大型深海联合空间站系统

冷　峻

天津大学建筑工程学院本科生

1　技术背景

人类目前的目标，一方面是开发太空，一方面也在开发海洋。

自20世纪以来，人类在太空建立国际空间站，可在近地轨道长时间运行，供多名航天员巡访、长期工作和生活，为人类开发探索太空创造了平台。

深海更是国际海洋科学技术的热点领域，也是人类解决资源短缺、拓展生存发展空间的战略必争之地。自2011年深海潜水器技术与装备重大项目实施以来，“蛟龙”号载人深潜器（见图1）成功完成5 000 ～ 7 000 m海试并投入试验性应用，研制成功4 500 m深海作业系统以及突破4 500 m载人球壳关键技术等一系列重要研究成果；首个实验型深海移动工作站“龙宫”（也称“深海空间站水池试验平台”，见图2）也成功进行了水池试验。但是，如果人们需要长期或频繁进行海底科考，每次十几个小时的下潜可能无法满足海底科学活动的需要，从这个角度讲，建立大型深海联合空间站是有必要的。

图1　蛟龙号载人深潜器^[1]

图2　深海移动工作站^[2]

2　技术介绍

大型深海联合空间站系统是一种能在深海长时间运行，可供多名技术人员巡访、长期工作和生活的系统。该系统由多个不同功能和型号的中小型深海空间站组装而成，包括主体支撑结构、控制系统、推进系统、能量供应系统、机器人系统、声呐通信系统、生活区、人员物资输送系统、逃生系统、安全系统等。

相较于目前已研制成功的小型空间站，该系统优势体现在：通过建立椭球形抗压壳，保护系统在深海高压下正常运行。除了进行海洋观测、为海洋科学研究提供深海作业装备、机器人外，还可以根据海况和工况调整组合排列阵型，形成最优工作系统结构。同时实现探测、维修、输送等多项功能，效率更高。系统为工作人员提供更有利于工作休息的模拟陆地环境，在海中单次运行时间可以年计。当遭遇紧急危险情况，系统可进行自卫，各部分停止作业，迅速分离，逃生系统携带人员上升至水面，其余系统也在远程控制下高速远离危险源，以最大限度降低损失。

3　研究意义

通过建立深海联合空间站系统，来进一步推动中国海洋事业发展，推进深海资源的开发和利用，为开发利用深海资源、开展深海科学研究、发展深海工程提供了有利条件。同时，关于如何构造结构和选择材料来有效抵抗深海高压，以及深海信号接收等问题仍待解决。

图3　深海联合工作站简图

【注释】

[1]http://tech.sina.com.cn/other/2013-11-09/13478898929.shtml.

[2]http://news.163.com/13/1122/02/9E8KHTEV00014AED.html.