周皓:深蓝之下
2021-12-14张天宇
张天宇
2020年11月10日,马里亚纳海沟。
4时50分,中国首艘全海深载人潜水器“奋斗者”号向海洋最深处发起冲击。
7时42分,“奋斗者”号突破万米海深。
8时12分,“奋斗者”号成功坐底,抵达洋底深处10909米……
看着电视里的现场直播,中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称“深海所”)钳工周皓落泪了。“一方面是激动,对我来说则是遗憾。”他说。
受疫情影响,周皓没能参加“奋斗者”号最终的组装工作,而在此之前,他已经精准完成了6次“奋斗者”号载人球舱的压力测试任务。
从关键设备实现国产化的“深海勇士”号,到标志着我国具有进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力的“奋斗者”号研制及海试的成功,周皓有幸见证了中国万米深潜的光荣与梦想。在为中国深海科考和载人深潜创造个人多项工作记录的同时,荣誉也纷至沓来。从全国劳动模范到全国技术能手;从党的十九大代表到大国工匠年度人物。
深蓝之下,梦想不停。
周皓人生中的第一次远航,在36岁,目的地是马里亚纳海沟。他是个北方人,此前几乎没有过水上经历,也很少坐船,但是后来的工作让他必须适应海上的生活。
2016年6月,我国“探索一号”科考船将要在马里亚纳海沟挑战者深渊进行首次综合性深渊科考。
作为一名钳工,周皓跟随科考船随航保障,他负责维护科考船上的装备,修复可能出现的零件故障问题,确保科考船的正常工作。
长94.45米、宽17.9米的“探索一号”,是一座移动的“海上实验室”,它不仅能开展多学科、多种实验,还能很好地保存各种样品和数据。
更令人瞩目的是,“探索一号”搭载了许多核心深海科研设备和探测仪器。比如,万米级自主遥控潜水器“海斗号”、深渊着陆器“天涯号”与“海角号”等诸多精密仪器。
此次“探索一号”科考的主要目标,就是对这一系列万米级深海实验装备和探测“神器”进行验证,并探秘地球海洋最深处—马里亚纳海沟。
对周皓来说,这次航行异常艰难。前七天,他吃不下一口东西,除了工作就是吐,饿得眼睛直冒金星。52天的航行中,周皓在船上站也站不住,躺也躺不稳。
然而,这些还不是周皓遇到的最头疼的问题。
航次期间海况复杂多变,有时一个浪打来就能让重达数吨的设备损坏。遇上这种情况,周皓必须紧急维修设备。
那次远航中,科考船上的“万泉”号深渊着陆器的定时释放器锁紧装置临时出现故障,而当时科考船上没有现成的零件和机加工设备。
怎么办?紧急之下,周皓拆下了10毫米厚的不锈钢电子舱盖板,用纯手工打磨的方式,一点一点将钢板磨成一个全新的零件。
行内人都知道,不锈钢类材料是机加工中最难的部分,更别说人工打磨了。那一次,周皓拖着虚弱的身体,用三天两夜、40多个小时打磨零件,最终,修复完好的“万泉号”成功通过了万米深渊的考验。
事实上,在这次出海前,周皓只有三个月来建立对深海的认识。
周皓在来到深海所之前,一直是煤矿开采设备领域的钳工。十几年在煤矿机械设备上的深耕,已经让他熟练掌握车、铣、刨、钻、镗等多个机加工设备的操作技能,老东家称他为“建厂70年来唯一一个所有设备都会操作的工人”。
2016年南下到深海所后,周皓面临的是一个全新而未知的专业技术领域。
按照地理学定义,深海区通常是指水深1000米以下的海域。在海水中,每深10米,物体承受的压力就多一个标准大气压。如果潜水器下潜到1万米深度,所承受的压力相当于一个指甲盖大小的面积上压1吨的重量,对设备要求极高。
随着认识的加深,周皓的技术储备開始发挥作用。
人们常把“五洋捉鳖”和“九天揽月"并列,因为深海的“深",和太空的“远”一样,普通人难以企及。
深海设备要应对低温和超高压的极端环境,对材料衔接的密封技术和抗压性要求非常高。每个零部件在万米以下海底要承受的压力相当于“在小拇指指甲盖上放了一辆轿车”,加工难度更大。
因此,科学家即便有了想法,如果没有工程技术研发出来的装备仪器去支撑,进一步的深入研究也没法展开。
中科院海洋研究所研究员徐奎栋接受媒体采访时曾说,过去因为没有深海调查作业的手段,中国的海洋科学研究在国际上落后一大截。“以前没有装备,我们出不去,也很难潜得深,更看不见什么东西,拿不上来。只能望洋兴叹。”
徐奎栋感慨地说:“我们之前怎么做深海的生物采样呢?可以说就是盲拖,通过阿氏网或类似拖石头用的爬网,放到海底拖20分钟,常会丢失很多设备。我们曾在一个航次中丢了两个设备,坏了三个。”
