在大约32,500英尺深处,雅克·皮卡尔和唐·沃尔什听到一声沉闷的爆裂声。一阵震动穿过 Trieste 狭窄的钢制球舱。挑战者深渊海底仍在数千英尺以下,连回声测深仪也探测不到。他们关掉氧气注入器,也关掉所有能够停用、仍在嗡鸣的仪器,随后静听。深潜器的配平没有变化,汽油浮体也没有泄漏,下降仍以原来的均匀速率继续。[2]
他们继续下潜。
单看这个决定,像是探险者拿性命与水压对赌。把1960年1月23日整次下潜重新拼合起来,另一套逻辑便显现出来。Trieste 从来不只是一枚被投向纪录的舱体。它更像一只水下气球,驾驶者不断在浮力、压载、时间和日光之间换算。能够下潜只是起点,它最要紧的特性,是上浮的方法早已写进下潜途中的每一项决定。[2][3]
压力与时钟共同刻下的一天
现存来源对起止时间的记载相差一两分钟。美国海军水下博物馆对原始下潜日志的转录写着“DOWN 0822 / UP 1658”。皮卡尔在事发后不久发表的叙述则把下潜时间记为上午8:23,浮出水面记为下午4:56。行动日志与参与者叙述之间出现这种细微差异很平常,事件次序保持一致。[1][2]
- 1958年:美国海军购入 Trieste。随后的改装计划安装了为36,000英尺下潜设计的新耐压球舱,并扩大了汽油浮体。[3]
- 1960年1月8日:皮卡尔与沃尔什在尼禄海渊(Nero Deep)下潜至约23,000–24,000英尺,这是挑战者深渊行动前最后一次重要验证下潜。[2][4]
- 1月19日:拖船 Wandank 开始从关岛拖曳 Trieste 前往下潜地点。四天航程在恶劣海况中结束。[2]
- 1月23日上午约8:22–8:23:Trieste 潜入水下,皮卡尔担任驾驶员,沃尔什担任观察员。[1][2]
- 上午11:30:到达26,000英尺时,皮卡尔记录说,他们已经释放6吨铁丸压载,以控制不断加快的下降。[2]
- 中午12:56:回声测深仪首次显示海底,距离约300英尺。[2]
- 下午1:06:探底索触底,Trieste 随后完成软着陆。[2]
- 下午约1:26:两人在海底停留20分钟后释放更多铁丸,开始上浮。[1][2]
- 下午约4:56–4:58:Trieste 浮出水面。为受损的出入舱筒安全排水,又用了约15分钟。[1][2]
整次下潜约八个半小时。接近五小时用于下降,在目的地只停留了20分钟,返程约三个半小时。从这些比例可以看出,抵达海底只是短短一段,整次行动的大部分时间都用于控制垂直运动。
下潜之前,海况已经损伤了机器
封面照片里没有一座停在平静水面、光洁如新的实验室。Trieste 低伏在浪间,登乘橡皮筏贴在旁边,护航驱逐舰 Lewis 位于后方。美国海军的图片说明确认,照片拍摄于创纪录下潜开始前不久。[8] 皮卡尔回忆,拖航扯掉了水面电话,毁坏了下潜与上浮测速仪,还使一台海流计部分损坏。海浪不断扫过甲板,船员逐项判断哪些损失只会带来不便,哪些足以中止任务。[2]
这种区分十分要紧,因为深潜器很快就会越过常规救援所能抵达的深度。沃尔什后来回忆,取消行动的消息在下潜开始时传来,项目科学家安德烈亚斯·雷希尼策(Andreas Rechnitzer)拖延了回复,直到报告显示 Trieste 已在10,000英尺以下。[4] 这段色彩鲜明的逸事来自五十多年后的口述史,简略的下潜日志里没有记录。把它视为沃尔什对项目临场应变文化的回忆,更符合其证据性质;它无法充当分秒精确的命令记录。即便如此,它仍照亮了这项计划面对的制度压力:一支规模很小的海军团队,正操作一台独一无二的机器,前往任何实际救援都无法触及的深处。
水面电话损坏后,皮卡尔改用肉眼可见的信号。他进入球舱后,可以短暂启动甲板螺旋桨;上方船员一旦看见螺旋桨转动,就应停止下潜。信号始终没有出现。舱盖合拢,竖直出入舱筒灌满海水,浮体滑入水下,浪涛的暴烈也随之消失。[2]
一只水下气球,一条铁制逃生路
常规潜艇可以靠自身动力穿行水体,Trieste 的运动原理与此不同。它的长浮体装着密度低于海水的航空汽油,浮力由此而来。两名乘员待在悬于浮体下方的耐压钢球舱内。灌水空间和铁丸压载让深潜器重到足以下沉;释放铁丸会减轻重量,汽油浮体便能把它向上拉起。[3]
铁丸装在由电磁铁封住的料斗里。电流一旦切断,重力就会让铁丸落下。即使完全断电,深潜器也会趋向上浮,乘员被困深处的风险因而降低。这套安排仍有局限:料斗会卡住,一旦进入上浮过程,可供驾驶者调节的余地也很少;它的基本倾向依然是在故障时转为正浮力。[3]
