我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器“蛟龙”号，正搭载着真正意义上的6位“乘客”在南海冷泉区，执行首个试验性应用航次任务。就在去年此时，“蛟龙”号潜水器在马里亚纳预定海域下潜，进行了7000米级海试的第四次下潜，下潜深度首次突破7000米，最终将中国深度新纪录定格在了7020米。“蛟龙”号潜水器究竟有何神奇之处，研制它的目的又是什么呢?
随着人类社会发展对化石能源的消耗不断增加，陆地和浅海地区的油气田陆续面临着产量下降的问题。人们将目光转向了长期以来很少涉足的深海，那里有很多的油气层和锰结核等海底矿床。由于大洋深处的海洋环境极其复杂，高海况、高压等特征使一般的探测设备无法涉足，而深海载人潜水器正是一种可以运载科学家、工程技术人员和各种电子装置、特种设备快速、精确地到达各种深海复杂环境，进行高效勘探、科学考察和近海底作业的装备，是和平开发和利用深海资源的重要技术手段。
从上世纪80年代开始，中国在国际海底开展了系统的多金属结核资源勘查活动。1991年3月，获准在东太平洋拥有了15万平方公里的多金属结核开辟区，但如何去调查这一海底矿藏的具体情况却难倒了海洋局的专家们———当时我国拥有的载人潜水器最大潜深也只有300米，根本无法深入金属结合区实施探测。直到1999年，国家海洋局向科技部提出发展深海装备建议。鉴于中国获批的海底矿区普遍深度在4000米以下，有人提出研制4000米级潜水器就够用了。中船重工702所的专家们提出中国在未来将大力探测深海资源，不能以眼前的这一点锰结核矿床来指导潜水器的技术定位。经过缜密论证，依然提出了“7000米载人潜水器”的方案。
2001年，中国与国际海底管理局签订了《勘探合同》，使中国在东太平洋海域获得了7.5万平方公里、拥有专属勘探权和优先开采权的多金属结核矿区。这一合同的签署，标志着中国正式拥有了自己的海底矿区，开发潜水器已经刻不容缓。同年底，科技部高技术司组织专家论证，决定研制7000米级潜水器。2002年4月国家海洋局向科技部报送了“关于启动7000米载人潜水器重大专项的请示”。2002年6月，科技部正式把“蛟龙”号载人潜水器列为863计划“十五”期间重大专项。
“蛟龙”号载人潜水器于2003年课题立项后，作为中国首次对大深度潜水器的探索，最重要的目的是尽快突破7000米级潜水器的相关技术。为了控制整个项目的研制进度，给探索深海资源争取时间，“蛟龙”号的研制没有闭门造车，而是与俄罗斯、美国、英国和法国等有关机构进行了广泛的交流与合作。从功能上看，“蛟龙”号载人潜水器分成四大部分：
●乘员系统：“蛟龙”号载人潜水器乘员系统的核心是一个钛合金耐压球壳，这个球壳就是潜航员工作的乘员舱，其设计强度必须能承受700个大气压才能实现潜水器下潜7000米深海的目标。由于中国缺乏钛合金构件加工成型的技术和经验，乘员舱是根据中国的设计方案，委托俄罗斯制造。具体的制造工艺被称为瓜瓣焊接，这种焊接工艺对于大规格钛合金厚板轧制能力、冲压能力的要求较低，但对焊接的要求较高。目前，中国已经能够利用这种工艺制造4500米级的乘员舱。而围绕这个球壳所涉及到的环境控制与生命保障系统必须保证有效过滤球壳内的二氧化碳，并维持一定的舱压、温度和湿度。该系统在正常情况下可保证3人12小时生命安全，应急情况下提高到3人84小时。
●动力系统：在动力系统中，动力源是核心。中国潜水器在早期用铅酸电池，后来改用能量密度更高的银锌电池，并成功在“蛟龙”号上应用了充油式银锌电池作为电源。未来的发展趋势是锂离子电池，中国也已在4500米载人潜水器研制项目中安排研究。此外，科研人员对国际领先的水下电机、水下推进系统、液压源、高压海水泵等引进技术进行研究，并积极开展了国产化试制。目前，水下电机、高压海水泵、一体化推力器等3种设备的国产化已基本实现。
●通信探测系统：“蛟龙”号载人潜水器在研制时就瞄准了国际上最先进的高速水声通信技术，通过对相干通信和非相干通信算法的研究，制定了处理算法，能够降低对误码的敏感程度，适合应用于水声通信。“蛟龙”号载人潜水器能够实时传输彩色电视图像和声学图像的功能是国外绝大多数潜水器所没有的。
●水下作业系统：“蛟龙”号载人潜水器的声呐系统采用高分辨率测深侧扫声呐，可以对如岩浆流、裂缝、断崖等细微尺寸地貌进行精准探测，形成高分辨的图像。在2010年的海试中，“蛟龙”团队依靠该型声呐在3759米海底获得了等深线间隔为1米的精细三维海底地形图和地貌图。作为“蛟龙”号水下作业系统主要部件的机械手、灯光设备等引进自美国，而成像设备等引进自日本。其中，机械手和采样篮都采用了可抛弃设计，如果在作业时被水草缠住，可起爆电爆螺栓抛弃这些部件使潜水器得以逃生。
其实，在“蛟龙”号项目启动之前，我国已经于1995年研制成功了“CR-01”6000米水下机器人，并利用这个无人潜水器在太平洋中进行了深海资源考察，为中国争得了对多金属结核矿产资源丰富的7.5万平方公里海域优先开采权起了积极推动作用。该项目为日后研制“蛟龙”号载人潜水器积累了大量工程实践经验。据介绍，水下机器人和载人潜水器的关系，就像卫星和飞船的关系一样。有了卫星发射的经验，载人飞船才成为可能。但无人潜水器毕竟不需要考虑乘员的工作及生命支持问题，而“蛟龙”号载人潜水器的最大难点就是要为潜航员提供一个可供其在深海工作生活的空间，并安全地完成任务返回母船。耐压构件密封、控制、水声通信等无人潜水器不会涉及或者是涉及面较浅的关键难点，最终被“蛟龙”号逐一破解。
