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万步炎:钻坚研微,向蔚蓝深海不断进发

2023-10-20姜茜昱

湘潮 2023年9期
关键词:海牛深海钻机

姜茜昱

个人名片

万步炎,中共党员,湖南科技大学教授、博士生导师,第十四届全国人大代表。他30多年如一日扎根海洋资源勘探技术研究,主持研发的“海牛”系列海底钻机实现了我国海底钻机技术零的突破,将核心技术牢牢掌握在中国人自己手里。他潜心立德树人,大力奖掖后学,将课堂搬到海洋上,培养大批青年科技人才。曾获“时代楷模”“全国最美教师”等称号,其团队入选“全国高校黄大年式教师团队”。

在湖南科技大学海牛楼内,矗立着高7.6米、腰围10米、体重12吨的钢铁“巨兽”,这便是刷新世界深海海底钻机钻深纪录的“海牛Ⅱ号”。2021年4月7日晚,“海牛Ⅱ号”下潜至海下231米,这标志着我国走在了深海勘探领域的世界前列,也为万步炎逐梦海洋、潜心科研的奋斗路奏响了更加昂扬的进行曲。30多年前,万步炎还是一个因为技术“卡脖子”而无比痛心的报国青年,如今,他已经带领团队克服重重困难,实现了从落后到超越的攀登。站在这台创造了骄人成绩的深海海底钻机旁,几乎满头白发的万步炎脸上是欣慰和自信的笑,他的目光坚定而有力量,望向“海牛Ⅱ号”旁国旗的方向……

问:30多年前,是什么机缘让你选择从事海洋矿产勘探研究?

万步炎:1985年,我从中南矿冶学院地质系探矿工程专业毕业后,进入了长沙矿山研究院,当时我从事的是陆地矿产的勘探开发。不久后,国家准备组建第一个海洋采矿研究室,在海底探矿。人类探矿的历史有几千年,但是海底探采的历史却很短,西方发达国家在这个领域取得了先机。当时公海资源是谁勘探、谁受益,如果我们不出击,就会落后于人。虽然全无经验,但我觉得国家的需要就是我的研究方向,我愿意努力尝试。1998年我第一次登上远洋科考考察船时,受到了很大冲击。船上基本所有勘探的仪器设备,哪怕是一根取样的钢管,都是进口的,而那次花费了重金的海底采矿却颗粒无收。

西方国家的技术封锁、我国重大的战略需求,让我进一步坚定了自己的研究方向,别人能做到的,我们一定能做到。

问:从陆地矿产的勘探开发转到海洋资源勘探开发,你主要遇到了哪些困难?

万步炎:很多能在陆地上使用的勘探方法和技术,在海洋中是用不上的,海洋勘探会受到风浪、潮汐、海流、水压等因素的强烈影响,所以挑战性极大。1999年,我和团队带着详细的设计方案,中标了自主研发深海钻探设备项目,从此,我们开始逐一克服海洋勘探的困难。

资料短缺、没有可循的理论和经验,我和团队只能从零开始学习和研发,不断完善设计方案、实现技术攻关:比如,如何给钻机供电?我们得设计一套动力系统;如何更精确地“看”到海底的情况?我们需要不断提升图像传输技术;如何针对海底或硬或软的岩层钻取样品,保证精准度?那就需要专门的岩芯取样钻机和勘探工艺……这一项项关键技术涵盖机械设计、电子技术和自动控制、计算机软件等专业领域,需要我们付出十倍、百倍乃至更多的努力,才能啃下一个个硬骨头。

2003年,我和我的团队研制出我国首台深海浅层岩芯取样钻机,用4年时间干了8年要做的工作,终于成功在海底下钻0.7米,获得了首个岩芯样品。别看这只是小小的0.7米,这代表着我们迈出了深海勘探技术自主创新的重要一步,也是国家大洋资源调查和探采的重要一步。

问:从2003年到如今,已经过去整整20年了,从首台深海浅层岩芯取样钻机下钻0.7米,到“海牛Ⅱ号”刷新世界深海海底钻机钻深纪录的231米,你带领团队不断创新,在困难如此大的情况下,为什么你能坚持不懈?

万步炎:在科学的道路上每一步都是崎岖的,这20年我感受最深的便是迎难而上。能一点一点解决困难对我来说很快乐,投身于为国家作贡献的事业又让我觉得人生很有意义,个人的成长与国家的进步融为一体,何乐而不为呢?这项事业我是越干越喜欢干。

当然,这与我自身作为一名湖南人“吃得苦、霸得蛮、耐得烦”的个性还是有很大关联的。我们在海上科考,短则一二十天,长则两三个月,这便要我和我的团队“吃得苦”。还记得我第一次登船出海,就因为晕船几乎动弹不得,黄疸水都吐了出来。但我知道必须克服这个困难,于是我强迫自己活动、进食,直到逐渐适应。而与海上遇到的其他艰难险阻相比,晕船其实不值一提。

