来自深海的直播

2014-08-11 07:23佘毅仁
中学科技 2014年6期
关键词:钢索巴顿潜水器

佘毅仁

【极限探索·深海专题之三】

20世纪初,美国有一批极富探索精神的科学家在世界各地进行着各种科学研究和考察活动。本文主角威廉·毕比便是其中之一。毕比早年就读于美国哥伦比亚大学,学习生物学。之后任职于纽约动物协会,长期从事野外实地自然科学研究。海洋生物的美丽和神秘激发出了毕比无限的憧憬和向往,未知的海洋世界也正等待着毕比满怀热情的开发和研究。

毕比为人积极、开朗,非常健谈,对如何吸引公众的兴趣和注意力更是驾轻就熟。所以,毕比极具个人魅力,就连美国第26任总统西奥多·罗斯福也和毕比有着深厚的友谊,这对毕比助益甚大。

20世纪20年代中期,毕比受到美国富商的支持和资助,开始使用科考船进行海洋学研究。毕比使用和当年“挑战者号”上的查尔斯·汤姆森类似的方法考察海洋生物,在水下不同深度采集海洋生物标本。从深海采集回船上的生物中有许多是前所未见的,这使毕比和船上的其他人都觉得十分惊奇。这些生物有的因为压力作用,器官被爆胀出体外,但其中一些生物依然活着。

他们产生了和汤姆森同样的疑问:这些生物在海底无光照、大压力的环境下是如何生存的?带着这样的疑问,毕比决心去水下,亲自考察海洋生态环境。

于是,毕比戴上一个特制的铜质潜水头盔进入水下。这个头盔设计简单,毕比肩扛头盔,肩部以上为密封部分,面部有观察窗,岸上的人用手摇泵通过管子把新鲜空气注入头盔内供他呼吸。

毕比只能在近岸的浅海活动,他下潜的极限深度在15米左右,虽然浅海的景色美不胜收,但深海的神秘更使毕比魂牵梦萦。

制造深潜球

20世纪20年代末,毕比将自己的深潜计划公之于众。许多工程师设计了一系列圆桶状潜水器,但这些设计无法胜任大深度的深海考察工作,并不能满足毕比的要求。这引起了本文另一位主角的注意,他叫奥蒂斯·巴顿。

巴顿同样毕业于哥伦比亚大学,他对工程学和自然史十分在行。

1928年12月,巴顿和毕比会面,商谈深潜事宜。巴顿向毕比介绍了一个更直接、简单的创意:制造一个中空的铁球,潜水员坐在铁球里观察周围,铁球连接一条钢索,由船上的卷扬机控制升降。巴顿将自己的设计思路和潜水器工作原理毫无保留地介绍给了毕比。

毕比对这个令人耳目一新的创意感到欣喜。经过历时一年的反复论证和修改,这个球形潜水器终于制造成功。

这个外形奇特的“深潜球”为中空合模的球形铸铁舱体,重约2.5吨,外直径约1.45米,壁厚3.8厘米。球形是所有几何形状中抗压性能最佳的外形,深潜球的设计潜深可达1000米左右,这也就意味着这个球体可以承受极大的压力。

深潜球的舱室前部有3个观察口,其观察窗采用熔结石英制成,这是当时工业界结构最稳定的耐压透光材料。

巴顿斥巨资制造的这个潜水器代表了当时美国最高的工业水准,球体和钢缆均由专业机械公司制造,照明灯具和通信设备也是从行业翘楚公司定制的,这样的工业全明星阵容保证了潜水器的品质。舱体内部采用了简单有效的维生设计,高压浓缩氧气瓶提供氧气,碱石灰中和二氧化碳,氯化钙吸收舱内的水分。此外,风扇、温度计、湿度计、电话听筒等设备也一应俱全。

为了使深潜球顺利升降,其顶部设有钢索连接口,钢索长约1060米,粗约2.6厘米,它是整个深潜活动的关键,海面风大浪急时,卷扬机将受到各种冲击,这就增加了钢索的负担,一旦钢索断裂,潜水器和潜水员必将遭到不测而沉入海底,因此钢索的材质和牢固性在制造时也被充分考虑。

为了稳定舱体,深潜球底部装有固定支架,这可以使深潜球在海底稳定着陆。

深潜序曲

潜水器制造完毕后,两位探险家随即开始深潜活动。1930年6月3日,他们在大西洋百慕大群岛海域进行海试,第一次海试由于缺乏经验,升降钢索和电话电缆像麻花一样缠绕在一起,造成了很大的麻烦。这让他们认识到深海探险必须做好充分的准备,否则将功亏一篑。

