◎本刊綜合

小新，好久不見(jiàn)，這段時(shí)間你去哪了？

天氣太熱啦，我去海南潛水了。

哇，潛水好玩嗎？

當(dāng)然啦！我在教練的帶領(lǐng)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(yú)。

太厲害了！

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

別吹牛了。我聽(tīng)說(shuō)海水壓力很大，普通人在不佩戴任何潛水裝備的情況時(shí)，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(jì)錄也只有332 米。

你可太小瞧我們?nèi)祟惲恕?00 年前，達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)潛水服，150 年前，凡爾納撰寫(xiě)《海底兩萬(wàn)里》，當(dāng)時(shí)的科學(xué)幻想很多都已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。在中國(guó)，不僅有深?！吧瘾F”幫忙探測(cè)海底寶藏，還有深?！鞍褪俊陛d我們潛入萬(wàn)米深海，去神秘的海底世界一探究竟！

真的嗎？聽(tīng)起來(lái)真是不可思議。

眼見(jiàn)為實(shí)。走，帶你去認(rèn)識(shí)一下這些大國(guó)重器吧。

深海“神獸”——“海牛Ⅱ號(hào)”

外貌特征

我主要由海底鉆機(jī)本體、海底原位探測(cè)儀、移動(dòng)式海底鉆機(jī)配套收放系統(tǒng)三部分組成。其中，鉆機(jī)本體外觀上是一個(gè)橙黃色、八邊形的鋼質(zhì)構(gòu)造，高7.6 米，“腰圍”10 米，體質(zhì)量12.5 噸。我還有3 條可收放的“大長(zhǎng)腿”，即便是站在地形復(fù)雜的海底，也能保持直立的姿態(tài)。

我看似笨重，但是在海底工作時(shí)可靈活了！

我最重要的“武器”是78 根鉆桿，每根鉆桿有3 米長(zhǎng)，像左輪手槍的子彈一樣排列在圓盤(pán)上。操作時(shí)，通過(guò)圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手取桿上膛，把鉆桿一根根鉆進(jìn)巖層，這樣就能拿到我想要的東西。

主要用途

深海礦產(chǎn)資源豐富，發(fā)現(xiàn)、研究它們，需要通過(guò)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(dòng)小、易操作，備受科學(xué)家的青睞。另外，在建造海底油氣采場(chǎng)和海上風(fēng)電場(chǎng)這些“巨無(wú)霸”時(shí)，也需要我入?？碧匠鲎罴盐恢?。

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(dāng)時(shí)深海海底鉆機(jī)的世界紀(jì)錄。除了鉆得深，我還帶回來(lái)了珍貴的可燃冰！

圖1 “海牛Ⅱ號(hào)”準(zhǔn)備進(jìn)行海試作業(yè)（圖/湖南科技大學(xué)）

你知道嗎

深海是一個(gè)巨大的寶庫(kù)，海底存在大量石油、天然氣等能源，其儲(chǔ)量約占全球油氣儲(chǔ)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(lái)。被埋藏的生物遺體經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的物理、化學(xué)、地質(zhì)作用，生成石油和天然氣。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，石油是由生物的尸體形成的。

獨(dú)門(mén)絕技

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

看家本領(lǐng)

我擁有125 項(xiàng)國(guó)家專利，4 項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利。有了這些專利的加持，我的工作效率更高、反應(yīng)更靈敏、操控更簡(jiǎn)便、功能更多樣。

圖2 “海牛Ⅱ號(hào)”正在進(jìn)行海試作業(yè)（圖/金永平 攝）

效率提高：按照傳統(tǒng)的提鉆取芯技術(shù)，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(xù)鉆進(jìn)。若是鉆進(jìn)深度為20～30米，這樣的技術(shù)問(wèn)題不大，但超過(guò)這一深度，所需時(shí)間就大幅拉長(zhǎng)，完成一次作業(yè)需要好幾天。時(shí)間就是金錢(qián)，科考船在海上工作一天，光油費(fèi)就得20 多萬(wàn)元。我采用自動(dòng)遙控繩索取芯技術(shù)，鉆進(jìn)60 米，完成一次樣品提取只需約20 個(gè)小時(shí)，鉆進(jìn)231 米，也只花了約30 個(gè)小時(shí)。

反應(yīng)靈敏：我的身上有上百個(gè)傳感器，這些傳感器都是我的“眼睛”，根據(jù)它們“看到”的信息，鉆頭就可以自動(dòng)調(diào)整鉆進(jìn)模式，大幅提高了鉆探效率、取芯率和取芯質(zhì)量。

操控簡(jiǎn)便：以前的海底鉆機(jī)是一個(gè)命令對(duì)應(yīng)一個(gè)按鍵，下海時(shí)需要好幾個(gè)人不眠不休地守著?，F(xiàn)在只需按一個(gè)按鍵就可以執(zhí)行一套指令，一個(gè)人就可輕松操作。

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

最危險(xiǎn)的事

2021 年3 月，我在1000 米水深順利完成海底作業(yè)，正準(zhǔn)備回到海面時(shí)，突然聽(tīng)到一聲巨響，原來(lái)是從丹麥進(jìn)口的配套收放絞車壞了！

