以前探一次深海要花上千万，这台潜水器只要20万美元

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2026-05-06

在澳大利亚和南美洲之间的太平洋中央，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的调查船“雷尼尔号”（Rainier）正在执行一项任务：绘制超过 8000 平方海里的太平洋海底地图，寻找矿物储藏；与此同时，船上部署了两台长椭圆形的荧光色潜水器作为项目的“特工”，把它们送到近 6000 米深的海底，在海床上跳跃式前进。

（来源：麻省理工科技评论）

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这两台潜水器，由一家名为Orpheus Ocean的年轻公司制造，其设计初衷就是为了征服这片特殊的环境：松软的海床基质上生机勃勃，从微生物到蠕虫、蜗牛应有尽有，其间还散落着鸡蛋大小的金属“结核”——里面富含的铜、钴、镍和锰，正是全球技术产业梦寐以求的关键原料。

探测深海、获取这些宝藏，是科学界和产业界长期以来的梦想。Orpheus公司于2024年从伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）独立出来，其目标很明确：大幅降低深海探索的门槛。公司的设计理念被概括为“深而便宜”（deep for cheap），联合创始人兼CEO杰克·拉塞尔（Jake Russell）这样介绍。这些潜水器单台建造成本仅需几十万美元，而市面上现有的同类设备，价格往往在500万到1000万美元之间。更关键的是，与大多数自主水下航行器不同，它们能稳稳扎进海床，采集沉积物岩芯以及其中栖息的生物样本。

Orpheus的工程师们在深海设计领域已深耕数年，大部分研发工作在WHOI完成，并得到了NOAA和美国国家航空航天局（NASA）的合作支持。其原型机的设计下潜深度可达11000米，足以触及马里亚纳海沟的底部。虽然已完成两次商业部署，但眼下的这次远征才是真正的考验：在大范围海域内连续数周作业，并同时搭载多种科学仪器。以“雷尼尔号”为海上基地，这些潜水器每次能游出10公里，每秒拍摄一张高分辨率照片，单台最多可从海底采集8个物理样本。

如果测试顺利，这类潜水器有望成为政府机构、科学家和企业探索广袤深海及其资源的可靠工具。尽管市场上并非只有Orpheus一家，但公司凭借其小巧的体积和低廉的造价，正努力让自己成为最易获取的选项之一。

现状是，能抵达如此深度的潜水器数量稀少、价格昂贵，几乎全部掌握在NOAA等政府机构和顶尖研究所手中。科学家们需要排队申请，还常常排不上号。这种模式导致每次下潜都像是一次“快照”，匆匆拍照、取样便告结束。但要真正理解深海生态系统的运行机制，需要的恰恰是长期、系统性的观测，而非走马观花式的拜访。“我们正在测绘的这片区域，绝大部分从未被详细探索过，”拉塞尔指出，“因此，我们看到的任何东西都可能是全新的发现。”

沉积物专家

Orpheus潜水器属于自主水下航行器（AUV），无需缆绳与母船连接，依靠预编程指令和实时自主决策混合运行。但它们与传统AUV的设计思路截然不同。传统AUV追求远距离、高速滑行，而Orpheus则显得矮胖结实，底部甚至装有“小腿”，专精于在海底轻柔着陆，然后像一根针一样扎入淤泥，吸取沉积物岩芯供科学家研究。着陆后，它能重新浮起，向前推进几英尺，再次落下，如同青蛙般在海底跳跃前进。

潜水器的外壳主要由一种名为“微球泡沫”（syntactic foam）的浮力材料构成，关键电子元件则密封在一个厚实的玻璃球中。这种泡沫内部嵌满了中空的玻璃微球，足以抵抗深海的巨大压力。有趣的是，同样的材料曾被用于2012年载着导演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）下潜至马里亚纳海沟的深潜器。卡梅隆后来将剩余的材料捐赠出来，用在了早期Orpheus原型机的制造上。

据拉塞尔介绍，Orpheus潜水器长度不足两米，重量低于270公斤，是目前市面上能下潜至6000米的最小、也是最经济的水下航行器。其设计目标，是成为未来大规模机器人深海探测舰队的基本单元。

加州理工学院的地球生物学家维多利亚·奥凡（Victoria Orphan）曾在一项科考任务中使用过Orpheus潜水器。她指出，这种“小而便宜”的思路源于深海探索中的一个残酷现实：“每次你把设备从船边放入海中，都必须做好它可能无法回收的心理准备。”NOAA、WHOI和蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）所拥有的大型深潜设备造价惊人，损失一台便是重大挫折，更何况科学家们本就面临着设备使用时间严重不足的困境。

