『海?！粚殻簥^斗』領航

◎本刊綜合

小新，好久不見，這段時間你去哪了？

天氣太熱啦，我去海南潛水了。

哇，潛水好玩嗎？

當然啦！我在教練的帶領下，看到了各種神奇、美麗的海洋生物，有海星、紅珊瑚，還有各種叫不出名字的魚。

太厲害了！

一般般啦，我這次最深只下潛到了10 米，等我長大了，我要去萬米深海探險，去海底尋寶！

別吹牛了。我聽說海水壓力很大，普通人在不佩戴任何潛水裝備的情況時，最多只能下潛10 米。即便借助水下呼吸器，人們下潛的最深紀錄也只有332 米。

你可太小瞧我們人類了。500 年前，達·芬奇設計潛水服，150 年前，凡爾納撰寫《海底兩萬里》，當時的科學幻想很多都已經成為現實。在中國，不僅有深海“神獸”幫忙探測海底寶藏，還有深?！鞍褪俊陛d我們潛入萬米深海，去神秘的海底世界一探究竟！

真的嗎？聽起來真是不可思議。

眼見為實。走，帶你去認識一下這些大國重器吧。

深?！吧瘾F”——“海牛Ⅱ號”

外貌特征

我主要由海底鉆機本體、海底原位探測儀、移動式海底鉆機配套收放系統三部分組成。其中，鉆機本體外觀上是一個橙黃色、八邊形的鋼質構造，高7.6 米，“腰圍”10 米，體質量12.5 噸。我還有3 條可收放的“大長腿”，即便是站在地形復雜的海底，也能保持直立的姿態。

我看似笨重，但是在海底工作時可靈活了！

我最重要的“武器”是78 根鉆桿，每根鉆桿有3 米長，像左輪手槍的子彈一樣排列在圓盤上。操作時，通過圓盤旋轉，機械手取桿上膛，把鉆桿一根根鉆進巖層，這樣就能拿到我想要的東西。

主要用途

深海礦產資源豐富，發現、研究它們，需要通過水下鉆探獲取樣本。在各種取樣方式中，我的鉆探成本低、效率高、樣品擾動小、易操作，備受科學家的青睞。另外，在建造海底油氣采場和海上風電場這些“巨無霸”時，也需要我入海勘探出最佳位置。

最自豪的事

2021 年4 月7 日晚，我悄然下潛，游至南海2000 米的水下，成功下鉆231 米，刷新了當時深海海底鉆機的世界紀錄。除了鉆得深，我還帶回來了珍貴的可燃冰！

圖1 “海牛Ⅱ號”準備進行海試作業（圖/湖南科技大學）

你知道嗎

深海是一個巨大的寶庫，海底存在大量石油、天然氣等能源，其儲量約占全球油氣儲量的三分之一。

淺海的光照充分、餌料豐富，海洋生物快速繁衍。海洋生物死亡后，殘骸被泥沙一層一層掩埋起來。被埋藏的生物遺體經過漫長的物理、化學、地質作用，生成石油和天然氣。

簡單來說，石油是由生物的尸體形成的。

獨門絕技

在海水的壓力下，可燃冰呈“冰”狀，但一旦離開其適宜的海水深度，就會因壓力減小而變成氣體揮發。我的絕招是“保壓取芯”——保持與海底地層相等壓力的狀態，將可燃冰帶到海面上。此前，全球海底鉆機的最大鉆孔深度設計能力為200 米，而實際保壓取芯作業最深只到達147 米。我成功下鉆231 米，大大刷新了這一紀錄！

看家本領

我擁有125 項國家專利，4 項國際發明專利。有了這些專利的加持，我的工作效率更高、反應更靈敏、操控更簡便、功能更多樣。

圖2 “海牛Ⅱ號”正在進行海試作業（圖/金永平 攝）

效率提高：按照傳統的提鉆取芯技術，巖芯管裝滿后要將鉆桿一根根收回，取出裝滿的巖芯管，換一根空的巖芯管，重新擰接后才能繼續鉆進。若是鉆進深度為20～30米，這樣的技術問題不大，但超過這一深度，所需時間就大幅拉長，完成一次作業需要好幾天。時間就是金錢，科考船在海上工作一天，光油費就得20 多萬元。我采用自動遙控繩索取芯技術，鉆進60 米，完成一次樣品提取只需約20 個小時，鉆進231 米，也只花了約30 個小時。

