鑽透一切困難

2021年4月7日，南海，碧波浩瀚。

“海牛開始入海！”科考船上，響應指令，名叫“海牛Ⅱ號”的海底鑽機緩緩入海，沒進深藍，抵達水深2060米的海底，完成姿態調整后隨即向下深鑽231米，一舉刷新了世界深海海底鑽機鑽探深度。

發出指令的，正是“海牛Ⅱ號”的締造者——湖南科技大學教授、海洋礦產資源探採裝備與安全技術國家地方聯合工程實驗室主任萬步炎。作為“海牛”項目組首席科學家，此時他興奮、激動，強烈的自信涌上心頭——外國人能干的，我們也能干，還能干得更好。

從研制出我國首台深海鑽機到“海牛Ⅱ號”，20多年來，萬步炎帶領團隊攻堅克難，推動深海鑽機技術由“零”的突破到與世界先進技術並跑甚至領跑。

於“卡脖子”處闖新路

萬步炎出生在湖南華容縣，幼時，家裡享有每年幾百斤谷子的救濟，因為他有一位從未謀面的外公是紅軍烈士。在洞庭湖畔長大，浸潤在心憂天下、敢為人先的湖湘文化精神中，“家國”二字深深刻印進萬步炎的心裡。

小時候的萬步炎喜歡天文，“什麼都想搞清楚”，同學的書被他借了個遍。他常為親戚們科普飛機為什麼不會掉下來，給媽媽解釋船為什麼會在水面上航行。“隻要有什麼新鮮事，就願意去嘗試”，萬步炎認為自己“現在也是一個‘老頑童’”。

好奇心和求知欲是科研路上的動力，但選擇從事海洋勘探技術研究，萬步炎並不隻因為興趣。1985年，萬步炎研究生畢業被分配到長沙礦山研究院工作。一次偶然，他接觸到了“海洋採礦”這個陌生領域，發現我國海洋勘探開發技術嚴重落后。以國家需要為己任，長沙礦山研究院新成立海洋採礦研究室，他第一個報了名。

深海礦產資源豐富，根據《聯合國海洋法公約》，公海資源歸全世界共同使用，遵循誰有能力先勘探，誰就具有優先開發權原則。面對西方國家的“藍色圈地運動”，受海洋技術落后所限，中國隻能望洋興嘆。海洋礦產資源勘探是維護國家海洋權益的重要方式，開展海洋勘探技術研究，時不我待。

1992年，萬步炎受邀前往日本開展合作研究。一年后，萬步炎被對方以百倍於國內的高薪挽留：“你很優秀，可惜你們國家海洋技術研究整體實力不行，留下來吧。”萬步炎拒絕了，日方的技術封鎖和對中國人的歧視深深刺痛了他。

為什麼不行？憑什麼不行？萬步炎一遍遍問自己。“國家每一個落后於別人的地方，都是我們努力的方向。”他發誓：一定要努力，讓海洋勘探技術超過國外。

回到國內，萬步炎埋頭苦干，組織參與礦產資源管道輸送系統等課題研究，為“下海”做了大量理論積累。1998年，萬步炎第一次登上遠洋科考船“大洋一號”，協助開展設備海試。整整一周，暈船的他吐得昏天黑地。但比暈船更難受的是，他看到船上小到塑料取樣管，大到絞車，都是“洋品牌”，重金從俄羅斯租來的海底鑽機工作了一個航次，卻顆粒無收。

海底低溫高壓、地形復雜、海水導電性和腐蝕性強，要想獲取深海礦產資源樣本，取得精確的海洋地質勘探資料，海底鑽機是必備的裝備。西方不賣鑽機，租的又不中用，我國決定自主研發深海鑽探設備。1999年，經過公開招標，萬步炎所在團隊接下了任務。

“別人‘卡脖子’，我們要闖出新路子！”沒有任何可借鑒參考的技術資料，一切需要白手起家、從零開始。帶著湖南人身上那股“吃得苦、霸得蠻、耐得煩”的精神，萬步炎誓把深海鑽機造出來。

萬步炎自學機械設計、電子技術和自動控制、計算機軟件等知識，“不但要學，還要成為專家”，除了休息，他不是在書房，就是在實驗室。深海鋰電池技術、深海控制與視頻圖像傳輸技術、深海液壓技術、深海電機與變電技術，一項一項，萬步炎掌握著深海鑽機制造的“密碼”。

