封錫盛的辦公室里,四面環“?!?,蔚藍逼人。
在他身后是世界海洋全圖,右手邊是中國海區形勢圖,迎面那幅中華人民共和國地圖上,渤海、黃海、東海、南海,連綴成雄雞胸前湛碧的緞帶。左手邊那張一尺見方的油畫,也被“大?!闭既チ税肫?。
和別人討論工作時,他就在這些地圖上指點山海;業余有暇時,他也會抬頭看看,回憶自己都去過哪些海域。他說:“沒有比這更耐看的東西了?!?nbsp;
在沈陽這座內陸城市,在研究所的水泥墻壁間,這位將一生奉獻給水下機器人事業的可敬院士,為自己打造了一方煙波蒼茫的空間。他曾在人跡罕至的遠洋深處,護送一代又一代水下機器人試潛。
從“海人一號”開始
1941年冬天,封錫盛出生于遼寧省海城市?!昂3恰睕]有海,但這個小男孩未來的命運,卻注定與海結下不解之緣。
24歲那年,封錫盛畢業于哈爾濱工業大學自動化和電氣化專業。他服從上級安排,揮別家中七旬老母,遠赴電子部第十四研究所工作。8年后,他回到遼寧,來到了沈陽自動化所。
1979年,時任沈陽自動化所所長蔣新松院士在國內最早提出了海洋機器人研究計劃。兩年后,我國第一臺作業型遙控水下機器人——“海人一號(HR-01)”緊鑼密鼓地開工了。封錫盛加入了這個團隊,成了“海人一號”電控系統的負責人,為其量身定制相當于大腦和神經的控制系統。
“這可不是把陸地上做慣的工作直接照搬到水下?!彼f。水下環境的介質改變、傳感機制、流體動力學特征等,都給海洋機器人的研發帶來了重重挑戰。
那是一個特殊的歷史時期,跨國合作的渠道還很不通暢。沈陽自動化所聯合上海交通大學等國內科研單位,完全依靠自主技術和國內配套條件,攻克了一系列難關,順利完成了“海人一號”的首航和海上試驗。
誰都知道水下機器人是沈陽自動化所的一張名牌?!拔覀優槭裁丛缭鐩Q定走水下機器人這條路呢?”封錫盛說,“那時人們對機器人的認識尚有誤區,有領導甚至認為,我們國家不缺人,不需要搞替代勞動力的機器人。于是蔣所長決定,我們先搞水下機器人。水下機器人不跟活人搶工作,但是能做很多人類做不了的事?!?nbsp;
遠可開發海洋石油,近可救援溺水人員的“海人一號”,讓人們認識到水下機器人廣闊的應用前景。國內關于是否應該發展機器人的種種爭論,也出現了新的轉機。在此之后,國內的相關科研力量終于開始向這一領域聚焦。
而封錫盛的求索科學之路,也從“海人一號”開始,再也不曾與水下機器人分開。
為了全球97%的蔚藍
1986年3月,我國啟動實施了“高技術研究發展計劃(863計劃)”,全國從事基礎研究的科學家們,看到了一道明亮的曙光。
蔣新松把水下機器人的研究團隊召集在一起,希望大家群策群力,為即將申報的項目提出一個既有戰略意義又有可操作性的規劃。
在此之前,中國研制的都是有纜遙控水下機器人,工作深度僅有300米——這是中國絕大部分近海海域的最大深度。那么,他們該把多大的深度定為下一階段的攻克目標呢?