反應靈敏：我的身上有上百個傳感器，這些傳感器都是我的“眼睛”，根據它們“看到”的信息，鉆頭就可以自動調整鉆進模式，大幅提高了鉆探效率、取芯率和取芯質量。

操控簡便：以前的海底鉆機是一個命令對應一個按鍵，下海時需要好幾個人不眠不休地守著?，F在只需按一個按鍵就可以執行一套指令，一個人就可輕松操作。

功能多樣：在鉆孔取芯的同時，我還能干“兼職”：原位探測巖石的電阻率、孔隙率，給孔內周邊巖石拍照等。

最危險的事

2021 年3 月，我在1000 米水深順利完成海底作業，正準備回到海面時，突然聽到一聲巨響，原來是從丹麥進口的配套收放絞車壞了！

當時的我還懸吊在1000 米的水下，離海底約6 米，上不去，下不來。更驚險的是，根據天氣預報，48 小時后，強臺風就要經過這片海域，運載船必須離開躲避。大家緊急向丹麥廠家求助，答復是已經過了保修期，沒遇過這種情況，愛莫能助。時間過去了9 小時，大家都以為我沒救了。

還好，萬步炎教授沒有放棄我！他帶領團隊嘗試了各種辦法，最后決定構建一個液壓系統替代原有電動系統損壞部件的工作。經過近30 個小時奮戰，他們搭建安裝好臨時系統，在臺風來襲前2 小時成功將我救上船，帶我一起踏上歸程。

最感謝的人

我最想感謝萬步炎教授。沒有他的雄心勃勃，我就不會出現；沒有他的堅持不懈，我就無法從0.7 米下鉆到231 米，一次次刷新海底鉆機鉆深紀錄；沒有他的機智勇敢，我早就葬身海底，不可能在太平洋、印度洋鉆進數千個“中國孔”。

下一個目標

在超萬米的馬里亞納海溝打下世界第一鉆！

“養牛專業戶”

2023 年5 月，來自湖南的“養牛專業戶”——湖南科技大學萬步炎教授被授予“時代楷模”稱號。他說：“我最自豪的兩件事：第一，中國的第一臺深海鉆機是我發明的；第二，我帶隊研發的‘海牛Ⅱ號’創造了世界紀錄！”

為了讓“海牛”達到世界領先水平，萬步炎“敢”“穩”“拼”！

“敢”：2003 年，國內科考船上裝備了鎧裝光纖動力復合電纜，但電壓高達3300 伏，不了解其性能，幾年沒人敢用。2008 年，萬步炎第一個“吃螃蟹”。鉆機下潛到1000 米，電纜絕緣值時高時低，隨時會漏電，全船人的心都提到了嗓子眼。萬步炎發現是膠帶問題，緊急搶修好了，可是專家組不同意繼續試驗。又是萬步炎拍胸脯擔保，不然2 米鉆機還要再等一年才能海試。

“穩”：科學研究不可能一帆風順?！梆B?！?0 多年，萬步炎經歷了20 米鉆機設備被臍帶纜拉倒、60 米鉆機電機軸斷了、231 米鉆機絞車壞了等“至暗時刻”，但他處變不驚、臨危不亂，一次次化險為夷。

“拼”：夏天，甲板上有時候溫度高達70 攝氏度，可萬步炎比年輕人還能熬，連續工作20 多個小時仍精神抖擻。每次海試，他都不會缺席，因為“出海機會是寶貴的，要珍惜，只有親臨一線，才能獲取真實的情況，才能把‘海?！龅酶谩?。

圖4 萬步炎（二排左三）和湖南科技大學海洋實驗室的部分成員（圖/湖南科技大學）

深?！鞍褪俊薄皧^斗者”號

外貌特征

我看起來像是一條大頭魚，這樣的設計是為了減少阻力。我的肚子被涂成綠色，因為綠光在海水中衰減較小，便于人們在深海中找到我。我的頭頂被刷成橘色，當我浮上水面時，方便母船第一時間發現我。

別看我外形呆萌，其實我對自己的“衣著打扮”非常講究。

獨門絕技

我不僅外形亮麗，而且肚里“有貨”，可以同時搭載3 名潛航員下潛。

圖5 “奮斗者”號的球形載人艙（圖/中國科學院金屬研究所）

在萬米深海，水壓超過110 兆帕，相當于2000 頭非洲象同時踩在一個人的身上。為了保證水下潛航員的安全，我的載人艙被設計成球形。它由國產新型鈦合金材料打造而成，不僅抗住了萬米深海的巨大壓力，還大大減輕了自身的重量，擴大了艙內空間，潛航員可以更加舒適地在里面工作。

