“海?!辈皇桥?,是一臺深海鉆機。
“海?!焙芘?。3000多米深海海底,高壓、無光、地形復雜?!昂E!笨梢猿练€著陸,還能再往海底巖石鉆進60米,取出巖芯,供科學家解析深海礦藏的各類“密碼” 。
“海?!?,刷新了我國深海鉆機鉆探深度紀錄。在它之前,全世界也只有美國、德國、澳大利亞的深海鉆機可以做到。
2015年10月以來,記者多次前往“海?!钡睦霞摇峡萍即髮W采訪。
是誰讓“海?!边@樣牛呢?我國深海鉆機第一人、“海牛”項目組首席科學家萬步炎浮出水面。
萬步炎和他的科研團隊,幾十年如一日,將忠誠融入萬頃波濤,將智慧鉆透3000米海底。
1 “海洋夢就是我的中國夢”
追溯“海?!?,不得不從萬步炎這個內陸農村的放牛娃說起。
1964年,萬步炎出生在湖南省華容縣農村,父母都是孤兒。外公彭明早年參加紅軍,擔任過湘鄂西蘇維埃政府七縣巡視員,1932年在洪湖作戰中犧牲,年僅31歲。
1985年,萬步炎從中南礦冶學院研究生畢業,分配到長沙礦山研究院工作,正值我國海洋勘探開發起步。萬步炎第一個報名參加新成立的海洋采礦研究室。
國際海洋勘探開發技術日益突飛猛進,我國嚴重落后?;袒滩话?,這個感覺,在萬步炎前往日本開展合作研究時尤為強烈。
1992年,受邀前往日本開展海洋技術合作研究,萬步炎眼界大開,如饑似渴,恨不得一頭扎進蔚藍深海探個明白。
他受刺激了。
日本同事說:“你很優秀,可惜你們國家海洋技術研究整體實力不行?!?/p>
刺,扎進心里,扎出一句諾言:“總有一天,我們要超過你們!”
在2000年以前,我國沒有屬于自己的深海鉆機。海底富鈷結殼資源勘探只能靠大面積海底拖網,耗時耗力不說,還只能在海底不確定地點采到一些表層樣品。
租。1999年,中國大洋礦產資源研究開發協會(以下簡稱“大洋協會”)花重金從國外租來一臺深海鉆機。結果一個樣品也沒取到,租這條路,行不通。
吃了虧,大洋協會決定全力支持研制深海鉆機。萬步炎率團隊報名,終以最優方案中標。
2003年8月,萬步炎團隊研制的第一臺深海淺層巖芯取樣鉆機誕生,成功在海底下鉆0.7米,取出第一個樣品,開啟了我國深海鉆機的歷史。
繼續攻關。2米、5米、20米,萬步炎團隊研制的系列鉆機在太平洋底鉆進了1000多個“中國孔”。2007年,萬步炎獲國家科技進步二等獎。他還為“蛟龍號”7000米潛水器量身訂制了海底硬巖“巖芯取樣器”。
南海,晴空萬里,碧波浩瀚。一個名叫“海牛”的家伙緩緩入海,沒進深藍。它身高5.6米,體重8.3噸,鋼質構造,橙黃色,八邊形。較國外同樣鉆進深度鉆機,“海?!币p2~3噸,作業時更靈敏;八邊形的外形結構,也使收放更加便捷。2015年6月11日,“海?!背晒T?,鉆進深度達60米,深海鉆機技術又邁出一大步,躋身世界前列。
萬步炎的畫外音——
小時候,我喜歡聽關于外公的故事。外公出生有錢人家,可他愛國愛民,不貪圖享受,毅然參加革命,直到英勇犧牲。我工作之后,走過很多地方。在國外走得越多,感受越強烈:我是中國人,必須為國家做點什么。祖國強盛了,中國人才能真正挺起胸膛。
作為一個科學家,應該這樣想:國家每一個落后于別人的地方,都是我們努力的方向。
走出陸地,走向深藍,海洋夢就是我的中國夢!“海?!毕乱粋€目標是220米,滿足可燃冰等多種海底深部礦產資源勘探的鉆進深度。
2 “時間,是我們在海洋爭奪戰中取勝的關鍵呀!”