6月6日,毕比和巴顿进行了第一次载人潜航探险,一举成功创造了世界纪录——244米。6月11日,他们又创造了新的世界纪录——435米。毕比的纪录在报纸上被大篇幅介绍,毕比在混沌、暗无天日的深海里探险,并发现了全新的海洋生物圈。凭借广泛的社会知名度,毕比宣称自己正在完成伟大的事业,他在进行着不用跨出大气层的深海“太空”漫游。

为了赚足公众的注意力,他还邀请著名的画家来为他描绘出各种奇异的深海生物。媒体的力量的确巨大,当公众看到这些前所未见的图画时,无不瞠目结舌。

毕比成功了,他不仅名扬天下,还筹得了日后的科考经费。

巴顿是深潜球的出资建造人,并已将深潜球赠与毕比,可知名度却远不及毕比,但巴顿的理想也非常远大——成为知名的探险家和公众人物。

国际直播

——来自深海的声音

随后的美国经济大萧条,严重影响了科学考察工作的进展,直到1932年他们才重新开始深潜活动。在完成这次深潜之前,巴顿准备用电影摄影机记录下深海中的各种奇异事物,便将一个观察窗改造成摄影机位。改造的初衷虽然是好的,但在之后的无人试验中却险些酿成重大事故。

由于观察窗密封工作未妥善完成时,海水从缝隙中渗入。当卷扬机和吊车把远重于平日的深潜球吊上甲板时,毕比和众人惊呆了,当时高压海水呈喷雾状从各个连接口喷出,这说明舱内压力远高于舱外。

毕比和船员们用扳手渐渐拧开传递口时,深潜球内部的压力逐渐释放,最终瞬间将封闭紧急传递口的螺帽顶开,飞出很远的距离,撞入船上的钢板中。海水也像香槟酒被开启时一样,一涌而出,形成一道连续喷涌的水柱。

这件有惊无险的事提醒了毕比,海洋有着无穷的力量。为安全起见,该窗口被用钢板封闭。

1932年9月22日,毕比和巴顿再次钻进深潜球,开始了新的探险。这次他们刷新了自己创造的纪录——到达了677米的深度。这次潜水意义非凡,由全美广播公司向欧美听众实时直播了这次成功的潜水科考探险活动,成功创造了人类历史上第一次探险类性质的实况广播节目。

在直播中,人们带着浓厚的好奇心理,收听着他们对未知海洋事物的现场探索。碍于听觉所限,人们无法完全理解当时的所有情况。但对毕比而言,发现的新生物种类数量和对公众的影响力无疑是有增无减的。

再创新纪录

时至1934年,新一轮的深潜探险即将开始,此前毕比得到了美国国家地理协会的科考资助。作为合作条件,毕比也答应挑战这个潜水器的极限——深潜近1000米。这是此前的同行连想都不敢想的深度。经过了常年的使用,潜水器需要修理、保养和更新。

1934年8月15日,毕比和巴顿终于深潜到了水下923米的深度,再次创造了世界深潜的纪录。这个纪录一直保持了15年。

1949年,巴顿驾驶着改进加强版的深潜球,创造了1370米的新纪录。

毕比和巴顿使用了这种简单,甚至过于直接的办法来探索海洋,虽然与以后的探索成果相比仍有巨大差距,但还是成为了深海科考探险的先驱者。不仅如此,他们还对海洋物理学进行了研究,取得了宝贵的一手资料。

毕比还在海洋生物学上取得了无可替代的科学成就,他在多次下潜中发现了栉水母、深海大红虾、深海鮟鱇、深海蝰蛇鱼等多种深海生物,并进行了活体观察、分类及命名。

虽然有些生物至今仍未被发现,但毕比已然成为深海实地科考的第一人。

最重要的是,毕比还为公众科学知识普及作出了首屈一指的贡献,他一生出版的书籍、文献资料无数。

同时,多才多艺的巴顿后来还拍摄了海洋探险电影,为观众呈现了一个梦幻般的海洋世界。

他们有力地推动了科学文化对社会的正面影响。他们制造的具有历史意义的深潜器,至今仍被保存在美国的博物馆中向公众展示。

1933年,毕比参加了美国芝加哥世博会,与会期间毕比结识了另一位瑞士天才科学家——奥古斯特·皮卡德。两位巨人的会面和交流为人类海洋探索打开了新的篇章。

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