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深海燃 “冰” 取火記
2025-10-11 09:48:27來源:21財經編輯:張津銘

  9月18日,位於我國南海的海馬冷泉區上方海域,海面風平浪靜,但在水深約1522米處,漆黑中倏地燃起一簇興奮的火苗,打破了深海的沉寂。

  我國自主研發的“海馬”號深海遙控潛水器,採集冷泉口溢出的可燃冰及伴生氣,降壓使可燃冰分解為甲烷氣體,利用太陽能光伏裝置供電實現燃燒艙內深海引燃,獲取十五運會和殘特奧會“源火”,呈現引“天之光”燃“海之火”的“水火交融”奇觀。

  引天之光,燃海之火。當“水火交融”的科技奇觀通過水下攝像頭傳回“海洋地質二號”科考船之時,船艙裏瞬間爆發出雷鳴般的掌聲。這是全球體育運動史上,首次通過深海天然氣水合物分解燃燒實現“源火”採集。

  在10月9日的十五運會和殘特奧會火種採集儀式上,“源火”經採火棒點燃十五運會和殘特奧會火種盆。

  深海逐夢,燃冰成炬。這不僅延續了奧林匹克精神,更以“海洋科技之光”書寫了體育與科技融合的新篇章。

“深海採火”任務團隊圓滿完成任務

  尋源:48小時、1522米的深海赴約

  9月16日上午10時,廣州海洋地質調查局南沙科考碼頭陽光正好,隨著“深海逐夢,燃冰成炬”口號落下,火種採集工作指揮部執行副指揮長彭高峰揮動右手,宣佈多功能新型科考船“海洋地質二號”,載著“引‘天之光’燃‘海之火’,成就十五運會和殘奧會的光榮夢想”啟航出發。

  “海洋地質二號”隸屬於中國地質調查局廣州海洋地質調查局(簡稱“廣海局”),是伴隨“夢想”號、具備大洋鑽探船進行全球航行作業能力的多功能保障船。

  作為全球先進的多功能科考船,“海洋地質二號”配備高精度動力定位系統和綜合科考設備,擔任本次“源火”採集任務母船,搭載著本次任務的“主角”——集成內置“源火”採集裝置的4500米級“海馬”號深海遙控潛水器(簡稱“ROV”),穿過深中通道、港珠澳大橋,直奔南海北部海域開展科考航次並執行深海“源火”採集任務。

  9月17日上午,科考船內的會議室,“源火”採集任務團隊執行主任陳宏一聲令下,深海採火聯合系統調試正式啟動。隨著太陽能組測試與深海採火設施一切準備就緒,9月18日上午,“海洋地質二號”伴著海上的第一縷晨曦,抵達南海北部海域“海馬冷泉區”作業區。

  南海深處,風平浪靜。但是,“海洋地質二號”船艙內早已忙碌起來:ROV操控臺、駕駛臺、導航控制室、絞車操控臺、吊機控制室等各部分人員分工明確,由廣海局技術研發與操控人員組成的“海馬”號深海遙控潛水器深海探測科技創新團隊,正在進行下水前的最後一次準備。

  “絞車下放。”

  “好的。”

  對講機裏的指令簡短有力,船尾的A形架緩緩提起“海馬”號,將其從折疊狀態穩穩展開,向海面方向傾斜45°,將“海馬”號從甲板上方移動到海面上方。

  14時26分,通信纜通過A型架上的滑輪,將帶有十五運會標識的“海馬”號緩緩放入湛藍的海水中。

“海馬”號入海,陳馳攝

  此時,操控臺前的科研人員正緊盯著螢幕:為“海馬” 號量身定制的超高清水下攝像系統很快派上了用場——深水耐壓艙保護攝像頭,高亮度防摩爾紋光源等關鍵部件能穿透黑暗,結合先進的光通信技術,讓科研人員不僅精準操控ROV,還能實時看到水下的超高清畫面。

  隨著下潛越來越深,螢幕裏光線越來越暗,廣海局方法所副所長陳宗恒目不轉睛,生怕錯過“海馬”號坐底瞬間。

  很快,操控人員的聲音傳來——

  “ROV深度1400米。”

  “速度再降低一點,再放8米,放到1528米。”

  “ROV即將到底,絞車放慢速度。”

  就在“海馬”號即將觸底時,陳宗恒突然兩眼一亮,超高清4K攝像頭捕捉到從海底冒出的氣泡——冷泉滲漏點!

