6月份，载着五名观光者前往观看“泰坦尼克”号残骸的“泰坦”号潜水器在海面以下数千米处爆炸，这凸显了为何人类对其他行星表面的了解多于对地球海洋深度的了解的原因。

海洋覆盖了地球表面70%以上的面积。然而，正如“泰坦”号灾难所表明的那样，这个水下世界是一个具有挑战性的探索之地。这是一个广阔的空间。水下最深处，太平洋的挑战者深渊，深达11000米，比珠穆朗玛峰的高度还高。

光线无法穿透到这么深的地方。尽管如此，这个鲜为人知的世界对于地球的未来至关重要。海洋与地球气候密切相关，更好地了解海洋可以为气候变化提供潜在的解决方案。此外，深海中也不断发现新的动植物物种。

海床也是钴、铜和锰等电池金属的产地，这些金属对于地球的清洁能源转型至关重要。尽管环保主义者警告脆弱的海洋生态系统会受到损害，但深海竞赛仍在继续上演，各公司和国家都将目光投向海底的资源矿藏进行开采。

挪威政府想要开辟比德国还大的海底区域用于采矿。印度于8月成为第一个在月球南极附近着陆航天器的国家，该国宣布了一项名为“Samudrayaan”（梵语意为“海上交通工具”）的任务，旨在到2026年让一艘可搭载三人的潜水器航行到6000米深处。而中国正在建造一艘带有潜水器的破冰船，旨在到达并探索北极海底。

探索这些深处是否太危险？技术处于什么位置？潜水器的下一步是什么？

简短的回答：即使在“泰坦”号惨案之后，水下探索很可能仍将继续下去。然而，通常无人驾驶并由人工智能驱动的小型潜水器可能是未来的趋势，它们使用新技术在水下充电并连续运行数月甚至数年。但在我们实现这一目标之前，仍然存在一些技术障碍。

2023年6月22日，在美国华盛顿州埃弗里特，埃弗里特港综合体总部附近造船厂内的海洋之门公司设备视图。海洋之门拥有并运营“泰坦”号潜水器， 后者于2023年6月发生内爆

未绘制的深处

尽管几十年的科学技术进步使人类能够向遥远的行星发送探索任务，但迄今为止，只有大约25%的地球海底已被绘制出来。

尽管如此，这也代表着一个重大转变，即到2017年，只有6%的海底被绘制在地图上。

旨在到2030年绘制整个海底地图的Seabed 2030项目主任杰米·麦克迈克尔-菲利普斯（Jamie McMichael-Phillips）说道，“所以，过去几年我们看到了巨大的加速。尽管如此，还有很长的路要走。”

Seabed 2030通常不会自行绘制地图。它通过搜索政府、研究机构和公司的档案，寻找尚未发布的海底地图。除此之外，它还试图说服其他船只使用声纳系统绘制海底地图并与他们共享数据。

声纳是一项古老的技术，最早发明于1910年代。它利用声波来确定水下的情况以及海底的样子。借助这项技术，水面舰艇甚至可以粗略地绘制海洋最深处的地图。Seabed 2030计划将这样的数据转化为地图并公开。

麦克迈克尔·菲利普斯说道，“一系列海洋过程取决于海底的形状，我们需要这些信息来更好地了解气候变化和生物多样性问题。”

这个过程的挑战在于它缓慢且耗时。而载满船员的船只需要穿越世界并使用声纳扫描海底。

麦克迈克尔·菲利普斯表示，“这是一个非常非常缓慢的过程。改变游戏规则的将是无人驾驶技术，你可以几乎一天24个小时、一星期7天都在操作船只，船上无需任何人。”

RoboSea的Robo-Shark是一种用于水下探索的多关节仿生机器鱼，于2020年1月8日在美国内华达州拉斯维加斯举行的2020 年消费电子展上展出

人工智能是“未来”

这就是为什么海洋研究人员对人工智能寄予厚望。自主运行的潜水器等船舶可能会占用探索广阔海洋所需的大量人力。

德国弗劳恩霍夫研究所研究水下机器人的研究员赫尔格·伦克维茨（Helge Renkewitz）说道，“当你需要检查特定物体（例如海上风力涡轮机的底座）时，由人类飞行员远距离控制的远程操作水下航行器效果非常好。但如果你想探索大片海底，自动驾驶潜水器就是未来。”

