一家名為 Orpheus Ocean 的公司希望以「便宜的方式探索深海」。

在澳洲與南美洲之間，美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）的「Rainier」研究船目前正執行一項任務，旨在繪製超過 8,000 平方海浬的太平洋海底地圖，以尋找關鍵礦物。它並非孤軍奮戰；從本週開始為期一個月，該船將部署兩個橙色長條形潛水器作為該計畫的特工，讓它們深入近 6,000 公尺的海底進行跳躍式探索。

這些潛水器由年輕的 Orpheus Ocean 公司製造，專為探索這種環境而設計：潮濕的基底，其中棲息著各種生命，從微小的微生物到蠕蟲和蝸牛，以及雞蛋大小的「結核」，富含對全球科技至關重要的銅、鈷、鎳和錳等金屬。

科學家和公司長久以來一直尋求探索深海並將這些寶藏帶回地表。Orpheus 公司於 2024 年從伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）分拆出來，可能很有機會讓這些可能性變得更加經濟實惠。該公司創辦人兼執行長 Jake Russell 表示，他們的載具設計遵循一個簡單的哲學：「便宜地探索深海」。這些載具的製造成本僅為數十萬美元，而現有的選擇可能高達 500 萬至 1000 萬美元。與大多數自主水下載具不同的是，它們能夠深入海底並採集沉積物核心——以及其中的生物。

Orpheus 的工程師多年來一直在不斷改進其深海設計，其中大部分工作在 WHOI 進行，並與 NOAA 和美國國家航空暨太空總署（NASA）合作。其原型載具的潛水深度額定為 11,000 公尺，足以到達馬里亞納海溝最深處。它們已經完成了兩次商業部署，但這次新的探險標誌著這些潛水器迄今為止最大的考驗：在多週內，使用多種儀器，在廣泛的範圍內進行操作。以「Rainier」號作為海面上的母船，這些載具每次將游出 10 公里，每秒拍攝一張高解析度影像，並從海底採集最多八個物理樣本。

如果一切順利，這次測試將有助於確立這些載具成為政府機構、科學家和希望探索廣泛未被充分研究的深海及其資源的公司的一種工具。雖然它們並非市場上唯一的選擇，但 Orpheus 希望其尺寸和低廉的製造成本將很快使其成為最容易取得的選擇之一。

目前，科學家必須等待政府機構和研究機構擁有的有限且昂貴的潛水器使用時間，才能到達這些深度。這種模式更適合捕捉深海的快照，而不是探究其相互關聯的生態和生物地球化學系統。Russell 說：「我們正在勘測的這個區域的許多地方……實際上從未被詳細探索過。我們看到的任何東西都將是 NOAA 和科學界的新發現。」

Orpheus 的潛水器被歸類為自主水下載具（AUVs），它們結合了預設指令和即時決策進行操作，且無需連接船隻。但與傳統為長距離、高速滑行而設計的 AUV 不同，這些潛水器短小粗壯，帶有小腿——更適合在海底輕柔著陸，然後深入泥漿中吸取沉積物核心供科學家研究。當它們著陸時，潛水器可以從水面升起，推進幾英尺，然後以「跳躍」的方式再次穩定下來。

它們的船體主要由一種稱為合成泡沫的浮力材料製成，重要的電子設備則封裝在一個厚玻璃球體中。同樣的泡沫材料，其中夾雜著中空的玻璃微球，以防止在高壓下塌陷，曾在 2012 年搭載電影製作人詹姆斯·卡麥隆（James Cameron）前往馬里亞納海溝的載具中使用；他甚至捐贈了剩餘的材料用於早期 Orpheus 的原型。

Russell 表示，Orpheus 的機器人長度不到兩公尺，重量不到 600 磅（270 公斤），是市場上能夠潛入 6,000 公尺深度的最小型——也是相對而言最便宜——的海洋載具。它們的設計旨在充實未來的機器人探測艦隊。

加州理工學院的地球生物學家 Victoria Orphan 表示，這種方法源於一個根本性的挑戰，她曾與 Orpheus 載具在一次科學考察中合作過：「任何時候你在深海進行操作，當你將東西從船邊放入水中時，總有它可能無法返回的風險。」像 NOAA、WHOI 和蒙特雷灣水族館研究所（MBARI）等機構營運的大型昂貴載具，一旦丟失，後果可能不堪設想，不僅僅是因為科學家已經必須爭奪它們有限的使用時間。

