“到更深更远的海里去打一钻！” ——记我国深海勘探专家、湖南科技大学教授万步炎

　　

　　深海矿藏埋于海底，少则千百万年，多则数十亿年。国际海底资源是人类共同的财产，亦是各国实力的竞技场。

　　湖南科技大学的众多实验室里，有一个像工厂的车间。这里是“大国重器”海底地质勘探钻机“海牛家族”的摇篮，万步炎教授和他的团队正是“养牛”人。

　　2021年，“海牛Ⅱ”号深海钻机在2060米海底成功下钻231米，刷新海底钻机海上实际钻探深度世界纪录。2023年，万步炎被中宣部评为“时代楷模”，自然资源部发出学习万步炎先进事迹的通知。

　　8月4日，记者在暑假中的校园见到了我国海洋地质勘探专家万步炎。59岁的他，一如少年时，推敲着未知世界的大门，脚踏实地，仰望星空。

　　海底“放牛”，钻下“中国孔”

　　——从0.7米到231米

　　海洋矿产资源调查，是一场海底寻宝的挑战。根据《联合国海洋法公约》，公海资源开采权一般遵循谁勘探、谁优先的规则。

　　以中国大洋矿产资源研究开发协会成立为标志，我国申请国际海底矿区是1990年。那时，一些海洋强国已在公海“跑马圈地”十余年。

　　1994年，我国开始大洋富钴结壳资源调查，由于没有海底钻机，只能采用拖网调查，仅能得到一些表面散落的矿岩。1998年，我国租用他国的海底钻机设备，也没能获取岩芯。

　　那个航次，万步炎也在船上。第一次出海，比晕船更让人难受的，是看到科考船上的海洋调查设备，大到绞车，小到一根取样管，都是进口的。

　　海洋地质勘探设备成为海底矿产资源调查研究的瓶颈。1999年，中国大洋协会决定面向全国招标，自主研发海底钻机。时任长沙矿山研究院海洋采矿研究所副所长的万步炎，带领团队一举中标。

　　这是一个“从零开始”的任务，要从最基本的原理设计入手，唯一看过的“资料”是那台租来的国外钻机。有人劝说万步炎，新项目能按照国外钻机的原理做出来，就很不错了。

　　“我们的项目是要解决国家面临的问题，不只是为了交差。”看着并不稳定的国外设备，万步炎决定走一条新路，“后发的优势，就是有后来居上的可能。”

　　放弃“仿制路”，万步炎决定瞄准国外当时最新的海底钻机技术，一切从零开始摸索，机械设计、电子技术、自动控制……“要做就做最好的”。

　　一个个“硬骨头”，一次次夜以继日。2001年，中国人的第一台海底钻机走出了实验室。

　　“第一台海底钻机，我们是怎么弄上船，又怎么搬下了船。”首台钻机还没下水便无功而返。提起原因，万步炎不无遗憾，“国外退役渔船改造的科考船，号称承重5吨，实际承重只有2.5吨。4.5吨重的钻机根本无法放入大海。”

　　“钻机减重一半，不是‘减肥’，而是‘重生’。”当时，离项目验收只有2年时间，万步炎团队争分夺秒，重新设计、重新制造、重新试验。

　　2003年，万步炎亲手操作，将新钻机一点点向海底钻进。

　　这一次，中国深海浅地层岩芯取样钻机海试成功——在西太平洋的海底下钻0.7米，获取富钴结壳矿石样本——中国人用自己的海底钻机打下了“第一孔”。

　　这一次，很少喝酒的万步炎第一次喝醉了。

　　此后，万步炎团队几乎是奔跑在关键技术研发的路上。钻杆接卸、绳索取芯、机械手、传感器，一个个突破；钻机从深海浅地层到深海中深孔，0.7米、2米、20米、60米……

　　2015年，中国海底钻机有了自己的爱称：“海牛Ⅰ”号。此时，我国的海底钻机技术已经实现了与国际水平的并跑。这一年，万步炎又接到了新任务。

　　天然气水合物，俗称可燃冰，一般赋存于不超过2000米水深的海底表层0～200多米沉积层中。可燃冰是固体，如未实施保压取样，其原有的低温高压环境改变后，会迅速挥发。