“請再給我幾分鐘!”通過對講機,萬步炎向船長懇求。
2015年5月20日20時,臺灣海峽,大雨,七級風,巨浪不斷向科考船涌來,船體劇烈搖晃。
甲板上,萬步炎和丹麥技術人員金尼斯加緊調試絞車,準備“海?!笔辗旁囼?,測試絞車升沉補償功能。
據氣象預報,風浪還會增強。船長要求盡快返航。
萬步炎比船長更急。
“海?!笨拷g車提供牽引動力。海底鉆孔時,“海牛”位置必須固定。但海上環境復雜,靠動力定位的科考船容易顛簸、位移。絞車的升沉補償功能,可以降低船只顛簸對“海?!钡挠绊?。
與“海?!迸涮椎慕g車從丹麥進口。調試必須由金尼斯指導完成。
一旦返航,科考船什么時候再出海?丹麥技術人員什么時候再來?“海?!钡炔患?。
“大家繼續干!”萬步炎的聲音穿透風雨海浪!
絞車收放實驗終于完成,科考船風雨中緊急返航。
搶時間的故事不止這一個。
2008年,2米海底淺孔巖芯取樣鉆機項目在南海結題驗收。為突破鉆機水下供電技術瓶頸,項目組決定采用鎧裝光電復合纜向海底鉆機進行大功率供電和光纖通信。這條電纜,電壓高達3300伏。
第一次使用這種高壓電纜,大家沒經驗,心里忐忑。
“停,快停下來!”鉆機下潛到1000米,突然有人喊。
絕緣值時高時低。這意味著隨時有漏電的可能,危險一觸即發。
萬步炎拔腿沖向絞車間,發現在絞車和鎧裝高壓電纜連接處使用的是普通絕緣膠帶。
“問題在這?!比f步炎確定,電工緊急搶修。問題解決,申請繼續試驗。考慮到第一次使用這條電纜,海試驗收專家組反對。
第二天“大洋一號”就要返航,下次海試得一年后。萬步炎不甘心,據理力爭。
終于,鉆機著陸海底,下鉆2米,成功取樣,萬步炎又搶回一年。
搶時間,萬步炎和團隊在船上工作經常白天連著黑夜,幾十個小時不沾床。實在困了,就在甲板上躺幾分鐘,找個礦泉水瓶子當枕頭。
深海3000多米處,24根鉆桿像左輪手槍的子彈一樣排列在“海?!备共康膱A盤上。圓盤旋轉,機械手取桿上膛,鉆進巖層,然后再接入下一根?!昂E!泵拷右桓@桿的時間是兩分零四秒,鉆進巖芯60米,只需約20個小時,國外同類鉆機得花4、5天。
在換桿時間上,咱們的“海?!鳖I先。
萬步炎的畫外音——
海上的時間蠻“貴”的。科考船海上工作一天,光油費就要近二十萬元。國家投入的科研經費有限,要精打細算。時間就是金錢,必須抓緊。
根據《聯合國海洋法公約》,公海資源歸全世界共同使用。遵循誰先投資勘探,誰就具有優先開發權的原則;誰能力強,誰就能在未來競爭中掌握話語權。有實力的大國在向海洋進軍,尤其是深海資源勘探,爭奪越來越激烈。時間,是我們在海洋爭奪戰中取勝的關鍵呀!
3 “失敗不可怕,可怕的是怕失敗”
在水深大于3000米的海底,一個指甲大小的面積就要承受300公斤的壓力。鉆機如何承受如此高壓?
海底地形復雜。巖層有的硬,有的軟。鉆機怎么鉆取巖芯,保證樣品的精確性?
海洋深度20米以上,是魚類和珊瑚的領域,再往下,陽光逐漸被水折射后消失,一片黑暗。鉆機靠什么來“看見”?怎么執行“命令”?