他邊學邊干，從原理到零部件設計，再到制作成型。“難題不解決，晚上就不回去”，試驗、失敗、再試驗，五、六個人的團隊經常干到凌晨，夜以繼日、循環往復。

2001年，第一台樣機出爐，搬上科考船，卻因超重未能下海試驗，需要從4.5噸減重到2.5噸。給設備減重的難度不亞於從頭做一個，但不信邪的萬步炎沒有灰心，“結構、零部件重新設計、重新制作，一克一克減”。

2003年，我國首台深海淺層岩芯取樣鑽機終於海試成功，在海底下鑽0.7米，打下第一個“中國孔”，取回了礦石樣本，邁出了中國海底鑽機挺進深海的第一步。

萬步炎信心大漲，再接再厲。當時，鑽機一次隻能鑽一個孔取一次芯。2005年，萬步炎團隊成功研制世界首台“一次下水多次取芯”的富鈷結殼專用鑽機，大大提高了採樣效率，從海底傳回的圖像也由黑白升級成彩色。2007年，萬步炎由此獲得國家科技進步二等獎。

鑽機越鑽越深。2010年，團隊研發的深海深孔岩芯取樣鑽機，又把海底鑽探深度推進到20米。國際公認50米是難以跨越的難關。2015年，“海牛Ⅱ號”的前身——“海牛號”在3000米海水下下鑽了60米。由此，我國成為世界上第四個擁有該項技術的國家。

用鑽頭精神鑽透困難

作為我國深海鑽探的一把“利劍”，“海牛Ⅱ號”海底大孔深保壓取芯鑽機是目前世界上唯一一台海底鑽探深度大於200米的深海海底鑽機，但它差點就葬身海底。

2021年3月，“海牛Ⅱ號”在驗收前進行海試，順利完成海底作業，鑽機回收。突然一聲巨響，從丹麥進口的配套收放絞車減速箱箱體破裂，蓋子成了碎片。此時鑽機懸吊在1000米水下，收不回，放不下。而根據預報，48小時后，強台風就要經過這片海域，船必須離開躲避。

隻有48小時！如果不能回收鑽機，就隻能砍斷臍帶纜，把鑽機丟棄在海底。緊急向丹麥廠家求助，答復是沒遇過這種情況，愛莫能助﹔聯系國內代理商上船修復，稱無能為力。全船人都認為鑽機沒救了。

“我們自己修！”面對堪稱“災難”的意外，萬步炎被激發出無限斗志：到最后一秒也不能放棄！嘗試修復損壞的部件失敗后，萬步炎改變思路，決定構建一個臨時系統替代損壞部件的工作。依靠知識儲備，萬步炎做出設計，團隊用盡船上能找到的材料，奮戰近30個小時搭建安裝臨時系統。離台風來襲還剩兩小時，萬步炎親自操作和指揮，將懸在深海中的鑽機救上了船。奇跡！所有人都不敢相信，大家沸騰了，歡呼著擁抱在一起。

“困難越大，我越有勁。把難題克服了的那種興奮，就像小時候做成一件玩具一樣，就是最大的幸福。”面對科研道路上的挑戰，萬步炎從不畏懼，“越攻關越上癮”。

海底鑽機供電難。一般電池無法承受高壓，用耐壓筒組裝又會使鑽機體重超標，萬步炎就將電池改造成耐高壓、可浸油的電池。2003年，國內科考船上裝備了電纜，但由於對其性能不了解，沒人敢使用。2008年，萬步炎第一個“吃螃蟹”，在研制兩米鑽機時決定啟用電纜，通過甲板供電，問題終於解決了。

海底地形復雜。岩層有的硬，有的軟，萬步炎團隊首創多功能鑽頭，既可取硬岩岩芯，也可取海底沉積物，還可進行原位探測。

保証可燃冰從高壓海底取上來不會失壓分解氣化，是勘探可燃冰等海底礦產的關鍵。某一段實現保壓取芯並不難，難的是全程保壓。萬步炎和團隊成員潛心攻堅，讓全程保壓取芯成為“海牛Ⅱ號”的獨門絕技。此前，全球海底鑽機實際保壓取芯作業最深隻到達135米，“海牛Ⅱ號”大大刷新了這一紀錄。

鑽管存儲與鑽杆快速接卸、智能化與專家操作系統、海底鑽機安全可靠下放和回收，一項項目標成功實現，“海牛Ⅱ號”採樣效率、取芯質量、自動化程度、可靠性遠超國外，所有關鍵技術均為自主研發，取得125項國家專利、7項國際發明專利。