这套系统也把下潜与返程绑在同一份预算里。汽油受压收缩的幅度大于海水。随着 Trieste 越潜越深,汽油体积缩小,海水进入浮体,深潜器变得更重,下降速度随之增加。皮卡尔和沃尔什必须释放铁丸为下降减速,每一颗用于制动的铁丸,也就无法再用于启动或调整上浮。机器把判断换算成质量。[2][3]
第一道障碍就在水下300英尺
潜入水下10分钟后,Trieste 停在约300英尺处。这里的海水温度更低、密度更高,深潜器的相对浮力随之增加。类似的温跃层又在约335、425和530英尺处让它停下。驾驶者可以等待汽油冷却收缩,也可以释放一部分可消耗的汽油,让深潜器增重并赶上进度。[2]
等待能多保留一些浮力余量,却会消耗日照时间。皮卡尔相信计算所得的储备足够,于是排出少量汽油。下潜到约650英尺以下后,深潜器开始漫长而持续的下降。压缩作用使下降加速时,他逐步放出铁丸,把速度维持在每秒约三英尺;到26,000英尺以下,速度降至每秒两英尺,30,000英尺以下则降至每秒约一英尺。最后一段放慢速度,为回声测深仪留出了时间,以便发现斜坡或比预期更早出现的海底。[2]
这次探索同样是一场物资盘算。汽油换来穿过冷水层的下行,铁丸换来制动和此后的上浮。日照时限规定了他们还能用多少时间去换取两者。
裂开的地方在耐压球舱之外
32,500英尺附近的闷响检验了这套逻辑。皮卡尔和沃尔什当时还不知道裂缝出现在哪里。他们逐项查看球舱内能够观察到的迹象:配平没有改变,汽油没有流失,仪表读数没有异常,匀速下降也没有中断。他们关掉嘈杂设备,仔细倾听。确认承压部位没有失效迹象后,两人继续下潜。[2]
直到着陆后,后方探照灯才照出损伤。灌满海水的出入舱筒里,一大块 Plexiglas 有机玻璃窗板已经开裂。它位于耐压球舱观察窗之外,在深处时两侧都浸在海水中,没有压差。皮卡尔认为,低温下窗板与钢框的收缩程度不同,裂缝由此产生。[2]
了解裂缝的位置之后,“乘员眼看座舱窗失效仍从容下潜”的戏剧化说法便失去了事实基础。当时没有迫近的内爆危险,真正的操作风险留在海面。两人离开球舱之前,必须用压缩空气把海水推出出入舱筒。窗板一旦严重碎裂,舱筒便会无法排水;加压过快也有把它彻底撑裂的风险。若须让潜水员安装备用盖板,风浪中的操作还离不开日光。裂缝没有中止下降,却改变了时间安排。[2]
海底20分钟,以及一项未能经受检验的说法
中午12:56,回声测深仪捕捉到下方300英尺处的海床。探底索率先触底,卸去了最后几磅有效重量,Trieste 因而在下午1:06轻轻落定,避免了猛烈撞击。两人记录到接近38°F的水温,水流近乎为零,辐射读数也没有明确的阳性信号。沃尔什试着使用水声电话,出乎意料地收到了 Wandank 微弱的回应,声波穿过了将近七英里的海水。[2]
皮卡尔还报告说,他看见了一条外形似鳎的比目鱼。他在事发后不久发表的叙述中,把这次目击视为硬骨鱼能够生活在整个海洋最深处的证据。[2] 后来的生物学证据没有支持这一说法。艾伦·贾米森(Alan Jamieson)与保罗·扬西(Paul Yancey)把这次目击同已知鱼类深度极限、后来的海沟观察、狭窄的观察机会和压力造成的生理影响相比较,判断当时认错了生物,或报告本身存在错误。[7] 关于虾和水母的观察则可信得多。证据界线很清楚:这次下潜直接确立了人类抵达海床、设备在那里正常工作的事实;透过小窗作出的每一项生物学推断,仍须另行验证。
停留20分钟后,沃尔什借助后方探照灯确认了出入舱筒窗板上的裂缝。原计划还要工作10分钟,此时日光已经具有安全价值。皮卡尔释放铁丸,开始上浮。铁丸撞上海床,在正在升起的深潜器前方和上方扬起明亮的沉积物云。[2] 后来的讲述常把这片泥云写成结束停留的原因,皮卡尔自己的叙述次序则表明,泥云出现在离开决定之后。裂开的窗板与海面时限才主导了这一决定。
这项纪录先要校正,随后才值得庆祝
仪表的原始读数是6,300英寻,即37,800英尺。海洋学家约翰·克瑙斯(John Knauss)与约翰·莱曼(John Lyman)随后完成校准和计算,得出了长期广为接受的约35,800英尺。[5] 一项2021年的重建指出,这台仪表原先在淡水中校准,后来又按盐度、温度和重力作了修正;研究还说,原始仪表与完整的修正分析均已无法找到。[6] 一项壮举本身不会替仪表验证读数。
