（來源：麻省理工科技評論）

在澳大利亞和南美洲之間的太平洋中央，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的調(diào)查船“雷尼爾號”（Rainier）正在執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)：繪制超過 8000 平方海里的太平洋海底地圖，尋找礦物儲藏；與此同時，船上部署了兩臺長橢圓形的熒光色潛水器作為項(xiàng)目的“特工”，把它們送到近 6000 米深的海底，在海床上跳躍式前進(jìn)。

這兩臺潛水器由年輕的 Orpheus Ocean 公司制造，專門設(shè)計用于探索這種環(huán)境：一片松軟的海底基質(zhì)，生機(jī)勃勃，從微生物到蠕蟲和蝸牛無所不有，同時散布著雞蛋大小的金屬“結(jié)核”——含有銅、鈷、鎳和錳，這些金屬對全球的技術(shù)產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要。

長期以來，科學(xué)家和企業(yè)一直想探測深海并把這些寶藏帶上來。Orpheus 于 2024 年從伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）拆分出來，有望大幅拉低深海探索的成本。公司設(shè)計潛水器的理念很簡單：“深而便宜”（deep for cheap），Orpheus 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO 杰克·拉塞爾（Jake Russell）說。這些潛水器每臺的建造成本大約幾十萬美元，而現(xiàn)有的選擇動輒 500 萬到 1000 萬美元。而且跟大多數(shù)自主水下航行器不同，它們能扎進(jìn)海床、采集沉積物巖芯以及里面的生物。

Orpheus 的工程師們在深海設(shè)計上已經(jīng)打磨了好幾年，大部分工作在 WHOI 完成，并與 NOAA 和美國國家航空航天局（NASA）合作。其原型潛水器的額定下潛深度可達(dá) 11000 米，也就是馬里亞納海溝的最深處。它們已經(jīng)完成了兩次商業(yè)部署，但這次新的遠(yuǎn)征是迄今為止最大的考驗(yàn)：在大范圍內(nèi)連續(xù)運(yùn)行數(shù)周，同時搭載多種儀器。以雷尼爾號作為海面上的大本營，潛水器每次會游出 10 公里，每秒拍攝一張高分辨率照片，每臺最多從海底采集 8 個物理樣本。

如果一切順利，這次測試將有助于確立這種潛水器作為政府機(jī)構(gòu)、科學(xué)家和企業(yè)探索廣闊深海及其資源的工具。雖然市面上不止 Orpheus 一家，但公司希望憑借體積小和造價低的優(yōu)勢，很快成為最容易獲取的選項(xiàng)之一。

目前能下潛到這些深度的潛水器數(shù)量很少、造價高昂，全部掌握在 NOAA 等政府機(jī)構(gòu)和研究所手里?？茖W(xué)家要用就得排隊(duì)，而且經(jīng)常排不上。這種模式下，科學(xué)家每次只能匆匆下去拍幾張照、采幾個樣就走，相當(dāng)于給深海拍了張快照。但要真正理解深海生態(tài)是怎么運(yùn)轉(zhuǎn)的，需要的是長期、大范圍的系統(tǒng)性觀測，而不是一次性的走馬觀花?！拔覀冋跍y繪的這片區(qū)域大部分從未被詳細(xì)探索過，”拉塞爾說，“我們看到的任何東西都是全新的?！?/p>

沉積物專家

Orpheus 潛水器屬于自主水下航行器（AUV），不需要用纜繩連接到船上，靠預(yù)編程指令和實(shí)時自主決策混合運(yùn)行，但它們跟傳統(tǒng) AUV 的路數(shù)很不一樣。傳統(tǒng) AUV 是為遠(yuǎn)距離、高速滑行設(shè)計的，Orpheus 則矮胖結(jié)實(shí)，底部還長著小腿，擅長的是在海底輕輕著陸，然后扎進(jìn)淤泥里吸取沉積物巖芯供科學(xué)家研究。著陸之后，它可以重新抬起來、往前推幾英尺、再落下去，像青蛙一樣一跳一跳地移動。

潛水器的外殼主要用一種叫“微球泡沫”（syntactic foam）的浮力材料制成，關(guān)鍵電子元件封在一個厚厚的玻璃球里。這種泡沫內(nèi)部嵌有中空的玻璃微球，能防止在深海高壓下被壓塌。同樣的材料也被用在了 2012 年載著導(dǎo)演詹姆斯·卡梅?。↗ames Cameron）下潛到馬里亞納海溝的深潛器上?？仿『髞戆延檬５牟牧暇枇顺鰜?，用在了早期 Orpheus 原型機(jī)的制造中。

拉塞爾說，Orpheus 潛水器長度不到兩米，重量不到 270 公斤，是目前市面上能下潛到 6000 米的最小、也是最便宜的水下航行器。設(shè)計它們的目的，是作為未來大規(guī)模機(jī)器人探索艦隊(duì)的基本單元。

加州理工學(xué)院的地球生物學(xué)家維多利亞·奧凡（Victoria Orphan）曾在一次科考中用過 Orpheus 潛水器。她說這種“小而便宜”的思路源于深海探索中一個繞不開的現(xiàn)實(shí)：“每次你把設(shè)備從船邊扔下去，都得做好它可能回不來的心理準(zhǔn)備?！?/strong>NOAA、WHOI 和蒙特雷灣水族館研究所（MBARI）手里那些大型深潛設(shè)備每臺造價不菲，丟一臺就是重大損失，更何況科學(xué)家本來就在搶有限的使用時間。

