吴晶 袁汝婷 谢樱
他不仅爱看武侠小说,还练过铁砂掌;他不仅拉得一手小提琴,更是宠妻30多年的“浪漫专家”。
这个在日常中平凡如你我一般,喜欢唱歌、散步、看星星的人,却是在2000多米的深海打钻、取出海底岩芯的“绝世高手”。
他就是2023年“时代楷模”、中国“海牛”项目首席科学家——万步炎。
2021年4月7日,“海牛家族”又一次沸腾了。中国首台“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统在海底成功下钻231米,刷新世界纪录。
关键技术完全自主研发、150余项国家专利、16项国际发明专利,“海牛Ⅱ号”的成功,意味着我国海底矿产资源探采装备技术已基本满足海洋资源的勘探需求。
以前的深海勘探,都是科考船拉着一个由钢结构框和铁链组成的拖网,跑出去几十公里,能不能捞出一些表层矿石,全凭运气,也无法判定该矿石在海底的精确位置。
后来,一些发达国家的海底钻机开始使用通信电缆,而我国租用的海底钻机只能用拖网吊着深潜入海,海底信息无法上传。
于是,中国大洋矿产资源研究开发协会(以下简称“中国大洋协会”)决定面向全国招标,自主研发海底钻机。因为过去的研究经历“沾点边”,万步炎团队中标了!
那时,唯一的“资料”是租来的,钻机只有参数和基本原理,所有关键技术都要从零开始。缺乏基础,万步炎就自学海洋地质与环境、机械设计、通讯等知识技术;没有图纸,万步炎就自己画图、试验,画了几千张,试了无数次。
为攻破数千米水下供电难题,万步炎和团队商定,用体积小、储能高的锂电池替代笨重的蓄电池。然而,陆地上用的锂电池怎么放入强压、强腐蚀的深海?
万步炎在湖南科技大学海洋实验室工作。新华社
“锂电池遇水极易短路爆炸,当时就像抱着炸药包做研究。”一名团队成员回忆,实验室里数次发生水下爆炸损毁设备的险情。
无数次试验后,万步炎探索出将锂电池包裹起来的合理方式,并采用独特技术方案实现锂电池筒的快速散热与降温。
一夜一夜,一点一点,啃下“硬骨头”。2001年,中国人终于研发出自己的海底钻机!
可是,难题又来了——
从国外买来的科考船,号称能承重5吨,其实只能承重2.5吨。4.5吨重的取样钻机装载上去,船不行了。
将取样钻机减重50%,谈何容易?这是一次最痛苦的“减肥”,在长达两年的时间里,万步炎带领团队耐着性子,“一斤一斤往下减”,直至达标。
2003年夏天,中国首台深海浅地层岩芯取样钻机海试成功,在海底下钻0.7米,并取回矿石样本。
那一天,属于中国的海底钻机在海底钻到第一个孔!
那一天,从不喝酒的万步炎醉得“扬眉吐气”。
0.7米、2米、5米、20米、60米……“海牛家族”没有停下深海开垦的脚步。
一点点向下掘进,一个个关口攻破,海底下钻越来越深!
万步炎这一辈子,和海洋有着不解之缘。
出生于湖南岳阳的他,在烟波浩渺的洞庭湖畔长大。他的外祖父早年参加红军,为革命壮烈牺牲。
1978年,14岁的万步炎因才学出众提前参加高考,填报的志愿全是航空航天和天文学专业。然而,他却被调剂到中南矿冶学院地质系探矿工程专业,7年后又到长沙矿山研究院工作。
从仰望星空到眺望大海,万步炎找到了人生全新的航向。为追赶发达国家,长沙矿山研究院组建海洋采矿研究室。
1990年,中国大洋协会成立。万步炎所在的团队开始正式接触海洋采矿系统研究任务。
万步炎(右二)在科考船上为“海牛Ⅱ号”团队讲解钻机设计原理。新华社
1992年,万步炎远赴日本,从事海洋采矿扬矿技术研究。一年后,万步炎婉拒高薪工作,毅然回国。然而,现实却给了他迎头一棒——
第一次登上远洋科考船的万步炎发现,船上几乎所有钻探装备,小到样品管,大到取样器、绞车,全是“洋品牌”。
“外国人能搞的,中国人一定能搞出来!”万步炎的“蛮劲”又上来了,“国家落后于人的地方,就是我努力的方向!”
59岁的万步炎一头白发,他笑言“这是大海的馈赠”。
他难忘第一次登船出海,出港后整整一个星期,他都因为晕船而几乎动弹不得,连黄疸水都吐了出来。
“要干活,不能一直躺着!”万步炎勉力支撑自己爬起来,站一会儿、再坐一会儿,在甲板上摇摇晃晃、缓缓踱步,逼自己吃下东西,一会儿又吐出来……终于他不再晕船。海上的工作环境极其特殊,几乎“与世隔绝”,一些在陆地上轻而易举的事,都会成为出海期间的严峻考验。
“卡住了,钻机上不来了!”2021年,“海牛Ⅱ号”的一次深海试验卡壳了。
钻机完成海底作业正从海底回收,从丹麦进口的配套收放绞车忽然发出巨大异响,一检查,收放绞车排缆系统的传动机构严重损坏。
放,放不下去;收,收不回来。
价值数千万元、凝聚无数心血的钻机,就这样被悬吊在水下。
此刻,距离强台风经过这片海域只剩两天了!如果不能解决问题,就只能砍断脐带缆,把钻机丢弃在海底。
紧急联系丹麦厂家无果,求助国内代理商“无能为力”,所有人都灰心了。
“海上摸爬滚打这么多年,我们最不怕的就是困难!”万步炎一边给团队打气,一边争分夺秒想办法。
修复原有的排缆系统的传动机构不可能,必须打造临时的液压系统代替损坏部件。万步炎迅速画出设计图,缺零件就从现有系统上拆……40多个小时后,一套临时系统完成了。
“动了!有反应了!”在台风到来前的两小时,钻机完好无损地回收了,成为业界不可思议的奇迹。
“每次出海,头发都要再白5%。”万步炎的一句轻描淡写,浓缩了所有的惊心动魄。
每年,团队有2/3的时间在海上度过。累了,他们就在甲板上枕着矿泉水瓶打盹。
“别人能做到的,我们一定能做到,别人还没有做到的,我们中国人也有可能先他们一步做出来!”万步炎自信宣告。
一次次穿越海上风浪,一次次跨越科研鸿沟。深海梦,被自主创新技术刻在海底;中国心,在科学家的胸中澎湃不息。
“我们的目标是星辰大海。”万步炎说,未来还要到更深更廣阔的海域去打一钻!
(摘自《科普时报》)