现代海底测绘又限定了这项纪录的含义。一项2021年经过同行评审的重建,把 Trieste 在挑战者深渊西部盆地的着陆深度列为约10,910米;同一研究估计,最深测量点位于东部盆地的另一组坐标,深度为10,935米,误差正负6米。[6] 新的最大深度没有移动1960年的着陆地点,也没有削弱首次载人下潜的意义。它说明,“最深点”是对起伏不平的海沟反复测量、比较后才能回答的问题,平坦海底上一枚永久黄铜标记的想象无法容纳这种复杂性。
这些修正把成就与传说分开。Trieste 的成功有一组更实在的条件:着陆、通信、释放压载、上浮,并把两个人送回空气中;一台校准完美的深度计和那条“扁鱼”均不在其中。
下潜在海面之上才真正结束
铁丸不断落下,汽油浮体把 Trieste 向上托起。汽油膨胀令上浮加速:皮卡尔记录,接近海底时速度约为每秒一英尺半,临近海面时逐渐接近每秒五英尺。上层温暖海水如预期般使深潜器减速。它冲出海浪时,与计划时间只相差几分钟。[2]
乘员仍不能径直打开舱盖。他们缓慢地把压缩空气送入灌水的出入舱筒,在水位下降时持续观察受损的窗板。平常只需两三分钟的过程,这次用了将近15分钟。直到排水完成,沃尔什和皮卡尔才爬上甲板。[2]
最后这15分钟补全了整个事件。人们通常把这项纪录画成一条垂直线,终点落在挑战者深渊;从实际操作看,它是一条闭合的环,直到出入舱筒排干才算完成。温跃层、可消耗的汽油、铁丸、原因未明的闷响、缩短的海底停留、不断膨胀的浮体,以及谨慎排水,共同组成了这项成就。
Trieste 能够抵达海洋最深处,靠的是机器与驾驶者在下潜全程始终保留返航条件;一味向下的冲力远远不够。
来源
- 美国海军水下博物馆,“Trieste Dive Log, 1953–1963”,藏品编号NMNW.2014.020.001——原始行动日志的转录,包含第70次下潜的日期、坐标、乘员、支援船只、修正深度和下潜/上浮时间。
- 雅克·皮卡尔,“Man's Deepest Dive”,National Geographic,1960年8月——事发后不久写成的第一人称重建,记述拖航、温跃层、裂缝、着陆、海底停留、上浮与出舱;Deepsea Challenge网站转载。
- 唐·沃尔什,The Bathyscaph TRIESTE: Technological and Operational Aspects, 1958–1961,美国海军电子实验室第1096号报告,1962年7月27日——关于汽油浮体、耐压球舱、铁丸压载、断电安全设计与操作顺序的一手技术说明。
- 美国海军研究办公室,“‘It Was Just a Longer Day at the Office’: An Oral History with Don Walsh”,Future Force,2016年夏季号,第28–30页——对“内克顿计划”、此前测试下潜、取消消息和项目后续的回顾性叙述。
- 美国国家海洋和大气管理局海洋探索项目,“Man at the Deepest Depth”——1960年1月23日下潜的机构历史,以及船载仪表37,800英尺读数修正为约35,800英尺的经过。
- Greenaway等,“Revised depth of the Challenger Deep from submersible transects”,Deep-Sea Research Part I 178(2021),DOI 10.1016/j.dsr.2021.103644——利用现代压力数据测量海底地形,区分 Trieste 在西部盆地的着陆地点与东部盆地的最大深度。
- 艾伦·J. 贾米森与保罗·H. 扬西,“On the Validity of the Trieste Flatfish: Dispelling the Myth”,The Biological Bulletin 222,第3期(2012)——对鳎鱼状鱼类目击说法的同行评审再评价;西澳大利亚大学研究记录。
- 美国海军,“Bathyscaphe Trieste with USS Lewis (DE-535) over the Marianas Trench on 23 January 1960”,美国海军历史与遗产司令部照片USN 710619——本文所用档案照片,Wikimedia Commons存有镜像。