“6000米?!狈忮a盛說出這個數字時,不少人吃了一驚。
“這個數不是憑空來的?!敝v起這段往事,封錫盛走到辦公室里那幅引人注目的世界海洋全圖邊,指著那些深淺不一的藍色說,“全球海洋97%的區域,都達不到6000米的深度。也就是說,如果我們能制造出下潛6000米的水下機器人,就足以探索地球上絕大多數海域?!?nbsp;
“從300米一下躍到6000米,這個跨度是不是太大了?”一位海軍老同志提議,在中間再加上一個“1000”米的臺階,逐級過渡。
就這樣,一個向海洋進軍的“三步走”戰略,初步確定了下來。
封錫盛提出的這個“6000米水下機器人”的構想,給包括自己在內的科研團隊出了一個大難題。
在海洋中,每下潛100米就增加10個大氣壓,在6000米下的大洋深處,幾毫米厚的鋼板容器會像雞蛋殼一樣被壓碎。這就要求機器人身上的每一個部件,都能承受如此大的壓力,不變形、不滲漏;另外,水中不能使用無線電通信、無線電導航及無線電定位,如何發展當時還不成熟的水聲技術,給機器人安上一副“水下順風耳”,也是極具挑戰的課題。
科研人員迎難而上,“探索者”號1000米水下機器人和“CR—01”6000米水下機器人兩個項目,前后腳緊跟著上路了。
1991年,封錫盛跟隨蔣新松北上俄羅斯海參崴(今符拉迪沃斯托克),參觀俄羅斯海洋技術問題研究所。雙方談得投機,很快決定針對6000米水下機器人項目開展合作。一支由沈陽自動化所、中船重工702所、俄羅斯海洋技術問題研究所等組成的跨國合作團隊就此誕生了。
當時俄方已有較為成熟的深水機器人技術,特別在結構、材料、密封、軟件、傳感器及深海工作經驗等方面頗有長處;中方則在電子及計算機、流體動力學、淺地層剖面聲吶和測深測掃聲吶的電子信號處理等方面優勢明顯。雙方各展所長,確定了“CR-01”的總體方案。
1997年,“CR—01”將一面五星紅旗送入5179米的太平洋海底。這一激動人心的成果被評為1997 年中國十大科技進展,榮獲1997年中國科學院科技進步特等獎、1998年國家科技進步一等獎。1999年,作為“CR—01”副總設計師的封錫盛當選為中國工程院院士。
我還想再出一次海
迄今為止,封錫盛收獲的國家科技進步二等獎以上獎勵,共有10項,其中絕大多數,都經歷過大海的波濤蕩滌。
時間回到1995年,重達5000噸的中國“大洋1號”科學考察船在太平洋的巨浪間,就像一葉載浮載沉的扁舟。封錫盛等一眾科研人員的心,也隨著海浪劇烈顛簸。
將近一個小時了,眼前儀表盤上的數據一變不變,這意味著,海水之下的“CR—01”機器人,已經一個小時一動沒動了。
這是“CR—01”的第一次海上試驗,起初非常順利,這個橙黃相間,狀似魚雷的家伙一頭扎進水里,不斷刷新著中國水下機器人的下潛深度??茖W家們向它發出回歸指令后,它也乖乖聽命,一步步向上浮起,直到到達某一深度后,突然鬧起了“罷工”。
“誰也不知道是什么原因。我們都快嚇死了?!?nbsp;
作為一臺“自治水下機器人(AUV)”,“CR—01”沒有與母船連接的臍帶纜,這就意味著一旦出現任何閃失,這臺造價高達千萬元,凝聚中外科學家無數心血的水下機器人,將徹底遺失在茫茫大海中。
好在一個多小時后,儀表上的數字再度跳動,科學家們轉驚為喜,迎回了他們的心肝寶貝。
“每次海上試驗都是驚心動魄的。那么珍貴的東西潛入水里,我們的心也都隨著翻一個個兒,每次都生怕它們回不來。那種心情我至今不知如何描述?!狈忮a盛說,“但是事情過去了,再回想起來,就都變成了有滋有味的回憶?!?nbsp;
