以前探一次深海要花上千萬，這臺潛水器只要20萬美元

（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）的調查船“雷尼爾號”（Rainier）正在執行一項任務：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。

這兩臺潛水器由年輕的 Orpheus Ocean 公司制造，專門設計用于探索這種環境：一片松軟的海底基質，生機勃勃，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“結核”——含有銅、鈷、鎳和錳，這些金屬對全球的技術產業至關重要。

長期以來，科學家和企業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。公司設計潛水器的理念很簡單：“深而便宜”（deep for cheap），Orpheus 的聯合創始人兼 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，而現有的選擇動輒 500 萬到 1000 萬美元。而且跟大多數自主水下航行器不同，它們能扎進海床、采集沉積物巖芯以及里面的生物。

Orpheus 的工程師們在深海設計上已經打磨了好幾年，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 11000 米，也就是馬里亞納海溝的最深處。它們已經完成了兩次商業部署，但這次新的遠征是迄今為止最大的考驗：在大范圍內連續運行數周，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構、科學家和企業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勢，很快成為最容易獲取的選項之一。

目前能下潛到這些深度的潛水器數量很少、造價高昂，全部掌握在 NOAA 等政府機構和研究所手里。科學家要用就得排隊，而且經常排不上。這種模式下，科學家每次只能匆匆下去拍幾張照、采幾個樣就走，相當于給深海拍了張快照。但要真正理解深海生態是怎么運轉的，需要的是長期、大范圍的系統性觀測，而不是一次性的走馬觀花。“我們正在測繪的這片區域大部分從未被詳細探索過，”拉塞爾說，“我們看到的任何東西都是全新的。”

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，靠預編程指令和實時自主決策混合運行，但它們跟傳統 AUV 的路數很不一樣。傳統 AUV 是為遠距離、高速滑行設計的，Orpheus 則矮胖結實，底部還長著小腿，擅長的是在海底輕輕著陸，然后扎進淤泥里吸取沉積物巖芯供科學家研究。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，關鍵電子元件封在一個厚厚的玻璃球里。這種泡沫內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 年載著導演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）下潛到馬里亞納海溝的深潛器上。卡梅隆后來把用剩的材料捐了出來，用在了早期 Orpheus 原型機的制造中。

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。設計它們的目的，是作為未來大規模機器人探索艦隊的基本單元。

加州理工學院的地球生物學家維多利亞·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實：“每次你把設備從船邊扔下去，都得做好它可能回不來的心理準備。”NOAA、WHOI 和蒙特雷灣水族館研究所（MBARI）手里那些大型深潛設備每臺造價不菲，丟一臺就是重大損失，更何況科學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域的地圖，再派載人潛水器“阿爾文號”（Alvin）下去詳細考察特定區域和那里的微生物、動物。

但新技術總有“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料之外的麻煩，潛水器花了整整三周才拍到滲漏區域的高分辨率照片。

這次波折并沒有澆滅奧凡的熱情。“沉積物和海水交界面上藏著大量我們根本還不了解的科學問題，”她說，“Orpheus 這類設備，如果搭載合適的傳感器和采樣器，會是一種非常強大的工具。”

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

蘇格蘭海洋科學協會的深海生態學家安德魯·斯威特曼（Andrew Sweetman）沒有用過 Orpheus，但他認為這種潛水器“把兩種設備的優點集于一身”：既能像傳統 AUV 一樣巡航大范圍海域，又能像遙控水下航行器（ROV）一樣做精確的定點采樣——ROV 是一種通過纜繩連接到船上、由人實時操控的機器人。

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。“從某種意義上說，這會讓深海科學不再是少數富國的特權。”他設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營養物質——搞清楚這一點，對理解海洋在全球碳循環中的角色至關重要。

采礦的推力

廉價小型水下航行器吸引了科學家，也吸引了企業。拉塞爾說每周都有企業上門咨詢，涉及深海采礦、國防、海上風電、電信和油氣行業。他強調 Orpheus 只是一個“數據服務商”，幫客戶在需要的地方采集數據，但不參與決定海底資源該怎么用。他還指出，更好的數據——關于海底地形、沉積物質量以及哪里有生物——反而會抬高開發門檻，而各國政府和監管機構在這方面才剛起步。

但許多科學家對日益升溫的海底采礦熱潮并不歡迎。上周特朗普總統簽署的一項行政命令更是火上澆油，要求美國政府加速推進海洋礦產勘探和加工。上個月早些時候，政府還宣布成立了海洋礦產管理局（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，采礦的推進速度太快了。”奧凡補充說，深海生態群落“可能是地球上最穩定的環境。那里的生物完全不適應大規模干擾，恢復需要極其漫長的時間，甚至可能永遠無法恢復。”

目前政府和企業提出的一種采礦方式，說白了就是把一臺巨型推土機開到海底，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。MBARI 的海洋工程師布雷特·霍布森（Brett Hobson）說，Orpheus 這類技術也許能讓采集變得更精準一些，“而不是把海底的東西一股腦鏟起來再慢慢篩。”

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、中國和英國的企業和政府機構都在開發類似的深海航行器。“我們這個社會真正需要的，就是讓更多這樣的設備投入使用。”

未來幾周，Orpheus 那兩臺熒光色潛水器將反復扎入太平洋深處。它們能否勝任未來的科學調查和資源勘探，答案會越來越清楚。每一次下潛，都多帶回來一點數據。“只是我們這顆星球上最小最小的一枚郵票，”奧凡說，“還有太多等著我們去了解。”

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