當(dāng)時(shí)的我還懸吊在1000 米的水下，離海底約6 米，上不去，下不來(lái)。更驚險(xiǎn)的是，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，48 小時(shí)后，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)就要經(jīng)過(guò)這片海域，運(yùn)載船必須離開(kāi)躲避。大家緊急向丹麥廠家求助，答復(fù)是已經(jīng)過(guò)了保修期，沒(méi)遇過(guò)這種情況，愛(ài)莫能助。時(shí)間過(guò)去了9 小時(shí)，大家都以為我沒(méi)救了。

還好，萬(wàn)步炎教授沒(méi)有放棄我！他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)嘗試了各種辦法，最后決定構(gòu)建一個(gè)液壓系統(tǒng)替代原有電動(dòng)系統(tǒng)損壞部件的工作。經(jīng)過(guò)近30 個(gè)小時(shí)奮戰(zhàn)，他們搭建安裝好臨時(shí)系統(tǒng)，在臺(tái)風(fēng)來(lái)襲前2 小時(shí)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(wàn)步炎教授。沒(méi)有他的雄心勃勃，我就不會(huì)出現(xiàn)；沒(méi)有他的堅(jiān)持不懈，我就無(wú)法從0.7 米下鉆到231 米，一次次刷新海底鉆機(jī)鉆深紀(jì)錄；沒(méi)有他的機(jī)智勇敢，我早就葬身海底，不可能在太平洋、印度洋鉆進(jìn)數(shù)千個(gè)“中國(guó)孔”。

下一個(gè)目標(biāo)

在超萬(wàn)米的馬里亞納海溝打下世界第一鉆！

“養(yǎng)牛專業(yè)戶”

2023 年5 月，來(lái)自湖南的“養(yǎng)牛專業(yè)戶”——湖南科技大學(xué)萬(wàn)步炎教授被授予“時(shí)代楷?！狈Q號(hào)。他說(shuō)：“我最自豪的兩件事：第一，中國(guó)的第一臺(tái)深海鉆機(jī)是我發(fā)明的；第二，我?guī)ш?duì)研發(fā)的‘海牛Ⅱ號(hào)’創(chuàng)造了世界紀(jì)錄！”

為了讓“海?！边_(dá)到世界領(lǐng)先水平，萬(wàn)步炎“敢”“穩(wěn)”“拼”！

“敢”：2003 年，國(guó)內(nèi)科考船上裝備了鎧裝光纖動(dòng)力復(fù)合電纜，但電壓高達(dá)3300 伏，不了解其性能，幾年沒(méi)人敢用。2008 年，萬(wàn)步炎第一個(gè)“吃螃蟹”。鉆機(jī)下潛到1000 米，電纜絕緣值時(shí)高時(shí)低，隨時(shí)會(huì)漏電，全船人的心都提到了嗓子眼。萬(wàn)步炎發(fā)現(xiàn)是膠帶問(wèn)題，緊急搶修好了，可是專家組不同意繼續(xù)試驗(yàn)。又是萬(wàn)步炎拍胸脯擔(dān)保，不然2 米鉆機(jī)還要再等一年才能海試。

“穩(wěn)”：科學(xué)研究不可能一帆風(fēng)順?！梆B(yǎng)?！?0 多年，萬(wàn)步炎經(jīng)歷了20 米鉆機(jī)設(shè)備被臍帶纜拉倒、60 米鉆機(jī)電機(jī)軸斷了、231 米鉆機(jī)絞車壞了等“至暗時(shí)刻”，但他處變不驚、臨危不亂，一次次化險(xiǎn)為夷。

“拼”：夏天，甲板上有時(shí)候溫度高達(dá)70 攝氏度，可萬(wàn)步炎比年輕人還能熬，連續(xù)工作20 多個(gè)小時(shí)仍精神抖擻。每次海試，他都不會(huì)缺席，因?yàn)椤俺龊C(jī)會(huì)是寶貴的，要珍惜，只有親臨一線，才能獲取真實(shí)的情況，才能把‘海?！龅酶谩薄?/p>

圖4 萬(wàn)步炎（二排左三）和湖南科技大學(xué)海洋實(shí)驗(yàn)室的部分成員（圖/湖南科技大學(xué)）

深?！鞍褪俊薄皧^斗者”號(hào)

外貌特征

我看起來(lái)像是一條大頭魚(yú)，這樣的設(shè)計(jì)是為了減少阻力。我的肚子被涂成綠色，因?yàn)榫G光在海水中衰減較小，便于人們?cè)谏詈Ｖ姓业轿摇Ｎ业念^頂被刷成橘色，當(dāng)我浮上水面時(shí)，方便母船第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)我。