困難如海浪。
國外技術封鎖。萬步炎和他的團隊頑強面對。
供電難排第一。2000年研制我國首臺深海鉆機時,國內沒有可向海底設備提供動力電的臍帶纜,只能采用電池供電。設備功率大,所需電池多,一般電池無法承受高壓。萬步炎決定用耐壓筒組裝,形成與陸地等同的內部環境。
麻煩的是,一個耐壓筒就是幾百公斤。要裝上全部電池,需六七個耐壓筒,鉆機體重超標,操控極為不便。萬步炎將電池改造成耐高壓、可浸油的電池,不再需要耐壓筒。
問題又出現了:在鉆機下海前,要將數百節電池組裝起來,需要四五個小時,如果一節出問題,就得全部拆卸,重新組裝。2003年,國內科考船上終于裝備了鎧裝光纖動力復合電纜,但由于對其性能不了解,沒人敢第一個使用這根纜。直到2008年,萬步炎第一個“吃螃蟹”,在研制兩米鉆機時,決定啟用鎧裝光電復合纜,通過甲板供電,問題迎刃而解。
鉆進取樣,是深??碧降闹饕康?。
“海?!敝壬斐?,扎進巖層,沉穩著陸,三種不同類型的鉆頭,有序鉆進,應對自如。既可取硬巖巖芯,也可取海底沉積物,還可進行原位探測。而這種多功能鉆頭,是萬步炎團隊的首創,目前國外無此項技術。
鉆進后需要把巖芯樣品取出,用于檢測。按照傳統的提鉆取芯技術,孔底巖芯管裝滿之后要將鉆桿一根根收回,取出末端鉆具內裝滿的巖芯管,換一根空巖芯管,重新擰接,繼續鉆進。在鉆進深度20~30米以內,這樣的技術問題不大,但超過這一深度,完成一次作業,時間長達好幾天,絕大部分時間都花在了接卸鉆桿上。海上工作,時間寶貴。而且,每次提放鉆具都會對孔壁有破壞,上部孔壁巖石可能會掉落孔底,被再次取回,造成樣品混淆。
面對難題,萬步炎鉆進技術的深孔。自動遙控繩索取芯是萬步炎最后找到的答案,是穿透黑暗的陽光。使用這一技術,鉆進60米,鉆桿只需要接卸一次,完成一次樣品提取只需約20個小時,對孔壁損壞小,取樣質量和精度高。在國內深海鉆探領域,萬步炎團隊第一個成功研發此項技術。
鉆機的下放回收關系到鉆機的安全。
科考船上通常配備可滿足小型、輕量鉆機的通用收放設備,一般只允許身高不超過4米的鉆機以垂直的方式通過A形架。身高5.6米的“海牛”不適用。
萬步炎團隊精心設計、制作、反復試驗……“海牛”終于用上了專屬的機械化收放設備——國內目前唯一可下放重型海底鉆機設備的收放系統。
“海牛”身上有四五十個傳感器。這些傳感器是“海?!钡摹把劬Α?,靠著它們傳送信號至操控界面,就可得知“海牛”在深海的每一個動作。這些傳感器,絕大多數是由萬步炎團隊自主研發。
“一次深夜,我醒來看到書房的燈亮著。他出?;貋?,我一下子沒認出是爸爸,瘦了,頭發白了。”兒子萬恒正說。
那是1999年,“大洋一號”赴太平洋科考,從國外進口一臺原位測試儀,萬步炎作為技術保障人員,第一次登船出海。
萬步炎暈船,渾身乏力,反胃惡心,嘔吐不止,躺在床上動彈不得。
“要干活,不能這樣一直躺著啊?!比f步炎支撐著爬起來,站一會兒,坐一會兒,搖晃著來到甲板上來回走,逼著自己吃東西,終于適應了。
如今萬步炎每年都要在海上工作1至2個月,成了真正的水手。
2005年4月,環球科考行動,“大洋一號”在臨近墨西哥灣時遇到臺風。晚間,數十米高的巨浪嘶吼,如群山傾倒。萬步炎索性走上甲板,看巨浪翻騰,聽大海咆哮。
萬步炎的畫外音——
當時也怕,但風暴就在眼前,怕也沒用,干脆體驗一把。我想起高爾基筆下的海燕,讓暴風雨來得更猛烈些吧!不怕挑戰、敢于冒險是科研人員必備的素質。
科研就是發現、就是創造,就是走沒人走過的路。有人問我:“你每天做同樣的事情,不會感到厭煩嗎?”我認為,我每天做的,都是不同的事情。解決難題后的快樂是無法形容的。
有創新就會有失敗。失敗不可怕,可怕的是怕失敗。我們就該像“海牛”的鉆頭,鉆透一切困難。
4 “一個中國人是一條龍,無數中國人加在一起是一條翻江倒海的巨龍!”
