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鑽下“中國孔”:向海圖強!

——記湖南科技大學海洋實驗室主任萬步炎

2023年05月22日10:53    來源:新華網

站在數米高的“海牛Ⅱ號”面前,這個身量精瘦、滿頭白發的“小老頭”有點不起眼。帶著“海牛家族”,他用了30多年時間,實現了我國海底鑽機裝備與配套地質鑽探技術的突破、從跟跑到並跑到領跑的跨越。

他,就是湖南科技大學海洋實驗室主任萬步炎。30余年來,他帶領科研團隊刻苦攻關、不懈鑽研,解決了一些關鍵核心技術“卡脖子”難題,將海底鑽機裝備制造與應用技術牢牢掌握在中國人自己手裡,不斷推動我國深海資源與地質勘探技術實現高水平自立自強。

這是2021年8月1日拍攝的萬步炎。新華社發

向海圖強:大洋深處鑽下“中國孔”

2021年4月7日,“海牛家族”又一次沸騰了。

中國首台“海牛Ⅱ號”海底大孔深保壓取芯鑽機系統在海底成功下鑽231米,刷新世界紀錄。

關鍵技術完全自主研發、150余項國家專利、16項國際發明專利,“海牛Ⅱ號”的成功意味著,我國海底礦產資源探採裝備技術已基本滿足了海洋資源的勘探需求。

科考船拉著一個由鋼結構框和鐵鏈組成的拖網,跑出去幾十公裡,能不能撈出一些表層礦石,全憑運氣,也無法判定該礦石在海底的精確位置,這就是當初中國的深海勘探。

后來,一些發達國家的海底鑽機開始使用通訊電纜,而我國租用的海底鑽機隻能用拖網吊著深潛入海,海底信息無法上傳。

中國大洋礦產資源研究開發協會(下稱“中國大洋協會”)決定面向全國招標,自主研發海底鑽機。因為過去的研究經歷“沾點邊”,萬步炎團隊中標了!

唯一的“資料”是租來的、鑽機隻有參數和基本原理,所有關鍵技術都要從零開始。

缺乏基礎。萬步炎開始自學海洋地質與環境、機械設計、通訊、供電、自動控制……

沒有圖紙。萬步炎自己畫圖、試驗,畫了幾千張,試了無數次……

為了攻破數千米水下供電難題,他和團隊商定,用體積小、儲能高的鋰電池替代笨重的蓄電池。然而,陸地上用的鋰電池怎麼放入強壓、強腐蝕的深海?

“鋰電池遇水極易短路爆炸,當時就像抱著炸藥包做研究。”一位團隊成員回憶,實驗室裡數次發生水下爆炸損毀設備的險情。

無數次試驗后,萬步炎探索出將鋰電池包裹起來的合理方式,並採用獨特技術方案實現鋰電池筒的快速散熱與降溫。

萬步炎的妻子劉淑英記得,在研發第一台海底鑽機的日子裡,至少有兩到三個月時間,丈夫每天都在實驗室工作到凌晨兩三點……

“國家都把任務交給我們了,總不能再拿著拖網去拖吧?”問題不解決,萬步炎就不回家。

一夜一夜,一點一點,啃下“硬骨頭”。2001年,中國人終於研發出自己的海底鑽機!

可是,難題又來了——

從國外買來的科考船,號稱能承重5噸,其實隻能承重2.5噸。4.5噸重的樣機裝載上去,船不行了。

鑽機減重近50%,談何容易?

這是一次最痛苦的“減肥”,在長達兩年的時間裡,萬步炎帶領團隊耐著性子,“一斤一斤往下減”直至達標。

2003年夏天,中國首台深海淺地層岩芯取樣鑽機海試成功,在海底下鑽0.7米,並取回礦石樣本。

那一天,屬於中國的海底鑽機在海底鑽到第一個孔!

那一天,從不喝酒的萬步炎醉得“揚眉吐氣”。

0.7米、2米、5米、20米、60米……“海牛家族”沒有停下深海開墾的腳步。

一點點向前掘進!一個個關口攻破!海底下鑽越來越深!