別看我外形呆萌，其實(shí)我對(duì)自己的“衣著打扮”非常講究。

獨(dú)門(mén)絕技

我不僅外形亮麗，而且肚里“有貨”，可以同時(shí)搭載3 名潛航員下潛。

圖5 “奮斗者”號(hào)的球形載人艙（圖/中國(guó)科學(xué)院金屬研究所）

在萬(wàn)米深海，水壓超過(guò)110 兆帕，相當(dāng)于2000 頭非洲象同時(shí)踩在一個(gè)人的身上。為了保證水下潛航員的安全，我的載人艙被設(shè)計(jì)成球形。它由國(guó)產(chǎn)新型鈦合金材料打造而成，不僅抗住了萬(wàn)米深海的巨大壓力，還大大減輕了自身的重量，擴(kuò)大了艙內(nèi)空間，潛航員可以更加舒適地在里面工作。

此前，也有國(guó)外深潛器依靠球形載人艙成功挑戰(zhàn)了萬(wàn)米重壓，但艙體空間僅能容納一兩個(gè)人，無(wú)法搭載更多的人和設(shè)備。2012年，加拿大導(dǎo)演卡梅隆單獨(dú)乘坐“深海挑戰(zhàn)者”號(hào)探險(xiǎn)馬里亞納海溝，為了把自己“塞”進(jìn)載人艙，他甚至專門(mén)進(jìn)行了瑜伽訓(xùn)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(wàn)米海底留下中國(guó)的足跡。同年11 月10 日，我再次于海底成功坐底10 909 米，創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄。

看家本領(lǐng)

超長(zhǎng)續(xù)航：我可以在萬(wàn)米海底持續(xù)作業(yè)6 小時(shí)，“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(dāng)某個(gè)模塊的溫度升高時(shí)，周圍的油會(huì)把熱量通過(guò)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(hào)即將入水（圖/陳凱姿 攝）

靈活操作：我有一對(duì)靈活的機(jī)械手，它有7 個(gè)關(guān)節(jié)，可360 度轉(zhuǎn)動(dòng)，操作精度達(dá)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(zhì)量，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)米“海底撈”。我曾“撈”到過(guò)海底的沉積物、巖石、生物樣品、深海水體，為科學(xué)家們后續(xù)研究提供了非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)和資料。

上浮下潛：為了下潛至海底，我背了一個(gè)大包袱——總質(zhì)量近2 噸的四塊壓載鐵。在完成作業(yè)準(zhǔn)備上浮時(shí)，我會(huì)拋出其中兩塊，使所受浮力大于自身重力。返航過(guò)程中，身上的浮力材料也會(huì)助我一臂之力。這種特殊材料由成千上萬(wàn)個(gè)納米級(jí)大小的玻璃微珠構(gòu)成，它們不僅能為我提供足夠的浮力，還特別結(jié)實(shí)，能夠經(jīng)受住海底的巨大水壓。

家族成員

在我國(guó)的載人潛水器家族，我還有兩位哥哥。

大哥“蛟龍”號(hào)于2010 年7 月下潛到3759 米的深海，使我國(guó)成為世界上第五個(gè)掌握3500 米大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家。2012 年，大哥下潛至7062 米，創(chuàng)世界同類作業(yè)型潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。

圖7 “蛟龍”號(hào)（圖/高悅 攝）

二哥“深海勇士”號(hào)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(wù)，保持世界領(lǐng)先的運(yùn)維水平。

圖8 “深海勇士”號(hào)（圖/中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所）

當(dāng)然，我的工作能力也很強(qiáng)。2022 年，我完成了75 潛次作業(yè)，今后，我將搭載更多科學(xué)家遨游在世界海洋的最深處，幫助他們實(shí)現(xiàn)科學(xué)夢(mèng)想。

下潛至萬(wàn)米深海是什么感受？我現(xiàn)在就想去體驗(yàn)！

這個(gè)問(wèn)題我可回答不了，還是邀請(qǐng)“奮斗者”號(hào)的乘客，我國(guó)首位下潛至萬(wàn)米海底的女科學(xué)家——賀麗生來(lái)分享她的經(jīng)歷吧。

賀麗生：

為了節(jié)約寶貴的能源，下潛過(guò)程中載人艙內(nèi)的燈都是關(guān)著的，只靠?jī)x器的顯示屏來(lái)照明。下潛速度大約為1 米/秒，“奮斗者”號(hào)要3 個(gè)小時(shí)才能下到萬(wàn)米深的海底。

圖8 賀麗生處理采集的海底生物（圖/中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)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(shí)降到了最低點(diǎn)，只有2攝氏度左右。因?yàn)槿梭w會(huì)散發(fā)熱量，所以艙內(nèi)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(diǎn)從萬(wàn)米海底獲取的鉤蝦樣品（圖/陳凱姿 攝）

當(dāng)“奮斗者”號(hào)成功坐底馬里亞納海溝，我從觀察窗口往外看，發(fā)現(xiàn)這里的生物真的非常多！記得我看到過(guò)幾只鉤蝦、很多海參，還發(fā)現(xiàn)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(gè)頭不大，身體是透明的。

這么深的海底還有生物存活？

是呀，沒(méi)想到吧！以前，人們以為海面6000 米以下的地方是一個(gè)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(rèn)識(shí)正在被顛覆。

萬(wàn)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(xué)習(xí)，懷揣好奇，探索未知，挑戰(zhàn)自我，為祖國(guó)的深海探索工作貢獻(xiàn)力量！