2024年春天，奥凡和同事们在阿拉斯加阿留申群岛海域研究深海甲烷渗漏时，测试了一台Orpheus潜水器。原计划是先由它绘制区域地图，再派遣著名的载人潜水器“阿尔文号”（Alvin）对特定区域及其微生物、动物进行详细考察。

然而，新技术总免不了“成长的烦恼”。奥凡回忆道，极低的温度和陡峭的海底地形带来了意料之外的挑战，潜水器花了整整三周时间才成功拍摄到渗漏区域的高分辨率照片。

这次波折并未削弱奥凡的信心。“沉积物与海水的交界面上，蕴藏着大量我们尚未触及的科学奥秘，”她强调，“像Orpheus这类设备，如果配备合适的传感器和采样器，将会成为一种极其强大的研究工具。”

拉塞尔则展望更远，他设想为这些潜水器配备专门设计的载荷模块，使其能够感知化学渗漏的热量、检测水中的沉积物云团和海洋生物脱落的环境DNA，甚至探测海底电缆的磁场信号。

苏格兰海洋科学协会的深海生态学家安德鲁·斯威特曼（Andrew Sweetman）虽未亲自使用过Orpheus，但他认为这种潜水器“巧妙融合了两种设备的优势”：既能像传统AUV一样进行大范围巡航测绘，又能像遥控水下航行器（ROV）一样执行精确的定点采样——ROV是一种通过缆绳与母船连接、由操作员实时遥控的机器人。

斯威特曼进一步指出，除了价格优势，体积小巧还意味着它们不需要大型科考船来运载和布放。这使得那些缺乏大型科考船的小国或资金有限的国家，也有可能开展深海探索。“从某种意义上说，这有助于打破深海科学被少数富裕国家垄断的局面。”他设想利用这些潜水器采集的沉积物岩芯，来研究海底生物如何循环营养物质——弄清楚这一点，对于理解海洋在全球碳循环中扮演的角色至关重要。

采矿的推力

廉价的小型水下航行器不仅吸引了科学家，也引起了企业的浓厚兴趣。拉塞尔表示，每周都有来自深海采矿、国防、海上风电、电信和油气等行业的企业前来咨询。他特别强调，Orpheus定位为纯粹的“数据服务商”，仅为客户在指定区域采集数据，而不参与决定海底资源应如何开发利用。他甚至指出，更精确的数据——关于海底地形、沉积物性质以及生物分布——反而可能提高资源开发的门槛，而各国政府和监管机构在这方面的规则制定才刚刚起步。

然而，许多科学家对日益升温的海底采矿热潮持谨慎甚至反对态度。近期的一些动向更是加剧了这种担忧。上周，一项由特朗普总统签署的行政命令要求美国政府加速推进海洋矿产的勘探和加工。更早一些时候，政府还宣布成立了海洋矿产管理局（Marine Minerals Administration）。

“我们对深海的了解还远远不够，”斯威特曼警告道，“在这种情况下，采矿的推进速度显得过快。”奥凡补充说，深海生态群落“可能是地球上最稳定的环境。那里的生物完全无法适应大规模扰动，其恢复过程将极其漫长，甚至可能是永久性的。”

目前，政府和企业提出的一种采矿方式，本质上如同将一台巨型推土机开上海底，一路推进、吸取矿物，身后留下创伤性的疤痕和翻搅起的沉积物云团。MBARI的海洋工程师布雷特·霍布森（Brett Hobson）认为，Orpheus这类技术或许能让资源采集变得更精准、破坏性更小，“而不是粗暴地把海底物质全部铲起再慢慢筛选。”

霍布森在MBARI从事水下航行器研发已有数十年。他也指出，Orpheus不会是唯一的选择：挪威、法国、日本、中国和英国的企业及政府机构都在开发类似的深海航行器。“我们这个社会真正需要的，正是让更多这样的设备投入使用，形成能力。”

未来几周，那两台荧光色的Orpheus潜水器将继续在太平洋深处反复起落。它们能否胜任未来的科学调查与资源勘探使命，答案将逐渐清晰。每一次下潜，都为我们带回关于这片神秘疆域的一点点新认知。正如奥凡所言，这“只是我们这颗星球上最小最小的一枚邮票，还有太多未知，等待着我们去揭示。”

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

来源:https://www.163.com/dy/article/KS8IPUS205119734.html

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