近期,，“海牛Ⅲ號”作為國家重點研發(fā)計劃項目正式啟動，總設(shè)計師萬步炎帶領(lǐng)他的團隊,，肩負著海底地質(zhì)勘查,、稀土勘探等重要任務(wù)，再次向深海進發(fā),。

地球約70%的區(qū)域被海水覆蓋,，而我國擁有漫長的海岸線和龐大的沿海海域面積，海洋開發(fā)是我國走向世界強國的必由之路,。

30多年來,，萬步炎團隊從零開始研發(fā)，如今,，在太平洋等大洋,，在我國的南海、東海等海域,，“海牛號”系列已經(jīng)鉆出了2000多個“中國孔”,，完成了多座國際海底礦山的普查勘探，結(jié)束了我國依靠租用國外鉆探船開展海域“可燃冰勘探”的歷史,，開創(chuàng)了我國利用海底鉆機開展海底工程地質(zhì)勘查的先河,。

今天，我們來了解,，萬步炎團隊在被技術(shù)封鎖的情況下,，研發(fā)“海牛號”系列的艱辛歷程。

本文為瞭望智庫書摘,，摘編自《大國制造》（湖南人民出版社2023年7月出版）,，原標(biāo)題為《鉆向大洋深處》，原文有刪減,，不代表瞭望智庫觀點,。

“可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還,?！?o:p>

1927年10月，毛澤東率秋收起義部隊來到井岡山,，創(chuàng)建了中國第一個農(nóng)村革命根據(jù)地——井岡山革命根據(jù)地,，并開辟了“以農(nóng)村包圍城市，武裝奪取政權(quán)”這一具有中國特色的革命道路,，中國革命從此星火燎原,，從勝利走向勝利。

1965年,，這位70多歲的老人故地重游,，感慨萬千，興奮之情溢于言表,，創(chuàng)作了《水調(diào)歌頭·重上井岡山》,。偉人的愿望，在今天都變?yōu)楝F(xiàn)實：北斗衛(wèi)星“可上九天攬月”,，“海?！鄙詈ｃ@機“可下五洋捉鱉”。

海洋是生命的搖籃,、資源的寶庫,、交通的命脈、戰(zhàn)略的要地,，一個國家的興衰與海洋事業(yè)密不可分,。

深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”。

在海南陵水海域,，全球首座十萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”傲然矗立在藍海之上,。這個龐然大物建成的背后，有著被譽為“深海神獸”的“海牛II號”的功勞——海底地質(zhì)復(fù)雜,，正是它鉆入深海,，勘探出最佳建造位置,，讓“深海一號”在海風(fēng)海浪中穩(wěn)如磐石,。

2021年4月7日晚，這只“深海神獸”又悄然下潛,，在南海2000米的水下,，成功下鉆231米，保壓取到了天然氣水合物（可燃冰）,。這不僅填補了我國海底鉆深大于100米,、具保壓取芯功能的深海海底鉆機裝備的空白，也刷新了世界深海海底鉆機的鉆深紀(jì)錄,。

這意味著,，我國具備了海洋資源全覆蓋的勘探能力,！

“海牛Ⅱ號”正在進行海試作業(yè)。

鋼質(zhì)構(gòu)造的“海牛II號”是一個俯視圖為八邊形的物體,，高7.6米,，“腰圍”10米，重12.5噸,，水下重量10噸,，是目前我國水下重量最大的地質(zhì)勘探科考設(shè)備。它有3條可收放的“大長腿”,，讓自己在地形復(fù)雜的海底也能保持直立的姿態(tài),。到了海底，它就如同泥鰍一樣靈活,。

它的最前端,，是由金剛石和硬質(zhì)合金等材料制成的鉆頭，如同“神獸”的犄角,?？蒲腥藛T設(shè)計了3種不同類型的鉆頭，既可取硬巖巖芯,，也可取海底沉積物,，還可進行原位探測。這種多功能鉆頭,，是“海?！眻F隊的首創(chuàng)，目前國外無此項技術(shù),。

它的身體里嵌著78根鉆桿,，每根3米長，像左輪手槍的子彈一樣排列著,。工作時,，通過圓盤旋轉(zhuǎn)，機械手取桿上膛,，把鉆桿一根根鉆進巖層,，取到樣品后再一根根縮回到身體里。

它身上有上百個傳感器,，如同人的“眼睛”,，靠著它們傳送的信息，就可讓鉆頭根據(jù)地層性狀情況,，快速自動判斷并自適應(yīng)調(diào)整鉆進模式與參數(shù),，大幅提高了鉆探效率、取芯率和取芯質(zhì)量。

