中科院金属研究所 研究员 杨锐：三大难点，一个材料，一个加工成型，一个焊接，是由三家大型的国有机构分别承担的。真正实现集中力量办大事。快速地创新，快速地实现产业化，快速地做出国之重器。
下潜、上浮时 如何保证潜水器安全？
张敬杰，中科院理化技术研究所研究员，她的科研团队负责研发的浮力材料，为潜水器顺利下潜和安全上浮提供保障。
中科院理化技术研究所 研究员 张敬杰：我们潜器下潜到海底之后，作业完了要上来，有两种形式，一种是消耗能源，用动力把它推上来，但潜器在水下的作业时间和作业的项目就会缩短，而且活动半径会变小。所以要用一种无动力上浮技术，不消耗动力也可以把潜器带上来，就要用到固体浮力材料。
载人潜水器下水时要携带两组压载铁，在重力牵引下潜入海洋深处。临近海底，潜器会抛掉第一组压载铁，达到悬浮在水中的均衡状态，并在海底作业。完成作业后，潜器抛载掉第二组压载铁，使所受浮力大于自身重力，上浮返航。浮力材料的性能直接关系到潜水器与潜航员的安全。
据张敬杰介绍，如果没有固体浮力材料，潜器就不能下去，因为下去之后就再也上不来了，所以这个是非常关键的一个环节。
在高速摄像模式下拍摄的画面中，散落的白色粉末，就是浮力材料的原始状态。或许你很难想象，这些粉末每一粒都是一个空心球体。
这种材料的学名叫空心玻璃微球。用它制作固体浮力材料，不仅需要足够轻，还需要耐高压。长期以来，国产浮力材料普遍存在密度高和强度差的问题，这极大阻碍了我国深海科学研究进程。
在世界范围内，只有少数国家掌握核心技术，且对我国实行技术封锁。2012年下水的中国第一艘载人潜水器“蛟龙”号，浮力材料从美国进口，“蛟龙”号副总设计师胡震向我们讲述了这样一段往事。
历经万难：技术一定要掌握在自己手里
据“蛟龙”号副总设计师胡震介绍，当时已经跟厂家沟通好，购买浮力材料比重是0.52，而（实际）卖给他们的是0.56的，降了一个档次。潜水器的重量马上就上来了，相同的浮力就要用更多的原材料，本来设计好的一套东西，都得重新来过，对潜水器的影响很大。
技术一定要掌握在自己手里，路才能越走越宽。
2014年，中科院理化所牵头对浮力材料的自主研制展开攻关。他们在这一领域有多年的技术积累。上世纪90年代，在实心玻璃球的配方实验中，一次失败，让他们偶然发现了漂浮在水上的空心微球，由于具有轻质隔热等特性，理化所对其性能和应用进行了长期研究和关注。
固体浮力材料的制备没有技术路径可以参考，研制过程异常艰辛，在经历了上千次失败后，中科院理化所终于制备出具有高安全系数的固体浮力材料，并且批量化生产。2018年，固体浮力材料标准块在中科院深海所完成了压力测试。
10909米 “奋斗者”号探知海底最深点
2020年12月，“奋斗者”号的母船“探索一号”静静地停泊在三亚的海港。此前的万米海试中，它在水面发挥了重要的支持保障作用。
包更生，“奋斗者”号的副总设计师，除了完善母船“探索一号”的支持系统外，他还要负责一项重要任务，确定去马里亚纳海沟海试的“奋斗者”号具体下潜点。万米深潜的位置是如何选择的？海试中，10909米的坐底深度记录是否是海洋的最深点呢？
中科院深海所海洋装备与运行管理中心 副主任 包更生：马沟是个狭长型的海沟，所以它其实最深的地方，东部一块，西部一块，2017年“海洋6号”，2018年“探索一号”，我们当时（用声学的方法）测出来西部这一块是10925正负15米，东部这一块测出来的是10927正负15米。
据包更生介绍，10909米的深度是“奋斗者”号用压力传感器所测得的水深，通常比声学方法测出的水深要小一些。
水声通信是“奋斗者”号与母船“探索一号”之间沟通的唯一桥梁，能够实现潜水器从万米海底至海面母船的数据、文字、语音及图像的实时传输。
11月10日，在海试直播中，万米海底的潜航员与母船的这段通话就是通过水声通信系统完成的。
中科院声学研究所 研究员 朱敏：我们平时用的通信，都是基于电磁波的通信系统，我们简称通信系统，实际上全称应该叫无线电通信或者叫电磁波通信，手机信号、无线电波信号，或者光信号，在海水里面传播的话，实际上都距离非常短。
在“奋斗者”号载人潜水器上，这些圆柱形金属外壳的器材就是水声通信系统的关键材料——声学换能器。相较于前两代的“蛟龙”号和“深海勇士”号载人潜水器，“奋斗者”号的水声通信设备实现了完全国产化。
除了通信，其他多种声学设备还为潜水器提供了定位、探测、障碍物避碰等多方面功能。
神奇的机械手：探索神秘海底世界
在“奋斗者”号海试中，潜水器的机械手是核心作业工具，通过机械手，实现了对海底生物、海底沉积物和岩石的采样及科考设备布放与回收。
“奋斗者”号的“机械手”具有7个关节，可实现6自由度运动控制，持重能力超过60公斤。机械手由中科院沈阳自动化所自主研制，突破了万米密封技术、超高压油液环境驱动与控制等技术，填补了我国液压机械手开展万米作业的空白。
万米深潜：离“无人区”更进一步
海洋占据了地球表面71%的面积，但人类对太空、对月球的了解，都超过了深海区域，万米深渊更是人类科研的“无人区”。6000米以下的深海区，是解决生命起源、地球演化等重大科学问题的前沿领域，
与一些载人潜器作为探险设备的定位不同，“奋斗者”号载人潜水器未来将作为常态化科研装备投入使用，这将助力我国在未来大深度海底深渊科研方面作出原创性、奠基性贡献。
中科院深海所 研究员 蒋磊：“奋斗者”号只是完成了海试，马上要投入业务化的运行。频繁的下潜需要有强的作业能力跟硬件和软件的保障，我们希望，“奋斗者”号能够比较高效地而且成本比较低地投入到常态化的科考里面去，为我们国家的科学家，国际上其他国家的科学家，提供一个好的平台，能够有更好的科学发现。
