端環境下也可能面臨結構損壞或功能失效的風險。相信大家還記得2023年觀光潛水器「泰坦號」的那場悲劇，當時深海極高的水壓導致潛水器發生「內爆」，造成5人喪生。
潛龍先驅
當然，這些阻礙也無法遏止人類對深海的好奇心。早在1960年代，便已出現早期的潛水器。潛水器與潛艇不同，不能自主運行，必須依靠母船補充能量和空氣。1964年，載人潛水器「阿爾文號」投入使用，能下潛至4500米深。其後，雖然陸續研發出各種潛水器，但仍然難以克服海底航行或執行科研任務的種種問題。
中國同樣地早在1960年代，已開展海洋環境和生態系統的研究，其後還積極參與國際海洋科研考察項目，為後來的深海探索奠定基礎，增強在國際海洋科學界的影響力。目前全球僅有中國、美國、法國、日本、俄羅斯等先進國家，擁有建造深海載人潛水器的能力。
「蛟龍號」創造歷史
載人深海潛水器屬於潛水器研發中最頂尖的項目，中國於1999年啟動「蛟龍號載人潛水器」的研發計劃。但過程中須解決不少難題：
材料︰打造潛水器的外殼需要高強度和高韌性的合金物料，以及密度和吸水率低的浮力材料。
技術︰高超的鍛造和焊接技術才能使載人的球殼能夠承受強烈水壓。
設備︰先進的傳感器和攝像設備要耐寒耐壓，才可確保在深海中運作如常。可見要實現載人探索深海的目標，殊不容易。
幸好，天道酬勤，「蛟龍號」於2012年成功下潛，並於號稱「世界最深海溝」的馬里亞納海溝下潛超過7000米的深度，寫下了世界作業類載人潛水器最大下潛深度的歷史，實現中國在深海探索領域的重大突破。
中國內地與香港的關係密不可分，如此浩瀚的壯舉，香港專家有沒有機會參與呢？其實早在2013年，「蛟龍號」於深海考察時，香港浸會大學生物系教授兼副系主任的邱建文教授已隨同出發。「蛟龍號」最近在西太平洋海域考察中，18名科研人員中，共有3名香港科學家參與其中，順利完成下潛任務。
現時，「蛟龍號」已遊歷多國，與國際科研機構共同開展深海研究，南海、太平洋、印度洋、馬里亞納海溝等地都有它下潛的足跡，獲得無數珍貴的地質與生物樣品。是次在西太平洋海域成功下潛，更是「蛟龍號」第300次的下潛。
相信在未來，「蛟龍號」仍會與各國緊密聯繫，為深海探索領域作出貢獻。邱教授勉勵香港的年輕人多從事海洋研究，希望香港可成為中國深海研究走向國際的窗口。
研發自主遙控潛水器
「蛟龍號」正在研究加入人工智能相關技術，提升識別和探測取樣的能力。中國更積極研究不同潛水器，除了「海燕」、「深海勇士」等名號逐漸深得大眾關注外，更積極發展自主遙控潛水器的技術。2020年，中國首台自主遙控潛水器「海鬥一號」，成功多次下潛超過10000米，並運用機械臂搜集深海樣本，為中國深海研究提供了寶貴資料。
「蛟龍號」和其他潛水器，將繼續在深海生態、地質和資源等研究領域，發揮重要作用。
小思考，大智慧
為甚麼深海探索對人類這麼重要？另外，深海又為我們帶來甚麼好處？
參考答案
深海探索對人類帶來以下3方面的重要性和好處︰
1. 增加生物學知識︰深海有許多神秘的生物生活，例如桶眼魚、管水母、海天使等奇特生物的習性，讓人嘖嘖稱奇。研究牠們如何適應深海生活，可增進我們對生命起源和演化的理解。
2. 啟發醫學和生物技術︰研究深海生物的基因和細胞，可以為醫學或生物技術提供新的突破口，研發出更新穎的技術。例如新冠病毒期間，人類便借助了海底熱泉噴口附近的微生物所提供的生物基因，用來檢測新冠病毒。
3. 開採豐富天然資源︰陸地上的資源越趨匱乏，而深海仍然蘊含豐富的資源，例如各種礦物、金屬和化石燃料。如果能將這些資源加以應用，便可以解決許多地方資源不足的問題。
本欄逢周四刊登，由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿，旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料，引發學生探求知識的興趣，將學習融入生活，培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。
文：中華基督教會基慧小學（馬灣）STEAM統籌主任黃潤權、中華基督教會基慧小學（馬灣）科學科老師褚鴻鵬
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