此前，也有國外深潛器依靠球形載人艙成功挑戰了萬米重壓，但艙體空間僅能容納一兩個人，無法搭載更多的人和設備。2012年，加拿大導演卡梅隆單獨乘坐“深海挑戰者”號探險馬里亞納海溝，為了把自己“塞”進載人艙，他甚至專門進行了瑜伽訓練。

最自豪的事

2020 年10 月27 日，我潛入馬里亞納海溝，首次在萬米海底留下中國的足跡。同年11 月10 日，我再次于海底成功坐底10 909 米，創造了中國載人深潛新紀錄。

看家本領

超長續航：我可以在萬米海底持續作業6 小時，“油膩”的鋰電池為我提供了充足的能源。上百塊單體鋰電池分為若干組排列，模塊之間的間隙充滿了油。當某個模塊的溫度升高時，周圍的油會把熱量通過電池箱體傳遞給外部的海水，起到散熱的作用。

圖6 “奮斗者”號即將入水（圖/陳凱姿 攝）

靈活操作：我有一對靈活的機械手，它有7 個關節，可360 度轉動，操作精度達到1 厘米，能夠在海底輕松布放、拾取，還能承載幾十千克的質量，實現萬米“海底撈”。我曾“撈”到過海底的沉積物、巖石、生物樣品、深海水體，為科學家們后續研究提供了非常有價值的數據和資料。

上浮下潛：為了下潛至海底，我背了一個大包袱——總質量近2 噸的四塊壓載鐵。在完成作業準備上浮時，我會拋出其中兩塊，使所受浮力大于自身重力。返航過程中，身上的浮力材料也會助我一臂之力。這種特殊材料由成千上萬個納米級大小的玻璃微珠構成，它們不僅能為我提供足夠的浮力，還特別結實，能夠經受住海底的巨大水壓。

家族成員

在我國的載人潛水器家族，我還有兩位哥哥。

大哥“蛟龍”號于2010 年7 月下潛到3759 米的深海，使我國成為世界上第五個掌握3500 米大深度載人深潛技術的國家。2012 年，大哥下潛至7062 米，創世界同類作業型潛水器最大下潛深度紀錄。

圖7 “蛟龍”號（圖/高悅 攝）

二哥“深海勇士”號于2017 年10 月3日海試成功，它可以在水下深潛4500 米。截至2023 年6 月16 日，二哥已完成577次下潛任務，保持世界領先的運維水平。

圖8 “深海勇士”號（圖/中國科學院深?？茖W與工程研究所）

當然，我的工作能力也很強。2022 年，我完成了75 潛次作業，今后，我將搭載更多科學家遨游在世界海洋的最深處，幫助他們實現科學夢想。

下潛至萬米深海是什么感受？我現在就想去體驗！

這個問題我可回答不了，還是邀請“奮斗者”號的乘客，我國首位下潛至萬米海底的女科學家——賀麗生來分享她的經歷吧。

賀麗生：

為了節約寶貴的能源，下潛過程中載人艙內的燈都是關著的，只靠儀器的顯示屏來照明。下潛速度大約為1 米/秒，“奮斗者”號要3 個小時才能下到萬米深的海底。

圖8 賀麗生處理采集的海底生物（圖/中國科學院深?？茖W與工程研究所）

隨著下潛深度的不斷增加，周圍海水的溫度逐漸下降，到4000 米時降到了最低點，只有2攝氏度左右。因為人體會散發熱量，所以艙內的溫度還能維持在17 攝氏度左右，一件棉坎肩足以御寒。

圖9 科研人員在清點從萬米海底獲取的鉤蝦樣品（圖/陳凱姿 攝）

當“奮斗者”號成功坐底馬里亞納海溝，我從觀察窗口往外看，發現這里的生物真的非常多！記得我看到過幾只鉤蝦、很多海參，還發現了不少多毛類生物。這里的海參跟我們之前看到的海參差別很大，它們個頭不大，身體是透明的。

這么深的海底還有生物存活？

是呀，沒想到吧！以前，人們以為海面6000 米以下的地方是一個死氣沉沉、與世隔絕的世界。然而，隨著人們的不斷探索，這些認識正在被顛覆。

萬米海底，妙不可言，大洋之下仍有許多未知等待我們揭秘。我們要努力學習，懷揣好奇，探索未知，挑戰自我，為祖國的深海探索工作貢獻力量！