2024 年春天，奧凡和同事們在阿拉斯加阿留申群島海域研究深海甲烷滲漏時，測試了一臺 Orpheus 潛水器。計劃是先用它繪制出該區(qū)域的地圖，再派載人潛水器“阿爾文號”（Alvin）下去詳細(xì)考察特定區(qū)域和那里的微生物、動物。

但新技術(shù)總有“成長的煩惱”，奧凡回憶說。極低的溫度和陡峭的地形帶來了預(yù)料之外的麻煩，潛水器花了整整三周才拍到滲漏區(qū)域的高分辨率照片。

這次波折并沒有澆滅奧凡的熱情?！俺练e物和海水交界面上藏著大量我們根本還不了解的科學(xué)問題，”她說，“Orpheus 這類設(shè)備，如果搭載合適的傳感器和采樣器，會是一種非常強(qiáng)大的工具?！?/strong>

拉塞爾設(shè)想給這些潛水器配上專門設(shè)計的載荷模塊，可以感知化學(xué)滲漏的熱量、檢測水中的沉積物云團(tuán)和海洋生物脫落的 DNA，甚至探測海底電纜的磁場信號。

蘇格蘭海洋科學(xué)協(xié)會的深海生態(tài)學(xué)家安德魯·斯威特曼（Andrew Sweetman）沒有用過 Orpheus，但他認(rèn)為這種潛水器“把兩種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)集于一身”：既能像傳統(tǒng) AUV 一樣巡航大范圍海域，又能像遙控水下航行器（ROV）一樣做精確的定點(diǎn)采樣——ROV 是一種通過纜繩連接到船上、由人實(shí)時操控的機(jī)器人。

斯威特曼說，除了價格低之外，體積小還意味著不需要大型科考船來運(yùn)送。那些沒有大型科考船的小國或窮國也可能因此做得起深海探索?！皬哪撤N意義上說，這會讓深?？茖W(xué)不再是少數(shù)富國的特權(quán)?！彼O(shè)想用這些潛水器采集的沉積物巖芯來研究海底生物如何循環(huán)營養(yǎng)物質(zhì)——搞清楚這一點(diǎn)，對理解海洋在全球碳循環(huán)中的角色至關(guān)重要。

采礦的推力

廉價小型水下航行器吸引了科學(xué)家，也吸引了企業(yè)。拉塞爾說每周都有企業(yè)上門咨詢，涉及深海采礦、國防、海上風(fēng)電、電信和油氣行業(yè)。他強(qiáng)調(diào) Orpheus 只是一個“數(shù)據(jù)服務(wù)商”，幫客戶在需要的地方采集數(shù)據(jù)，但不參與決定海底資源該怎么用。他還指出，更好的數(shù)據(jù)——關(guān)于海底地形、沉積物質(zhì)量以及哪里有生物——反而會抬高開發(fā)門檻，而各國政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)在這方面才剛起步。

但許多科學(xué)家對日益升溫的海底采礦熱潮并不歡迎。上周特朗普總統(tǒng)簽署的一項(xiàng)行政命令更是火上澆油，要求美國政府加速推進(jìn)海洋礦產(chǎn)勘探和加工。上個月早些時候，政府還宣布成立了海洋礦產(chǎn)管理局（Marine Minerals Administration）。

“我們對深海了解得太少了，”斯威特曼說，“在這種情況下，采礦的推進(jìn)速度太快了。”奧凡補(bǔ)充說，深海生態(tài)群落“可能是地球上最穩(wěn)定的環(huán)境。那里的生物完全不適應(yīng)大規(guī)模干擾，恢復(fù)需要極其漫長的時間，甚至可能永遠(yuǎn)無法恢復(fù)?！?/p>

目前政府和企業(yè)提出的一種采礦方式，說白了就是把一臺巨型推土機(jī)開到海底，一路推過去、一路吸，身后留下傷疤和翻攪起來的沉積物云團(tuán)。MBARI 的海洋工程師布雷特·霍布森（Brett Hobson）說，Orpheus 這類技術(shù)也許能讓采集變得更精準(zhǔn)一些，“而不是把海底的東西一股腦鏟起來再慢慢篩?！?/p>

霍布森在 MBARI 做水下航行器已有幾十年。他也指出 Orpheus 不會是唯一的選擇：挪威、法國、日本、中國和英國的企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)都在開發(fā)類似的深海航行器?！拔覀冞@個社會真正需要的，就是讓更多這樣的設(shè)備投入使用。”

未來幾周，Orpheus 那兩臺熒光色潛水器將反復(fù)扎入太平洋深處。它們能否勝任未來的科學(xué)調(diào)查和資源勘探，答案會越來越清楚。每一次下潛，都多帶回來一點(diǎn)數(shù)據(jù)?！爸皇俏覀冞@顆星球上最小最小的一枚郵票，”奧凡說，“還有太多等著我們?nèi)チ私狻！?/p>

https://www.technologyreview.com/2026/05/01/1136734/inexpensive-seafloor-hopping-submersibles-could-stoke-deep-sea-science-and-mining/