　　因此，众多科学家笃学至技，力求突破“保压取芯”技术。当时，掌握海底钻机“保压取芯”技术的有3个国家，但他们的海底钻机保压技术，也只能保压50米。

　　2017年至2021年，“海牛Ⅱ”号应运而生。150项国家专利、16项国际专利，以其全孔全程保压取芯技术领跑世界同类技术水平。

　　2021年4月7日，是值得“海底养牛人”铭记的日子。这一天，“海牛Ⅱ”号在南海2060米海底成功下钻231米，刷新原有的147.5米世界纪录——“中国孔”成为“世界孔”。

　　这一天，很少流泪的万步炎任由眼泪流了下来。

　　如今，中国大洋协会已与国际海底管理局签订多个矿区勘探合同，我国海域可燃冰试采成功。从深海到印度洋、太平洋，“海牛家族”耕耘在海底，续写着海底两万里的新传奇。

　　家国是根，海洋为魂

　　——从洞庭湖到大洋

　　“性格决定命运，细节决定成败”是万步炎的微信签名。这句人们熟知的话，万步炎有自己的注脚。

　　大国重器的产生仿佛注定不可能一帆风顺。2021年，“海牛Ⅱ”号正在缓缓下水，它需要在科技部验收前，完成不同海深的海上作业试验。

　　“嘭！”一声巨响，惊住了船上的科考队员——绞车排缆系统传动机构整个崩坏。钻机吊在1000米的水中，距海底只有6米，放不下去，收不上来。

　　祸不单行。就在万步炎和同事们大脑飞速转动，尝试补救的时候，船上气象员告知：台风将在48小时后到达，船要驶离作业海域避风。

　　这就意味着，“海牛Ⅱ”号收不上来，就要砍缆——国家几千万元的投入、团队20余人4年来的心血，都将沉入海底。

　　联系厂家，被告知无法解决。排除故障，多次尝试没有效果。很快，9个小时过去了。甲板上只剩下沉默。

　　“砍缆，是不到最后一刻任谁都无法做出的决定。”湖南科技大学海洋实验室副主任金永平回忆，他一眼望见万步炎，正在镇静地画着图纸——液压系统设计图。“万老师想要临时做一个新的系统。”金永平说，这可真是异想天开，也令人叫绝。

　　他们请来船长，按照万步炎的图纸，或凑或拆，在船上拼齐所有需要的零部件，一起动手做了一套新的系统……最终，“海牛Ⅱ”号在台风到来的2个小时前，完好无损地回收到甲板。

　　甲板上，欢呼声沸腾了。

　　“我好像是很喜欢这样的挑战，困难越大我就越兴奋。”生长于湖南岳阳洞庭湖畔的万步炎，似乎从不缺乏这样孤注一掷、背水而战的信心和勇气。

　　也许是父母给予的爱与自由。7岁的他，可以撒泼打滚让母亲斥“巨资”给他买一本《新华词典》，这让爱读书的万步炎更加自如地享受阅读的快乐。也可以拆掉手摇电话机和手电筒，给自己做一个“电子照明系统”而不会挨打。

　　也许来自颇为传奇的成长经历。1978年，14岁的万步炎参加高考，顺利考入中南矿冶学院地质系探矿专业。21岁研究生毕业时，他就独立完成了“地质钻探小口径绳索取芯冲击器”项目，并获得当时的核工业部科技进步三等奖。

　　1992年，万步炎作为交流学者，到日本从事海洋采矿扬矿技术研究。日本同行在对他个人能力表示赞赏的同时，也毫不掩饰对中国科技水平的鄙视。

　　一年后，日方高薪挽留，万步炎仍选择了回国：“我觉得自己不比他们差，甚至某些方面可能还要强上一些。凭什么被人瞧不起！”

