雅克·库斯托的孙子正在建造海底研究站网络

法比安·库斯托对人类如何在海洋中生活和工作有着自己的设想。他设想，通过建造水下栖息地，人们可以长期居住在海浪之下，这些栖息地看起来和感觉起来都像房子，而不仅仅是密封的、类似潜艇的气泡。

他描述道，这些居住舱将设有厨房、工作区和睡眠区。当然，还会有窗户或观景窗，通向外面的世界，前门呈月池状，实际上位于房屋底部。这样可以方便进出设施。

该项目名为 Proteus，是国际空间站的海上模拟，主要容纳水下航行员，相当于海洋中的宇航员。这个想法酝酿了一段时间。但它可能很快就会开始成形。Proteus Ocean Group 是一家私营公司，负责运营 Proteus，该公司最近与一家在海洋环境中制造高压和压力容器方面拥有专业知识的公司签署了工程、采购和施工 (EPC) 合同。Proteus 正在探索的技术与太空技术有很多相似之处。

第一个装置将安装在委内瑞拉北部的库拉索岛附近，位于水深约 60 英尺的海洋保护区内。该团队正在欧洲和美国寻找其他地点作为未来的站点——他们的目标是建立一个站点网络。他们已经完成了 Proteus 所在区域周围海床的 3D 测绘。

“我们进行了 3D 海底测绘，这在疫情期间可谓不小的成就。我们已经与 Carmabi 和库拉索政府分享了地图，”海洋探险家雅克·库斯托的孙子库斯托说。他们将在 4 月开始前端工程设计阶段，并在 2022 年底或 2023 年初预建各部件。如果一切按计划进行，Proteus 以及与之相连的深水卫星站预计将于 2025 年底在水下安装。陆基任务控制站也将同时建造。

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要理解这样的设施对未来可能居住在那里的研究人员有何帮助，了解它与传统海洋技术（如潜艇）的区别会有所帮助。“它与潜艇非常不同。潜艇是一个气泡。Proteus 和深水站从技术上来说不是压力容器，”库斯托说。“内部环境压力与外部压力相同。压力容器是指内部和外部的压力存在差异。”

他将其比作拿起一个杯子，将其倒置，然后将其压入水中。杯子内部会形成一个气泡，而水不会进入气泡，因为杯子内外的压力处于平衡状态。这对于居住在那里的探险者来说很有用，因为他们在离开 Proteus 进行水肺潜水时不需要反复调整以适应内部和外部不同的压力。

Proteus 提出的方案并非新想法。事实上，库斯托的祖父是 20 世纪 60 年代水下栖息地的早期先驱之一。潜水历史博物馆估计，目前已建造了 60 多个海底栖息地，尽管大多数已被废弃或年久失修。最后一个尚存的栖息地是位于佛罗里达群岛 60 英尺深处的 Aquarius，它仍用于训练宇航员和开展研究任务。2014 年，法比安·库斯托在珊瑚礁基站停留了 31 天，并与PopSci分享了海底生活的内部景象。

最后一座水下研究站的一些规格

水瓶座最初是美国国家海洋和大气管理局与美国海军的联合项目。但自 1986 年投入使用以来，它就被移交给了佛罗里达国际大学。水瓶座由三部分组成：一个包含实验室和生活空间的栖息地、一个将空气和通信从栖息地传送到海岸的生命支持浮标，以及一个重达 120 吨的底板，将栖息地压在海底。除了科学仪器外，该实验室还配备了联网计算机、互联网、电话、收音机和视频会议设备。

库斯托说：“水下实验室让我们能够在水下呆很长时间。”这使得研究人员可以全天候收集数据。此外，他补充说：“你要学会饱和。”

普通潜水员下潜至 60 英尺深的水下只能停留一小时左右。由于压力的快速变化会导致体内溶解的气体形成膨胀的气泡，从而阻碍血液流动或引起其他医疗问题，如果气泡上浮速度过快，就会引起所谓的减压病。这也是为什么潜水员必须在最后一次潜水后等待一天才能登机的原因。

在深水处饱和可使身体适应多个大气压（60 英尺相当于三个大气压，即水面压力的三倍，设施内的居民会一直感受到这种新压力），并在水下停留更长时间。当潜水员准备上来时，他们会经历一个减压过程，周围的压力会逐渐恢复到陆地上的压力，这样气体就可以安全地离开他们的身体。

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“在 [2014 年水瓶座任务] 期间，由于海底有充足的时间，我们每天每人潜水 8 到 12 个小时，”库斯托说。“我们能够在 31 天内完成相当于三年的科学研究，而不像船只停泊在水面，潜水员下潜。”

但 Aquarius 已经 35 岁了。“它就像恐龙一样。而且空间非常有限，”库斯托说。“我和纽约人开玩笑说，它就像和五个室友住在一间单间公寓里。”Aquarius 的内部总面积为 400 平方英尺，可容纳 6 人。他计划将 Proteus 的面积定在 4,000 平方英尺左右，可容纳约 12 名居民。

库斯托还想增加一些新功能，比如潜艇对接站或机库，“类似于某人的汽车车库，这样我们就可以利用这个工具去那些不适合水下航行员的地方，”他说。车库还可以用来部署自主水下航行器，这些航行器可以出去收集加勒比海周围的数据。然后，他们可以回到 Proteus 进行维修并下载数据。