能吃各种各样的苦,也要具备“霸得蛮”的钻的精神,才能突破一道又一道难关,不断进步。记得在“海牛Ⅱ号”海试项目即将过半时,关键机器配套收放的绞车出了问题,“海牛Ⅱ号”卡在了1000多米深的海底,收不上来也放不下去。雪上加霜的是,强台风即将在48小时后经过这片海域。此时,我们都舍不得砍缆,让集众人心血、价值数千万元的“海牛Ⅱ号”沉入海底。于是我带领团队进行各种尝试,包括求助生产厂家、代理商,然而均没有办法维修绞车。时间不等人,就在大家快要放弃的时候,我在操控集装箱里思考,能不能临时搭建一个液压系统,替代原有电动系统损坏的部件呢?于是,我画了一张设计图,又在船上发动大家拆解关键部件,用尽了手头能找到的东西。经过大家近30个小时的奋战,终于在台风来临前2小时把“海牛Ⅱ号”给拉了上来。当时我就想,中国人只要下定决心解决什么问题,没有什么问题是完全解决不了的。

而在多年科研的过程中,我发现有一些好的想法,因为细节没处理好,最后失败了,给我留下了很大遗憾。所以我鼓励我的学生们要“耐得烦”,在实验过程中发现任何异常问题都要注意并解决,不要把小问题带到大海里。一次出海前,钻机系统里有一个精密零件在生产时返工了七八次,总是达不到设计要求,我专门开车去宁乡工厂里指导师傅们加工,但精度还差两个微米。团队成员里有人觉得差不多了,只有头发丝1/50的差别,但我认为,水下作业万无一失,能在陆地上解决的问题就不要带到大海里。后来,我又跟师傅说更换加工方法,终于把零件分毫不差地做了出来。

2021年4月7日,“海牛Ⅱ号”抵达水深2060米的海底后,向下钻了整整20多个小时,最终成功取得了钻深231米的骄人成绩,这标志着我们从落后到領先的重大飞跃。同时,我们还保压取到了可燃冰这种极具战略意义的未来能源,别人能做到的我们做到了,别人还没有做到的,我们也先于他们做到了!

问:在30多年的海洋矿产勘探研究生涯中,你不仅以技术领衔创新实现了报国之梦,还培养了一批科技人才,你是如何实现这种“传帮带”的?

万步炎:我们海洋矿产勘探研究领域缺技术,更缺人才,在科研的同时不断培养后继力量,这样才能适应国家重大战略需求。2010年我离开长沙矿山研究院后,来到湖南科技大学开展海洋地质勘探教学,把自己多年科研的经验编成了教案。但海洋勘探的实践应用性很强,所以我认为,做海洋研究必须要到海上去,要在海洋大课堂中把教学与科研紧密结合,培养能解决实际问题的学生。

每年我们都会有至少两三个月的时间漂在海上进行科考,首先,我会要求学生们拿起锤子、扳手、电焊和工人一起干活,培养他们的动手能力;其次,遇到问题,我会让学生先学习解决,在最短的时间内提出解决方案、排除故障,把在课堂里和实验室里学习到的知识迁移运用到海上课堂;最后,海上科考不分昼夜,团队成员包括学生会分成几个小组排班,遇到紧急情况谁也不能休息,在团队协作中解决问题。

比如有一次,钻机被拉上水面时并未保持直立状态,直接从缆绳里滑了出来,整个设备都散架了,而这台设备关系着之后海试的项目和进度。本来设备得维修一周时间,可是如果一天内修不好,那年就会错过海试的机会。面对这种紧迫状况,我们团队争分夺秒地修了一整晚,每个人都贡献出自己的智慧,终于让设备在第二天早晨恢复正常。

繁重的海试任务让团队成员和学生们压力倍增,但海上科考生活并不是纯然的枯燥,我们也有科研人的浪漫。比如我会带着大家看海洋深处的星星,准备一些天文、量子力学、相对论等内容的知识分享给大家,我们会读书、钓鱼、上党课,真正工作和生活在一起,大家彼此加油、共同进步。之前团队里的一名学生在硕士毕业后,进入中国科学院深海科学与工程研究所,成为“奋斗者”号团队的一名潜航员,像他这样投身相关领域科研的学生还有一些。不久前,学校首届未来技术实验班开班,我有幸担任了班主任。我希望一批批学生能够在海洋矿产资源勘探装备与技术领域成长成才,助力我国加快建设海洋强国。

问:一代人有一代人的使命,一代人有一代人的长征,但不变的信仰是为祖国的事业奋斗终生,你将你的信仰传递给团队成员和学生,那么是谁把这种信仰传递给你,让你保持了几十年如一日的科研热情呢?

万步炎:我的外公是一名烈士,家人一直有着“烈属光荣”的强烈自豪感,从小我们便以外公为榜样做人做事。他以解放劳苦大众、为中国人民做点事为己任,后来在作战中英勇牺牲。外公牺牲后,政府每年下发600斤稻谷作为烈属抚恤金,这也是我家度过艰难岁月的重要支撑,在一粥一饭的滋养中,我懂得了家国二字的意义。当走上自己的工作岗位后,我便又想起外公的理想信念——为国家做点事,我希望能通过自身的奋斗和实践告慰他的在天之灵,我想我今天做到了,没有白当烈士的后代,我感到非常开心。

问:关于您这个蔚蓝色的海洋梦,您未来还有哪些新的规划?

万步炎:毛主席有句诗词,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”,如今,“海牛Ⅲ号”作为国家重点研发计划项目正式启动了,我们团队的下一个目标,便是挺进更深和更广阔的海底。面对这一片蔚蓝的大海,我还有许多未实现的梦想,海洋的未解之谜,也等着我们团队不断去探秘。国之所需,吾之所向,作为“养牛专业户”,我们将再接再厉,努力打造出更多的“国之重器”,更好地服務国家重大战略需求,为实现我国海洋科技高水平自立自强而不断奋斗!

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