這一切，靠的是團隊上下不解決問題不罷休的執著。遇到難題，萬步炎白天思索，凌晨兩、三點回家后繼續想，“可能夜深人靜的時候思維比較清晰，有時到半夜突然開竅了。”

殫精竭慮，萬步炎頭發白了，但他始終對事業充滿熱愛：“科研沒有哪一項是輕輕鬆鬆就能成功的，失敗是非常正常的。失敗了就繼續努力，另外想辦法。我們就該像‘海牛’的鑽頭，鑽透一切困難。”

“我們追求的不僅僅是能用，更要做出真正實用的產品。”為了讓設備更智能、更穩定，實現量產，創造更多價值，萬步炎精益求精，不斷優化設備性能。深鑽231米破世界紀錄后，萬步炎馬上在船上召集團隊總結，列出“海牛Ⅱ號”20多條待改進的問題，馬不停蹄升級改進。

把海洋夢融入教書育人

“萬老師是我們的驕傲”“‘海牛人’又狠狠地‘牛’了一把”……辭舊迎新之際，萬步炎作為全國“最美教師”代表來到2022年央視春晚現場，湖南科技大學微信公號下，學生們紛紛為萬老師點贊。在他們眼裡，萬步炎既是勇攀高峰的科學家，也是立德樹人的好老師。

深耕海底勘探技術研究多年，萬步炎認識到，這個領域缺技術，更缺人才。2010年，萬步炎選擇來到湖南科技大學，開展海洋地質勘探教學，將海洋夢融入教育中。

“我對萬老師的認識是從一次批評開始的。”羅柏文博士說。一次，他正在用萬用表測試設備，一不留神，手指挨到了探針。手是導體，對數據精確度有細微影響。羅柏文沒在意，萬步炎卻注意到了，當場嚴肅批評。

“細節決定成敗”是萬步炎的微信簽名。他常對學生說，細節沒處理好，實驗結果可能完全不同。要把細節落實到位，出現問題找清楚原因，不要隨便放棄任何一個方案。

“任何事都要沉下心去做。”做設計，萬步炎要求學生們在數學、物理理論通過的前提下進行實驗，而不是去碰運氣﹔寫論文，萬步炎逐字逐句修改學生稿件，英文也不放過。他要求學生們做工人型學者，高大空曠的“海牛樓”裡，他不停走動，指導操作，手把手教學生安裝、測量。

“海洋就是教室。”萬步炎說，走進海洋是專業課，吃苦耐勞是必修課。

2018年暑假，“90后”博士生許靖偉接到萬步炎的電話：一周后上船！從沒見過海的小伙興奮緊張。兩個多月的航行，讓他對專業有了認識：海洋地質勘探往往偏離航道，科考船周圍十幾天都見不到一艘船。成為合格的海洋人，不但要克服暈船帶來的巨大不適，還要耐得住寂寞、吃得下苦。

大家都很佩服萬老師的“拼”。海上作業講究時間“窗口期”，每次考察，萬步炎幾乎把所有時間都用在技術研發上，實在累了，就在甲板上找個礦泉水瓶當枕頭休息。

“這種意外都能解決，以后就沒有什麼能難得倒我們。”“海牛Ⅱ號”海試搶修，年輕的科研工作者們被萬老師“打不敗”的精神感染，堅定了自主創新的信心。

“我是幸運的，能在年輕的時候接觸這項事業，實現了趕超國外的誓言。最大的收獲就是越來越自信。”萬步炎把這份自信傳遞給學生，“作為科學家，一定要有‘四個自信’，要有科研能力自信。”

如今，團隊的海底鑽機已在太平洋、印度洋鑽下2000多個“中國孔”，完成了多座國際海底礦山的普查勘探，為我國向聯合國申請多個國際海底礦區提供了精確的勘探數據。

“海洋夢就是我的中國夢。作為一代海牛人，我會和學生們一起，在蔚藍的大海中潛得更深、鑽得更深。”萬步炎並未就此止步，團隊立下了下一個目標：在超萬米的馬裡亞納海溝打下世界第一鑽！

“目前，全世界沒有任何一台鑽機可以在水深超過8000米的地方進行工作，我們樂於接受這項挑戰，把海底鑽探做到極致。”談起未來的科研攀登之路，萬步炎充滿期待和自信，依然是那個熱愛探索未知的“老頑童”。（本報記者 李肖璨）