　　家国是根，海洋为魂。30年来，万步炎徜徉在海洋地质勘探领域，与祖国发展的脉动同频共振，迈上一座座科研高峰，永远热爱，永远年轻。

　　沾溉后人，其泽也远

　　——从科考船到讲堂

　　走进暑气蒸腾的实验室，3头红色的深海巨兽矗立眼前。2台不同孔径的“海牛Ⅱ”号，腰围10米，高7.5米，正在等待任务整装出发。另一边，科研人员正在安装调试“海牛Ⅰ”号搭载的传感器。

　　“‘海牛Ⅰ’与‘海牛Ⅱ’各有所长，活干得很好的。”万步炎介绍“海牛家族”时的语气，像是说起自家的娃。

　　整个实验室像是一个巨大的车间，除了3头“海牛”，还有一个10米深的试验水池，没空调，湿气大，蒸腾的水汽肉眼可见。4个集装箱搭建成“室中室”，里面是各个系统操作平台，以及“卡脖子”技术的研发样品。

　　在学校，万步炎80%的时间都是在实验室。“就算没什么事，我也爱围着‘海牛’转上几圈。”

　　海牛团队工程师朱伟亚博士与万步炎是近二十年的同事，从长沙矿山研究院到湖南科技大学，他从万步炎身上体会到的，是“热爱”两个字。

　　2003年的一次海试中，海底钻机的水下逆变器因无法散热自动停机。如果是在陆地，这并不算是问题，只需装个风扇散热就行了。但在海底密封舱体内，却一时让人束手无策。

　　万步炎提出一个大胆的方法：找来一桶变压器油，倒进装着逆变器的耐压筒，让热量散到海水里。海试继续进行。

　　“万老师常说，海上科考投入大，船在海上，一天就是几十万。我们要尽可能把问题在实验室解决掉，力求海上作业一气呵成。”朱伟亚说，“他不是一个爱说教的老师，但是无论是同事还是同学，都会被他感染。”

　　为此，海牛团队成了名副其实的“细节控”。每一次看似小小的改进，都是海底勘探技术的一大步。

　　“以前钻机的软件系统，最初是找的合作方开发编程。后来随着我们的不断改进，系统也要随之重来。”朱伟亚说，“可合作方却因为客观原因，无法随时调整。”

　　怎么办？万步炎用3个月时间自学 C语言等知识，半年后，他写出了几万行代码的监控系统程序。“想做的事我就能学得特别快。”万步炎说，自己编程的好处真是太多了，可以随时按照需要进行调整。

　　万步炎的字典里没有“放弃”两个字，有的是一名科技工作者应有的质疑与洞见。“海牛家族”的诞生，从来不是模仿和追赶，而是直面问题，找到管用的解决方案，将深海资源与地质钻探核心技术牢牢掌握在中国人自己手里。

　　金永平是万步炎带的第一位博士研究生。金永平说，“脚踏实地，仰望星空”是万步炎教给他最好的知识。

　　“科考船上有开讲堂的传统，万老师不仅讲专业知识，也讲天文、讲乐理。”金永平永远忘不了2018年海上的满天繁星，“万老师带我们在甲板上看星星，教我们辨识星座。他跟我们说，人的一生就是星星眨个眼的时间，在我们有限的生命里，如果我们的‘海牛’能为国家深海勘探作出一些贡献，那我们经历的困难挫折都是值得的。我们目光所及是星辰大海，但我们走的每一步路都是脚踏实地。”

　　繁忙的万步炎并不拒绝与青少年的交流。他会给中小学阅读教育活动录制视频，分享小时候读过的《小黑鳗游大海》《海底两万里》等书籍，讲述自己阅读的收获。

　　近日，“海牛Ⅲ”号深海钻机项目正式启动。说到未来，万步炎满是壮志豪情：

　　“到更深更远的海里去打一钻！”（记者 安海燕）

原文链接：http://www.mnr.gov.cn/dt/hy/202309/t20230925_2801112.html
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