“萬步炎有個好團隊,萬步炎教授這個帶頭人發揮了設計師、指導員、戰斗員的模范帶頭作用,他是這個團隊的靈魂和核心。”湖南科技大學校長李伯超說。
放浮球是鉆機海試時的重要環節,防止鉆機下放時被纜繩纏住。這一工作需要團隊成員彼此信任、默契配合來完成。
2015年6月9日,“海?!币瞥鍪辗牌脚_,在絞車拉吊下緩緩入海。團隊成員田勇、王案生背系安全繩分別站在纜繩兩側,站在船尾懸空處的支架上,腳下是2800多米的深海,項目組成員于心科教授從中間用左右手拽住兩個人背后的腰帶形成三角形支撐,讓站在最前端的田勇、王案生正常施力,卡好接口再旋緊螺紋,一個半小時后,15個浮球順利放完。
這樣的默契是團隊成員在多年的工作中磨合而成的。
“我對萬老師的認識是從一句批評我的話開始的?!辈┦苛_柏文告訴記者。
“你還是個博士呢!”當時羅柏文正在用萬用表測試設備絕緣情況,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,萬步炎卻注意到這個細節,當場嚴肅批評。
“在萬老師眼里,博士和工人都是一樣的,該做的都得做,不能有半點兒優越感,他要求我們做工人型學者,兼備理論和動手能力。他自己就是這樣的人啊,從設計、編程到安裝、焊接、測量什么都會。如今我成熟了,還多虧萬老師那么直接的提醒呢!”羅柏文笑著說。
“有一次出差,在飛機上,萬老師突然問:‘小金,動力頭帶鉆桿下降擰鉆桿下絲扣這一操控按鈕下面的指令,如果手動操作怎么完成?’答案包括18個步驟?!E!倏亟缑妫@樣的按鈕有幾十個甚至幾百個步驟,萬老師全部記得,經??嘉覀儭!闭f起萬步炎,團隊成員金永平博士很佩服。
“萬步炎的時間表里沒有白天黑夜和假期,電話24小時不關機。遇到問題,哪怕凌晨打過去,他也會接聽,和你一起討論,直到解決。”團隊成員朱偉亞說。
“我是高中文憑,技術工人,1993年起就跟萬老師一起在長沙礦山研究院工作。后來,湖南科技大學邀請萬老師,而我學歷低,不便引進。萬老師堅持不能撇下我。學校打破框框把我也調進來。萬老師說,我們是一個整體,要來一起來。”團隊成員王案生說。
“海?!蓖瓿珊T?,還有后續工作要做,聽說田勇妻子病重,萬步炎連忙“趕”田勇回去。隨后多方打聽,幫忙找好醫生。王案生母親去世,萬步炎抽時間與團隊成員趕赴衡陽奔喪,囑咐王案生安心把家里事情辦完再來上班。
團隊成員家中有事,萬步炎總是擠時間送去關心。但在自己家人面前,他卻常?!叭毕?。
萬步炎提出陪妻子劉淑英回新疆看望岳父母。劉淑英是喀什人,結婚28年,萬步炎只陪她回過三次娘家。這一次,才到烏魯木齊,電話就來了,為了“海?!背龊5氖?,萬步炎半路返回學校。
2005年,萬步炎隨“大洋一號”環球科考。臨行前,劉淑英生病,要做手術,得有人照顧。萬步炎陪不了,出發前,他給妻子深情拉了一曲小提琴《陽光照耀在塔什庫爾干》表達歉意。
萬步炎出海了,兒子就將父親發回郵件顯示的地理位置,用五角星在家里的世界地圖上作標注。五角星走世界,五角星代表中國——這是父子倆一種特殊的情感交流。
萬步炎生活節儉,褲子破了洞繼續穿。這份節省勁被用在工作上,為國家節約了不少科研經費,但對自己的報酬卻并不在意。
1992年受聘到日本,萬步炎月工資2500美元。1993年,他決定回國,對方極力挽留,提高待遇,而當時回國工資才200多元。萬步炎選擇了中國。
“‘海?!邪l期間,有一些公司帶著其他項目來找萬老師合作,待遇優厚,他都拒絕了,可以說,在名利面前,他不會動搖,堅持自己正確的選擇?!焙峡萍即髮W黨委書記劉德順說。
2016年1月21日,“海?!表椖宽樌ㄟ^科技部863計劃海洋技術領域辦公室組織的驗收。
萬步炎的畫外音——
“海牛”的每一步成功,都是依靠團隊的智慧,團隊的力量。我們團隊每一個人無論是博士還是工人,地位都是平等的,價值都是一樣的,我充其量就是那個把大家招呼起來的角色。有人說,一個中國人是一條龍,幾個中國人加在一起是一條蟲。我們當然要反思為什么這句話會流傳,是不是我們確實缺少一些團結協作的意識、精神和氛圍。我不信這個邪。一個中國人是一條龍,無數中國人加在一起是一條翻江倒海的巨龍!
“海牛”研發,時間緊,任務重,我不能分心。再說人這一輩子,一次也只能睡一張床,一天也只需吃三餐飯。國家、學校給我的待遇夠好的了。
我們生活在一個最好的時代,思想最不受禁錮,最鼓勵創新,最尊重人才的時代,我們有什么理由不做做我們的海洋夢,中國夢?不拼命讓我們的“海牛”牛一把呢?
(光明日報記者 唐湘岳 光明日報通訊員 曾曉蓉 尹承)