“奋斗者”号深潜，万米深海传来“中国之声”!揭秘背后故事
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发稿时间:2021-02-19 10:04:00编辑:李婧怡来源:北京日报
“亲爱的观众们，万米的海底妙不可言，希望我们能够通过‘奋斗者’的画面向大家展示万米的海底。”
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朱敏在“蛟龙”号第一次海试的现场
【“奋斗者”号深潜，万米深海传来“中国之声”!揭秘背后故事】马里亚纳海沟，位于北太平洋西部，形成于6000万年之前。海沟深达万米，海底仿佛毫无生机，唯有黑暗、荒凉与寂静……然而，这片深海的寂静不久前被一个来自中国的“小家伙”打破了。
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制图/焦剑
2020年11月10日8时12分，我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号以10909米，坐底世界最深处马里亚纳海沟，三位潜航员第一时间通过水声通信系统分享了他们的心情。此时此刻，全世界的观众第一次通过电视直播听到了来自地球上这片最神秘的深海的声音。
从万米深海之中将声音即时分享给海面上的人们靠的是水声通信。这也是“奋斗者”号与母船“探索一号”之间沟通的唯一桥梁。令人骄傲的是，“奋斗者”号水声通信系统实现了完全国产化，这意味着中国水声通信技术已经位于世界最先进水平之列。“奋斗者”号使用的水下声学通信技术，是由朱敏研究员带领的海洋声学技术中心团队研发的。从2012年的“蛟龙”号7000米海试成功，到2017年的“深海勇士”号完成4500米深潜，再到2020年的“奋斗者”号突破万米的创举，“中国之声”实现了从最深的海底传来……
万米深海传来“中国之声”
“9998米、9999米、10000米、10909米!” 2020年11月10日，“奋斗者”号创造了我国载人深潜的新纪录。此时，在海面的母船“探索一号”上，参与海试的科研人员望着屏幕上滚动的数字，情绪一点点地沸腾……当10000米的数字跳跃在屏幕之上，周围的掌声已经响成一片。
“亲爱的观众们，万米的海底妙不可言，希望我们能够通过‘奋斗者’的画面向大家展示万米的海底。”2020年11月10日8时12分，三位潜航员第一时间通过水声通信系统从马里亚纳海沟的万米深海传回了“中国之声”。此时此刻，远在万里之外的北京中国科学院声学研究所的办公室内，有一个人正通过电视屏幕，默默地关注着这一切，露出掩饰不住的微笑，心头既感到欣喜，又有一丝自豪，同时还有一份成功之后的释然……他，就是中科院声学所研究员朱敏。正是他带领团队负责完成了“奋斗者”号声学系统中全海深水声通信机、地形地貌探测声呐、多波束前视声呐、多普勒测速仪、避碰声呐的自主研发以及定位声呐和惯性导航设备的系统集成，实现了从万米海底传声传影。相较于前两代的“蛟龙”号与“深海勇士”号载人潜水器，“奋斗者”号的声学系统实现了完全国产化，突破了全海深难关，技术指标也更高。
在茫茫深海，“奋斗者”号深潜，如同一粒芝麻撒进了大海，如何确定它的位置?此时，“声音”成了最有效的信息传递方式。可以说，水声通信技术是载人深潜器与母船之间沟通的唯一纽带。朱敏告诉采访人员，水声通信可用的工作频率导致其数据率比较低，能够传输的信息量比较少。如何能在低频率下，尽可能多和尽可能快地传播信息?朱敏团队运用了一个关键的核心技术--相干通信技术，包括一整套从信号编码调制到信道自适应均衡和纠错编解码等技术构成的整体解决方案，来克服远距离传输带来的信号损耗，在信号微弱的情况下提取出有效信息。
“考虑到载人潜水器的应用，我们在通信系统中设计了六大功能。”朱敏告诉采访人员，在设计之初，这套系统就充分考虑到载人潜水器的各方面需求，比如潜水器与水面通话的语音功能、数据和文字传输功能。考虑到“一张图能顶千言万语”，为了让人们详细了解水下环境，朱敏和团队还在系统里设计了照片传输功能。同时，为了应对水底可能出现的复杂情况，这套系统还包括了一套摩尔斯码和扩频码，可在极其恶劣的噪声干扰下保证指令的传达。
从7000米到10000米的飞跃
百丈高楼，非一日垒成。“奋斗者”号水声通信技术骄人的成绩，是经过20年的科研积累，最终实现的一次飞跃。
在朱敏的办公桌上，摆放着一组模型，从上往下依次是“深海勇士”号、“蛟龙”号和“奋斗者”号，这代表着中国载人深潜发展的三个阶段。
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