  “按照這個目標點往前走。”陳宗恒立即指揮操控人員操作手柄和搖桿,讓“海馬”號穩穩坐落到冷泉口旁。

  在照明燈光輔助下,“海馬”號靈活的機械臂抓起一個形似喇叭的密封收集艙,對準夾雜著充沛甲烷氣體的水流,採集溢出的可燃冰及伴生氣,等待原位合成分解可燃冰。

  “報告總指揮,‘源火’採集已就緒。”陳宗恒的聲音帶著一絲期待。

  “源火採集倒計時準備。5、4、3、2、1,採火!”陳宏的指令下達,深海取火的關鍵一步,開始了。

  點火:天海能量的深海共舞

  按下採火按鈕的瞬間,一次史無前例的能量接力,在天海之間展開。

  為此次任務設計的“源火”採集裝置,基於“海馬”號功能擴展和集成能力強的優勢,克服了深海耐壓性和密閉性難題,它要突破的是深海可燃冰原位收集、氣體流量精確控制以及燃燒環境維持及燃燒産物處理等三大技術難關。

  1522米海底,甲烷氣體流經收集艙,穿過內部的多層帶孔板,凝結成固態可燃冰,待氣體收集量滿足燃燒時長需求後,操控人員立刻關閉收集艙蓋板,再慢慢降低艙內壓力,將固態可燃冰平穩分解,重新變成甲烷氣體,通過開關控制閥進入密封的燃燒艙中,“源火”的氣源就這樣準備好了。

  光有燃料還不夠,科研人員遠程操控助燃劑閥門,讓氧氣流入燃燒艙,同時監控氣體濃度檢測感測器數據,通過水下控制閥調整比例,直至混合氣體恰好達到燃燒標準。

  萬事俱備,只差一點“火星”了。

  此時,科考船甲板面上,光伏發電裝置同步打開,光伏板翻轉至陽光最充足角度,把太陽能迅速轉化為電能,再通過連接“海馬”號的光電複合纜,一路傳輸到1522米深海底。

  這時,原本漆黑的燃燒艙內,電火花先透出一絲微弱紅光,然後慢慢變亮、升溫。五秒過後,16時48分,一束橙金色的火苗突然迸發,穩穩地燃燒起來。

  全運會歷史上最獨特的“源火”由此誕生。

  “源火”引燃,閆樨霖攝

  在另一台ROV的第三視角見證下,這簇火光就像“海馬”號跳動的心臟,透過燃燒室的藍寶石鏡面可視化窗口,將“水火交融”的科技奇觀傳向海面。

  短短30秒,火苗從熱烈的紅色過渡到淡藍色火焰——那是甲烷燃燒時的標誌性顏色。

  “源火持續燃燒,狀態完美。”陳宗恒説。

  船艙裏掌聲響起,但沒人移開注視螢幕的視線,因為此行還有一項“彩蛋”任務!

  緊接著“源火”採集,隨著“海馬”號另一隻機械手鬆開,一個“十五運會和殘特奧會‘源火’採集點”永久基點定位標,穩穩地立在了海底。

  “十五運會和殘特奧會‘源火’採集點”永久基點定位標放置成功,張亞念攝

  一系列任務完成後,“海馬”號回收採火工具,帶著燃燒穩定的“源火”開始上浮,于17時30分浮出水面。

  18時08分,任務團隊執行主任沙志彬小心翼翼地打開燃燒室的觀測窗,用一根引燃棒將“源火”轉移至特製的“源火”盒。

  9月28日,“海洋地質二號”科考船順利靠泊廣州海洋地質調查局科考碼頭,這只裝著“海底火焰”的盒子,被轉移到岸上特定區域進行妥善保存。

  接棒:從深海到賽場的火種傳承

  10月9日,十五運會和殘特奧會火種採集儀式在南沙科考碼頭舉行。在“夢想”號前,前來觀禮的人群,都在等待見證那簇從深海裏升起的“火苗”。

  儀式開始後,火種護衛隊將“源火”盒安放至“源火”臺,點燃火種盆環節開始。採火少女在“源火”臺引燃手中的採火棒,國家體育總局、中國殘聯、廣東省委省政府主要負責同志與香港、澳門特別行政區行政長官共同登臺,接過採火棒。