1986年,中国第一艘载人潜水器—7103救生艇研制成功,它的下潜深度只有300米。2012年,中国自行设计的“蛟龙”号载人潜水器成功下潜至7062米,让中国具备了载人到达全球99.8%以上海洋深处进行作业的能力。
从300米到7062米,在不到30年的时间内,中国在深海装备领域取得了诸多突破性进展。可以说,正是近几十年深海装备制造领域的技术创新将我国深潜科考带到了万米以下。
在深海所的这些年,周皓根据深海工作的需要,对一些装备的零部件进行加工、组装、调试,将发现的问题进行改进。“除了改进零部件,我们还要根据科研人员的需求和技术性能指标的要求做出一些新的零部件。”他说。
深海所使用的深海科研装备都是自主研发的非定型产品,所以每个零部件的加工都是难度甚大的“首件加工”。5年中,他已成功解决198项海试科研装备技术的难题,合理升级改造海试设备86项。
2016年,他为“天涯”号深渊着陆器设计制造的万米级海水取样搭载装置,成功获取了120多升万米海水样品和20多升原位海水样品。
另外,他设计制造的生物诱捕装置,加装在“原位实验号”深渊着陆器上,在雅浦海沟7884米深度捕获狮子鱼,是国内首次、也是当时国际上在雅浦捕获深度最深的狮子鱼。
“我们的技术和设备是给科学家使用的,保证科学实验的顺利实施是我们的职责。”周皓说。
自2016年进入深海所以来,周皓先后为深海科考创新制作了原位固定装置、水下摄像机滑动可调角度固定装置、万米水下陶瓷摄像机加压密封装置、大型开合式自锁生物诱捕装置等多项设备,成功解决了诸多深海装备制造技术难题。
2019年12月,一份珍贵的深海礼物—一段来自马里亚纳海沟附近的重力柱沉积物样品被无偿分发给全国10余家单位的19个相关领域研究团队。如此珍贵的样品,在国际上属于首次获取。如此大范围的科研样品分发,让在场的科研人员都兴奋不已。
一手样品,无论对哪个学科来说,都是最佳研究对象。只有用一手的东西,才更有可能做出原创性成果。而没有样品,就只能通过国外文献获得的数据进行研究,局限性很大。
装备的完善和探测技术的提高,为科学研究提供了有力的数据和样品支撑。
在深海所的5年多时间里,周皓参与保障了3次马里亚纳海沟的深渊科考任务,至今保持着零件加工制作零失误的纪录。
其中一次,赶上太平洋的冬季季风,风浪大到连站稳都难。就连常年出海的船员都吃不消,更糟糕的是,一个巨浪打上甲板,把已经准备完毕的43套海底地震仪全部打飞,破损严重,而此时,船上却没有那么多备件可换。
出海科考计划安排得紧凑,设备坏了必须及时修复,否则会影响接下来的科研任务。为了抢修,周皓26个小时连续工作,终于在第二天凌晨5时修复完毕,保证了第一条测线的正常布放,最终使中国成为世界上首个获得万米级海洋人工地震剖面的国家。
周皓说,“在机械行業里面,从来就没有差不多就行了。我始终认为,差不多就是差很多。”不论图纸上的数据是多少,加工之前他总要再检验一遍;一个零件哪怕已经加工10遍以上,每一次他还是会琢磨哪里能更好。
早在工作之初,周皓的师傅就曾对他说过一句话:“吃得苦中苦,方为人上人。”而现在,他也把这句话讲给了他的徒弟们。
“当年,师傅为了让我快速成长,把他记了数十年的笔记本郑重地交到了我的手上。”周皓现在用同样的方法带徒弟。他相信,工作中的细节能够潜移默化影响别人,他想让两位徒弟尽快成长起来,关键时刻能顶上去。
一次,一台进口的激光拉曼设备亟待改造升级。他带着两名徒弟匆匆赶来,一边研究设备故障,一边现场教学。他只提示了一些线索,让学生们自己发现问题,并思考解决办法。
“当时,我觉得皓哥这么做太耽误事,可是当我们经过独立思考改造好这台设备后,感觉就完全不一样了。”周皓徒弟赵民柏说:“现在我们遇见困难不再依赖皓哥,而是自己查资料,想办法解决,直到山穷水尽时,才会去请教皓哥。”
长达数月的出海,然后回到陆地继续工作,再次出海,如此往复。周皓现在的生活像潮汐一样规律。
在马里亚纳海沟进行海试工作的时候,周皓未能赶回家陪孩子过生日,他就地取材把船上装蔬菜的泡沫箱做成五角星,拴到了即将深潜的设备配重笼的下面。随着深海压强的增加,泡沫箱制作的五角星体积缩小、密度增加最终被压缩硬化,形成了海星的形状。回去后,周皓骄傲地告诉孩子,这是来自海洋深处的礼物。
“新的深潜项目就要开始了,工作节奏一年比一年快。”夜色已深,深海所的工程实验室里灯火通明,周皓仍在专心测试一台即将组装入海的深潜设备。
“奋斗者”号挑战了地球海洋最深处后,把人类探索深渊推进到了常规科考的阶段,以后会有大量宝贵的数据和发现。未来的深海图景将会变成怎样?周皓希望越来越多的深海装备出现在大洋之中,发现更多深海数据,为建设海洋强国作出贡献。