太平洋是無風三尺浪,5000噸重的巨輪進了大海的手掌心,也不過像個小小的玩具,被大浪拋過來又丟過去——苦了在船上工作的人們。
“走到船頭吐一口,走到船尾吐一口。吃也吃不下,睡也睡不著,什么吃藥、貼肚臍,統統不管用?!?nbsp;
跟暈車不同,人在海上一旦暈起來,無法得到片刻的緩解。左右搖擺的浪還好忍,上下起伏的“涌”最磨人。低頻率的涌,讓人的心臟都難以承受。
海上沒有手機和網絡信號,昂貴的越洋衛星電話,一般也舍不得打,只在有要事的時候才發電報跟陸地聯系。
每天陪伴他們的只有海鷗。出海時落在桅桿上的那幾只海鷗,在整個航程中始終都跟著這艘船,想去別處也沒有它們落腳的地方。人和鳥之間,有點相依為命的味道。
大海是浪漫的,也是咆哮的;海上的生活是寂寞的,也是艱苦的。
但有時候,大海呈現出了另一番景象:清晨,火紅的太陽從天際冉冉升起,放出萬道金光,藍色的波濤夾著雪白的浪花,起伏翻涌。甲板上,金頂黃袍的“CR—01”反射著晨曦霞光,仿佛還在回味昨晚圓滿完成的深海之旅。望著它,封錫盛和他的同事們心潮澎湃,難以言表……
“我們沒有忘記,把這一喜訊告訴我們的老所長?!狈忮a盛說?!癈R—01”獲得成功后,全體試驗隊成員站立在甲板之側,把伴著花瓣的蔣新松先生的骨灰撒進了太平洋,告慰他——他的遺愿已經實現。
在封錫盛眼里,這就是這個領域最美好的地方,平平淡淡的工作他不喜歡,就是這樣有困難、有波折、有回憶的事業,才是他畢生的追求。
“我現在還常常想再出一次海,就是年紀大了,他們不讓我去了?!彼f。
中國的深潛史詩,人類的回鄉之夢
如今,海試早已成了沈陽自動化所水下機器人團隊的“家常便飯”,每年都有幾百“人天(人數乘以天數)”在海上工作。
封錫盛的門下,也走出了許許多多被大海歷練過的才俊。2012年6月24日,“蛟龍”號下潛到西太平洋馬里亞納海溝7062米深度,創造了國際上同類作業型載人潛水器下潛深度新的世界紀錄。他的學生劉開周是“蛟龍”號載人潛水器控制系統的開發者之一,作為科研人員,冒著很大的風險參加了最初的下潛試驗,被中共中央、國務院授予“深潛英雄”稱號。
此外,他已經培養了30多名博士、碩士研究生,留在沈陽自動化所擔任研究員的劉開周、徐紅麗等畢業生,也都在繼續為水下機器人事業而奮斗著。
2016年,我國第一次綜合性萬米深淵科考中,沈陽自動化所研制的“海斗”號水下機器人,兩度下潛超過萬米,實現了長達52分鐘的馬里亞納海溝全海深坐底式探測。
“這條墨藍色的狹帶,就是馬里亞納海溝,最深處可達1.1萬米。當年我們為了世界上97%的大海努力奮進。而我們的年輕人,已經挺進了剩下3%的險絕之境?!狈忮a盛的指尖落在世界海洋全圖上顏色最深的地方,不無感慨地說。
作為國科大博士生導師,封錫盛告訴每一位學生:“在這里,老師會承擔必要的責任,你們盡可放手大膽地發揮你們的才能,通過項目研究鍛煉自己。人一生中只有短短幾年,能有這樣寬松的科研環境。希望你們珍惜這段時光,揮灑自己的才干?!?nbsp;
這份苦心沒有被辜負,蔣新松、封錫盛等人薪火相傳的水下機器人事業,正在年輕一代的手中發揚光大。
“人類來自海洋,但是人類已經無法返回故鄉,海洋機器人正在圓人類回鄉之夢?!闭f這話時,封錫盛的目光再一次落在辦公室墻上的“海洋”。(《國科大》2019年第4期)