萬步炎在湖南科技大學海洋實驗室工作(2022年7月25日攝)。新華社發

以身許國:洞庭少年懷揣海洋夢

萬步炎這一輩子,和海洋有著不解之緣。

1964年生於湖南岳陽的他,在煙波浩渺的洞庭湖畔長大。 他的外祖父早年參加紅軍,為革命壯烈犧牲。

在物質匱乏的年代,政府每年下發600斤稻谷作為烈屬撫恤金,鄉鄰口碑相傳外祖父的傳奇,這些都讓年少的萬步炎常常思考何為“以身許國”。

1978年,14歲的萬步炎因為才學出眾提前參加高考,填報的志願全是航空航天和天文學。然而,他被調劑到中南礦冶學院地質系探礦工程專業,7年后服從分配到長沙礦山研究院工作。

從仰望星空到眺望大海,萬步炎找到了人生全新的航向。

為了追趕發達國家,長沙礦山研究院組建海洋採礦研究室。

“深海勘探技術有多強,我們的國家就能走多遠。”領導一句動員話,成為萬步炎畢生的動力。

1990年,中國大洋協會成立。萬步炎所在的團隊,開始正式接觸海洋採礦系統研究任務。

1992年,萬步炎遠赴日本,從事海洋採礦揚礦技術研究。骨子裡有著一股湘人“蠻勁”的萬步炎不服氣,夜以繼日地研究學習。最累的日子裡、特別難的時候,家門口那塊“光榮烈屬”的門牌,總在他腦海中浮現。

一年后,他婉拒高薪工作,毅然回國。

然而,現實給了他迎頭一棒——

第一次登上遠洋科考船的萬步炎發現,船上幾乎所有鑽探裝備,小到樣品管,大到取樣器、絞車,全是“洋品牌”。

“外國人能搞的,中國人一定能搞出來!”萬步炎的“蠻勁”又上來了:“國家落后於人的地方,就是我努力的方向!”

勇攀高峰:最不怕的就是困難

59歲的萬步炎一頭白發,他笑言“這是大海的饋贈”。

他難忘第一次登船出海,出港后整整一個星期,他都因為暈船而幾乎動彈不得,連黃疸水都吐了出來。

“要干活,不能一直躺著!”萬步炎勉力支撐自己爬起來,站一會兒、再坐一會兒,在甲板上搖搖晃晃、緩緩踱步,逼自己吃下東西,一會兒又吐出來……終於他不再暈船。

海上的工作環境極其特殊,幾乎“與世隔絕”,一些在陸地上輕而易舉的事,都會成為出海期間的嚴峻考驗。

“卡住了,鑽機上不來了!”2021年,“海牛Ⅱ號”的一次深海試驗卡殼了。

鑽機完成海底作業、正從海底回收,從丹麥進口的配套收放絞車忽然發出巨大異響,一檢查,收放絞車排纜系統的傳動機構嚴重損壞。

放,放不下去﹔收,收不回來。價值數千萬元、凝聚無數心血的鑽機,就這樣懸吊在水下。

此刻,距離強台風經過這片海域隻剩兩天了!如果不能解決問題,就隻能砍斷臍帶纜,把鑽機丟棄在海底。

緊急聯系丹麥廠家無果、求助國內代理商“無能為力”,幾乎所有人都灰心了。

“海上摸爬滾打這麼多年,我們最不怕的就是困難!”萬步炎一邊給團隊打氣,一邊爭分奪秒想辦法。

修復原有的排纜系統的傳動機構不可能,必須打造臨時的液壓系統代替損壞部件。萬步炎迅速畫出設計圖,缺零件就從現有系統上拆……40多個小時后,一套臨時系統完成了。

“動了動了!有反應了!”在台風到來前的兩小時,鑽機完好無損地回收了,成為業界“不可思議的奇跡”。

“每次出海,頭發都要再白5%。”萬步炎的一句輕描淡寫,濃縮了所有的驚心動魄。

一年,團隊有三分之二的時間在海上度過。累了,他們就在甲板上枕著礦泉水瓶打盹。

需要避風的日子裡,船會停泊在靠近港口的錨地,擅長拉小提琴的萬步炎搞來一塊小黑板,在小食堂裡教大家識譜唱歌、學習天文。

歌聲動人、乒乓球打得好、還會觀星……在大家眼裡,這位“小老頭”,“吃得苦、耐得煩、霸得蠻”,還有孩子般的真性情。

“別人能做到的,我們一定能做到,別人還沒有做到的,我們中國人也有可能先他們一步做出來!”2023年全國兩會“代表通道”上,全國人大代表萬步炎自信宣告。

一次次穿越海上風浪,一次次跨越科研鴻溝。深海夢,被自主創新技術刻在海底﹔中國心,在科學家的胸中澎湃不息。

“我們的目標是星辰大海。”萬步炎說,未來還要到更深更廣闊的海域去打一鑽!

(新華社長沙5月21日電記者吳晶、袁汝婷、謝櫻)

(責編:王子鋒、王珂園)
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