它還擁有了“大腦”,。以前操作“海?！保粋€命令一個按鍵,，需要好幾個人不眠不休地守著,；現(xiàn)在智能化了，按一個按鍵執(zhí)行一套指令,，一個人就可輕松操作,。在鉆孔取芯的同時，它還能干“兼職”：原位探測巖石的電阻率,、孔隙率,，給孔內(nèi)周邊巖石拍照等。

它“出生”在毛澤東的家鄉(xiāng)——湘潭,，由湖南科技大學(xué)海洋礦產(chǎn)資源探采裝備與安全技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室主任萬步炎教授領(lǐng)銜研發(fā),。那里不靠海，去港口乘船出海做海試,，在高速公路上要跑一天,。

4月里，湖南科技大學(xué)校園內(nèi)一派春意盎然,。個子不高,、頭發(fā)花白的萬步炎笑容燦爛，話不高聲,。一見面,，他就像鄰家大哥一樣，向我講述起他和“海?！钡墓适聛?。

萬步炎（左三）團隊從零開始研發(fā)，開創(chuàng)了我國利用海底鉆機開展海底工程地質(zhì)勘查的先河,。

“從洞庭湖畔說起吧,！”萬步炎的思緒一下回到了家鄉(xiāng)。

1964年,，萬步炎出生于華容縣三封寺鎮(zhèn),，父母都是孤兒，門上掛著“光榮烈屬”的牌子,。外公彭明早年參加紅軍,，擔(dān)任過湘鄂西蘇維埃政府七縣巡視員,，1932年在洪湖作戰(zhàn)中犧牲,，年僅31歲。他只聽叔外公講過，外公鬧革命被抓去坐牢,，家里賣了田,，用籮筐裝了錢去贖人。因外公是烈士,，幼時,，萬步炎家里每年有300公斤救濟糧；長大了,，他才明白,，外公干革命不是為他自己，而是為了一種信念,。很多年以后,，他終于與從未謀面的外公心靈相通：一腔熱血報效國家的信念，堅不可摧,。

小時候,，因為一本《新華字典》，萬步炎愛上了讀書,；因為一本《十萬個為什么》,，他愛上了科學(xué)，天天琢磨天上飛的東西,。他給親戚們科普,，飛機為什么不會掉下來？衛(wèi)星,、火箭怎么上的天,？為了讓媽媽從“雞屁股”里摳幾毛錢，去供銷社買書,，他在地上打滾哭鬧,。他動手能力特別強，用廢電池和手電筒里的燈泡,，接上電線,，點亮家里每間房。

1978年,，剛滿14歲,、正讀高一的萬步炎被老師拉去提前體驗高考，沒想到一舉考中,，成為恢復(fù)高考后第一批大學(xué)生,。他填的志愿都是名校的航空航天和天文學(xué)專業(yè)，卻被調(diào)劑到了中南礦冶學(xué)院地質(zhì)系探礦工程專業(yè),，一下從“天上”掉到了“地下”,。

1985年,，21歲的萬步炎研究生畢業(yè)，被分配到長沙礦山研究院工作,。最初,，他從事的是陸地礦產(chǎn)的勘探開發(fā)。就在那年,，研究院來了一位從國外留學(xué)歸來的老專家,，組建了海洋采礦研究室。

“步炎,，有沒有興趣加入海洋采礦研究室,？”老專家問。

“國家的需要就是我的研究方向,，雖然我沒有干過,，但是我愿意試一下?！比f步炎沒有猶豫,，第一個加入了海洋采礦研究室。當(dāng)時正值我國深海礦產(chǎn)資源研究開發(fā)事業(yè)起步階段,，他了解到不屬于任何國家管轄的廣袤的公海大洋,，是一個尚待人類開發(fā)的巨大資源寶庫。國際上奉行的是叢林法則,，誰先勘探到誰就有優(yōu)先開發(fā)權(quán),。幾十年來，西方大國在全球四大洋大規(guī)模開展“藍色跑馬圈地”運動,，許多優(yōu)質(zhì)海洋資源被劃歸到這些國家,。

萬步炎雄心勃勃地“下了海”,，卻沒看到一朵“浪花”,。前5年的時間，他在甘肅白銀小鐵山礦為尾礦管道輸送提供技術(shù)支持,，同時做些海洋采礦的理論研究,。直到1990年，在六部委聯(lián)合推動下,，國務(wù)院在國家長遠發(fā)展項目中設(shè)立大洋專項,，成立中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會（簡稱“大洋協(xié)會”），萬步炎所在的團隊才正式領(lǐng)到做海洋采礦系統(tǒng)研究的任務(wù),。

1992年3月,，正是櫻花盛開的時節(jié)，有著扎實外語功底的萬步炎受邀前往日本開展海洋技術(shù)合作研究,。一年后,，因他超強的自學(xué)能力和動手能力,，日方用百倍于國內(nèi)的高薪挽留：你是中國人中的佼佼者，中國的條件比日本差遠了,，留下來吧,！