Proteus 计划

库斯托希望，Proteus 和国际空间站一样，也是模块化的，这意味着它可以像乐高积木一样拆开，然后随着时间的推移用升级的技术组件重新组装。（尽管与国际空间站不同，它不是密封设施。）

“我们将能够满足未来的需求，因为技术在不断发展，”库斯托说。“你可以继续升级内部基础设施以及一些外部上层建筑。”

库拉索岛位于一座海山上。海底地形平均坡度为 45 度。如果位置合适，Proteus 号可以轻松进入各种生态系统，从珊瑚礁到暮光区顶部。“我们希望找到一个有利于研究但工程设计又不太复杂的地方。我们希望靠近任务控制中心，”库斯托说。“我们正在与库拉索岛政府和海洋保护区管理者 Carmabi 合作，以确定具体位置。”

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主要组成部分将借鉴过去栖息地的成熟技术。将有湿实验室、加压减压舱（为水下航天员重返水面做准备）、广播室、水培花园、更大的睡眠空间，以及一条将 Proteus 与陆地上的任务控制站和位于水面以下约 230 英尺的更深的卫星栖息地相连的脐带。

卫星栖息地将是一个氦氧混合气环境，这意味着呼吸气体是氦和氧的混合物。潜水员需要接受针对这些条件的特殊训练，库斯托将为该栖息地准备性能更高的潜水设备和加热系统。“对于特殊任务，较小的团队可以使用这些设备进行更深入的研究，”库斯托说。“请记住，如果你的饱和压力达到 3 个大气压，那么在返回 Proteus 之前，你可以潜入 70 米深的水下 2 小时，而无需任何减压义务。”

陆地上的任务控制设施将容纳干式实验室和健康评估室等基础设施，以及可直接提供 16k 广播功能的 Proteus 脐带，以及电力、冷却系统、生命支持、淡水和呼吸空气。作为备用，Proteus 将在水下配备辅助系统，以防脐带被切断，该系统可以维持数周。任务控制中心将能够通过往返于陆地和 Proteus 之间的船只、AUV 和潜艇提供地面支持。

另一个关键问题是食物和其他便利设施。三种大气压下的化学反应不同。他说，即使是肥皂在这种压力下也可能有毒。此外，由于在压力下呼吸的空气中含有氧气，因此不能有明火用于烹饪或任何其他可点燃的热源。这就是 Proteus 可以借鉴太空技术的创新和解决方案的地方。

Proteus 将容纳一系列潜水设备，使研究人员能够开展实验，例如珊瑚家族的选择性育种、观察与气候变化相关的问题或天气模式、部署传感器阵列以实时计算水柱中的微塑料浓度、检查新物种或分析现场样品的化学成分——所有实验都在水下实验室中进行，无需长距离运输。

库斯托的目标是让 Proteus 号使用可再生能源。“我很想研究其他基本能源来源（风能和太阳能除外），”他指出。“例如，海洋热能转换，这是一项成熟的技术，但尚未大规模实施。”

德克萨斯农工大学海洋工程学教授 Mirjam Fürth 坚信 Proteus 在资金到位后能够实现其设想的目标。（这可不便宜：福布斯估计建造 Proteus 的成本为 1.35 亿美元。Proteus 不仅获得了私人资金，还获得了法比安·库斯托的非营利机构法比安·库斯托海洋学习中心的资金。）

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但她指出，扩大规模可能带来某些技术挑战，这些挑战仍需要进行压力测试。这个问题归结为一个简单的问题，即他们计划如何将物品运进和运出他们的水下家园。例如，他们计划建造的潜艇，是应该通过一个巨大的月池还是气闸进入？食物和其他补给如何运送给居住者？

“我认为这就是为什么我们还没有看到大规模的[水下栖息地]。因为当你扩大复杂性时，很多事情都不是线性的，”菲尔特说。“在 60 英尺深处建造东西并不复杂，但让一大群人在那里生活很长一段时间，其中一些人可能不是专家——这是我们以前从未见过的，也是他们需要解决的难题。”

她补充说，需要考虑的其他因素包括飓风和水下地震活动可能造成的损害。（水瓶座的救生浮标在 2017 年被飓风伊尔玛损坏）。她说，与浮标相比，脐带“在恶劣天气下可能更安全”，尽管它可能更昂贵。

然而，尽管有这些考虑，菲尔特认为，使 Proteus 成型的材料和技术早已面世。而且它并不是唯一一家对此类项目感兴趣的公司。一个名为 SeaOrbital 的独立项目也在海洋中开发一艘漂浮的宇宙飞船实验室。这些项目的主要障碍是成本。

“这就是我认为现在正在发生的原因，”她说，他们可以利用这个新的探索时代和蓝色经济的崛起。“蓝色经济”一词涵盖了人们对水产养殖（海藻、贝类等）、波浪能和风能转换器以及海水淡化技术日益增长的兴趣。

“机器人技术在过去十年里取得了长足进步，在过去几年里，海洋应用领域也取得了长足进步，”她补充道。“而且成本也大幅下降。”

“蓝色经济的推动让人们意识到，除了传统的捕鱼，这里可能还有其他东西。我认为这是其中的一部分，”菲尔特说。在这个新的探索时代，探索海底而不是太空的异世界“对人们来说更容易实现”。