  伴隨著全場注視的目光,他們高舉採火棒,一起點燃十五運會和殘特奧會火種盆。隨後,熊熊燃燒的全運聖火被引入四盞火種燈。十五運會廣東賽區執委會、殘特奧會廣東賽區執委會、香港賽區籌委會和澳門賽區組委會代表分別受領火種。儀式結束後,火種將分別奔赴港澳廣深4座城市,于11月在香港、澳門、廣州、深圳四個城市舉行火炬傳遞。

火種採集現場,陳夢璇攝

  由於“海馬”號在源火交接後需要再次回到海上開展其他作業任務,因而未能到場。“我們的‘主角’還有很多科考任務要忙。”陳宗恒笑著説。

  回顧來時路,這場創意與科技的結晶,從靈感萌發到技術實現,歷經一年多的不斷打磨和持續完善。 

  2024年6月初,十五運會和殘特奧會廣州賽區執委會大型活動部成立科技小組,力求挖掘一批原創性成果、顛覆性技術、獨佔性産品,賦能開幕式儀式與文體展演。6月20日,科技小組實地考察“夢想號”大洋鑽探船,並聚焦可燃冰的挖掘、收集、存儲、轉運、引燃等全鏈條技術保障,與廣州海洋地質調查局展開深入交流,初步研判其在全運會“火種”採集環節應用的技術可行性。

  雙方進一步深度研討通過可燃冰獲取火種的呈現方式與實現路徑,去年7月15日共同凝練提出“海底採火”創意:依託我國自主研發的“海馬”號深海遙控潛水器,于我國南海瓊東南海域“海馬冷泉區”水深1500多米處採集甲烷氣體,原位採集分解可燃冰,並利用太陽能通過特種裝置實現深海引燃,將戰略性清潔新能源、深海探測關鍵技術及核心裝備等元素有機融合,呈現“水火交融”的科技奇觀。

  該創意完美實現引“天之光”、燃“海之火”,獲得國家體育總局、中國殘聯、十五運會和殘特奧會廣東賽區執委會一致認可,並明確由廣州賽區執委會具體執行,推動“深海逐夢,燃冰成炬”從構想邁向實施。

  廣州賽區執委會大型活動部整合廣海局、浙江大學海洋學院、東海實驗室等大學大院大所和高景太陽能、萬家樂等灣區企業力量,形成産學研用深度融合的創新共同體。廣海局在頂層設計、理論原理、基礎架構、工區選址等關鍵要素方面牽頭實施,並提供深海作業手段及平臺保障,解決了可燃冰原位生成、深海高壓燃燒控制、太陽能跨介質能量傳輸等一系列核心技術難題;浙江大學海洋學院在設備加工、材料海試、裝置集成美化等方面提供了支持;東海實驗室牽頭突破了深海高壓燃燒控制技術;高景太陽能開發了高效光伏追光系統;萬家樂則承擔了特製火種盒研製任務。

  一次成功的嘗試背後,便突破了10余項“卡脖子”技術,歷經上萬個零件加工組裝,完成了超百次實驗室模擬與兩次目標海域海上全流程試驗。採火任務結束,“可燃冰原位採集分解及引燃裝置”將在廣海局的國家平臺——天然氣水合物勘查開發國家工程研究中心永久保存。未來,它會通過實物、模型、互動平臺等形式,向更多人展示可燃冰開發、深海機器人等科技成果。

  那簇從1522米深海而來的 “源火”,將帶著深海科技與體育文化的融合,照亮十五運會和殘特奧會賽場。

  文字記者:陳夢璇

  特約撰稿:張穎

  視頻記者:王沛然

  攝像:彭昇華

  視頻剪輯:趙婷婷

  作者:陳夢璇,張穎 

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