2024 年春天，Orphan 和她的同事在一次考察中對一艘 Orpheus 潛水器進行了測試，該考察旨在研究阿拉斯加阿留申群島海岸的深海甲烷滲漏。他們希望利用該載具在團隊派遣載人潛水器 Alvin 前繪製該區域的地圖，以便更詳細地研究特定區域——以及居住在那裡的微生物和動物。

但 Orphan 回憶說，就像任何新技術一樣，「總會有成長的陣痛」。嚴寒的溫度和陡峭的地形增加了看不見的挑戰，潛水器花了整整三週才獲得滲漏的高解析度照片。

這次挫折並沒有減弱 Orphan 對這些機器潛力的興奮。「在沉積物和海面之間的界面上，存在著許多真實的、未知的科學。」她說。「Orpheus 類型的儀器，配備適當的感測器和採樣器，將會是一種非常賦能的工具。」

Russell 設想將這些載具與特殊設計的酬載配對，這些酬載可以感測化學滲漏的熱量，並偵測沉積物羽流、海洋生物釋放的 DNA，或埋藏電纜的磁力吸引。

蘇格蘭海洋科學協會的深海生態學家 Andrew Sweetman 表示，這些載具是「兩全其美」，他本人並未與 Orpheus 合作。雖然它們可以像 AUV 一樣覆蓋大面積區域，但它們也能像遙控潛水器（ROV）一樣執行精確的採樣操作，ROV 是一種通過纜線連接到船隻，並能執行即時人類指令的機器人。

Sweetman 表示，除了低廉的價格標籤外，這些載具的小尺寸意味著它們不需要大型研究船來運送。他說，這可能會讓沒有這些船隻的較小或較貧窮國家更容易進行探索：「這在某種程度上將有助於深海科學的民主化。」他設想利用潛水器收集的沉積物核心來探究海底生物如何循環營養物質——這是海洋作為碳匯角色的關鍵要素。

小型、廉價的海洋載具不僅吸引了科學家的目光，也引起了公司的興趣。Russell 表示，每週都有來自深海採礦、國防、海上風電、電信以及石油和天然氣行業的企業進行諮詢。他指出，Orpheus 僅僅是「服務提供者」，協助收集所需數據，但不決定如何使用海底。他說，更好的數據——例如關於海底形狀、沉積物質量和生命存在的信息——也「提高了」政府和監管機構才剛剛開始設定的門檻。

但許多科學家對海底採礦的日益推動並不熱衷，而總統唐納·川普上週發布的一項行政命令，要求美國政府迅速開發礦產勘探和加工，進一步加劇了這種情況。上個月早些時候，政府宣布成立一個新的政府辦公室：海洋礦產管理局。

Sweetman 表示，鑑於目前對深海的資訊匱乏，「我認為推動深海採礦的腳步太快了。」Orphan 補充說，深海社區「可能是我們星球上最穩定的環境。那裡的生物實際上並沒有適應太多的干擾，而且它們需要非常非常長的時間才能恢復，如果有的話。」

政府和公司提出的一種採礦方法涉及一種機器，它基本上像一個巨大的推土機一樣運作，拖曳海底，吸取一連串的物質，並在其後留下疤痕和沉積物羽流。MBARI 的海洋工程師 Brett Hobson 表示，類似 Orpheus 的技術可能使公司能夠「以更具手術性的方式採樣，而不是僅僅粗暴地將海底的一切都撈起來並進行篩選。」

Hobson，他幾十年來一直負責 MBARI 的海洋載具工作，他也指出 Orpheus 潛水器不會是唯一的選擇。他表示，包括挪威、法國、日本、中國和英國在內的國家和政府機構也在開發類似的深海載具：「作為社會，我們真正需要的是有更多這樣的系統。」

隨著 Orpheus 的橙色載具在未來幾週內潛入太平洋，它們為未來科學和資源勘測做準備的情況應該會更加明朗。Orphan 說，每一次潛水，它們都會獲得更多一點的數據——「只是我們星球上最小的郵票」。她說：「還有太多東西需要學習。」