由人工智能驱动的自主潜水器将最大限度地减少深海探索对人类生命的风险，并能够更快地绘制海底地图。但研究人员理想的目标更进一步，即建造可以无限期探索的潜水器，从而加快扫描地球最深处的过程。

伦克维茨表示，这很困难，因为深海面临着一些工程挑战。

首先，盐水具有腐蚀性，这使得潜水器很难长时间完好无损地生存，除非它们是由钛钢等高科技材料制成的。然后就是压力。水下越深，作用在物体上的压力就越大。这对于“泰坦”号潜水器来说是致命的。

伦克维茨说道，“‘泰坦尼克’号沉船深处，近4000米深，此处一艘飞船每平方英寸承受5689磅（2580公斤）的压力。” 这是我们在海平面承受的平均压力的400倍。

此外，自动驾驶潜水器在水下深处航行时面临着挑战。

从表面上看，自动驾驶潜水器可以使用传感器环顾四周并识别事物。它还可以依赖GPS等精确的卫星定位系统。自主潜水器不具备这些奢侈的功能。

由于海洋深处的光线微不足道，它只能看到距离自己很近的地方。声纳可以帮助它看得更远，但它只能检测非常特定方向的物体。最重要的是，由于水下缺乏卫星连接，潜水器很难找到自己的位置。研究人员使用复杂的计算来跟踪飞船的位置，但这些并不总是准确的。

伦克维茨称，“这些位置估计算法总是存在错误率。在水下呆的时间越长，误差就越严重。仅仅几个小时后，你可能会远离你认为自己所在的地方数百米，而这取决于传感器的质量。”

这张2022年5月4日的照片显示了一架水下滑翔机在阿拉斯加湾漂浮。滑翔机可以利用翅膀在水下自行驾驶，并可以在海洋上上下浮动数月。但最终，他们也面临着潜水器面临的重大挑战：寻找能源为其提供动力

持续的探索

长期潜水器面临的另一个挑战是能源。这些潜水器需要电力来运行，但在水下，没有明显的电源可供使用。德克萨斯农工大学海洋工程教授保罗·库拉表示，解决这个问题将是更加深入地探索深海的关键之一。

他还表示，“我们的梦想是拥有一种永久运行的车辆，使用可再生能源来监测海洋并不断通知我们任何变化。”

一些潜水器已经采取措施实现这一愿景。水下滑翔机吸收水使它们向下滑行，然后再次放水来使自己上升，并用翅膀控制自己。通过这种方式，它们可以在海洋上上下浮动数月。但即便如此，它们最终也会受到电池寿命的限制。

为了克服这个问题，有几种选择。尽管太阳并没有穿透到地表深处，自主潜水器可以定期浮出水面，在再次沉没之前储存能量。但库拉表示，潜水器的小尺寸会限制其收集的太阳能量。

研究人员正在考虑的另一种情况是跨越海洋的浮动充电站，潜水器可以在那里停靠和充电。问题在哪？这需要很高的启动投资。

库拉指出，“最初的提升是非常缓慢。你需要埃隆·马斯克式的人物来实现这一目标并标准化海上充电连接器。”

另一种选择是利用洋流或海底热液喷口，尽管这些并不总是随处可见。库拉还在开发一种系统，利用不同深度水之间的热差产生能量。通过这种方式，潜水器可以在水中上下移动并产生维持自身所需的动力。

让任何这样的机器在恶劣的海洋条件下工作并不容易。尽管如此，库拉还是很乐观。

他表示，“时机似乎是对的。兴趣和资金不断增加，技术不断进步。话虽这么说，如果我们像资助太空一样资助深海探索，我们已经走得更远了。”

2013年4月5日，一头蓝鲸在斯里兰卡南部米瑞莎海岸的深蓝色海水中游泳。科学家们正在研究包括虾和磷虾在内的海洋生物是否可以教他们如何建造能够在海底成功操纵、加速和制动的潜水器 (路透)