萬步炎拒絕了,。中國海洋采礦技術(shù)確實幾乎空白,，但日方的技術(shù)封鎖和對中國人無處不在的歧視深深刺痛了他。他暗暗發(fā)誓：中國落后于人的地方就是我努力的方向,。

回國后,，萬步炎廢寢忘食，埋頭苦干,，帶領(lǐng)課題組建起了國內(nèi)第一個可開展揚礦管道循環(huán)運行實驗的可變傾角揚礦實驗裝置,，參與建設(shè)了國內(nèi)第一套深海揚礦軟管輸送試驗系統(tǒng)、第一套縮小比例深海采礦湖試系統(tǒng)……他心朝大海,，期待春暖花開,。

1998年，萬步炎第一次登上遠洋科考船,，協(xié)助開展深海土工力學(xué)測試設(shè)備海試,。整整一周，他躺在床上動彈不得,，吃什么吐什么,，膽汁都吐了出來。他對自己說：“要干活,，不能這樣一直躺著啊,。”他支撐著爬起來,，站一會兒,，坐一會兒，搖晃著來到甲板上來回走,，逼著自己吃東西,，最后才慢慢適應(yīng)。

但比暈船更難受的是,，他看到船上小到塑料取樣管,，大到絞車，都是“洋品牌”,。

更令人沮喪的在后頭,。一種叫“富鈷結(jié)殼”的重要深海礦物資源，長在海山上,，往年用自制的海底拖網(wǎng)拖過去,，只能憑運氣采到一點表層樣品,，并且無法確定確切的采樣地點。那次,，大洋協(xié)會花重金從俄羅斯租了一臺海底鉆機,，試驗鉆探整整一個航次，顆粒無收,。

海底鉆機相當(dāng)于天文學(xué)家的天文望遠鏡,，有三個作用：深海資源勘探、工程地質(zhì)勘探,、深?？茖W(xué)鉆探。它是一個工具,，卻直接關(guān)系著人類對海洋的探索能走多遠,。

20世紀(jì)60年代，深海鉆探采用鉆探船,，鉆機放船上,，用一根超千米長的鉆桿穿過海水，抵達海底地層下鉆,，成本驚人,。上萬噸體量的船，在風(fēng)浪洋流中靠分布在船周邊的多個強勁螺旋槳推動,，進行動力定位,，耗費大量能源，鉆探質(zhì)量卻不高,。

1986年,，美國人發(fā)明了海底鉆機?？尚聠栴}又來了：十余噸的設(shè)備放海底,，看不見摸不著，如何放下去收回來,？如何供電,、通信、自動化操作,、在極端環(huán)境下操作,？壞了如何停機修理？如何保證海底鉆機所需的高度可靠性,、自動化,，以及抗海底惡劣環(huán)境的能力？諸多超高要求,，讓這項技術(shù)發(fā)展非常緩慢,。直到2021年,，除中國外，只有德國在海底下鉆了130多米,。

西方不賣海底鉆機,，租的又不中用，怎么辦,？大洋協(xié)會被逼無奈,，1999年面向全國招標(biāo)，做自己的海底鉆機,！見過海底鉆機,、學(xué)過陸地鉆探,、做過海洋采礦系統(tǒng)研究的萬步炎和他的團隊如愿中標(biāo),。

沒有任何可借鑒參考的技術(shù)資料，沒有深海鋰電池技術(shù),，沒有深?？刂婆c視頻圖像傳輸技術(shù)，沒有深海液壓技術(shù),，沒有深海電機與變電技術(shù),，沒有深海傳感器技術(shù)……他們幾乎白手起家，從零開始,。

萬步炎心里憋著一口氣,，他自學(xué)機械設(shè)計、電子技術(shù)和自動控制,，自己畫圖自己生產(chǎn),。圖紙畫了幾千張，五六人的團隊經(jīng)常干到凌晨一兩點,，整機到部件完全自主創(chuàng)新,，終于在2001年做出了中國自己的海底鉆機。

當(dāng)把4.5噸的樣機運到太平洋上海試時,，卻下不了海,。原來承擔(dān)海試任務(wù)的“大洋一號”船是從俄羅斯買的，說明書說其收放架可承載5噸的重量,，到船上一測,，只能承載2.5噸。

無奈,，重新運回來減重,，一樣設(shè)備都不能少，要減去兩噸,。這一減又花了兩年時間,，2003年夏天,，我國首臺深海淺層巖芯取樣鉆機終于海試成功，在海底下鉆0.7米,，打下第一個“中國孔”,，取回了礦石樣本。

別小看這0.7米,，這是中國海底鉆機挺進深海的第一步,。第二年，這臺鉆機即投入大規(guī)模大洋資源勘探,，每年要在大洋底部鉆100多個“中國孔”,。

2003年，萬步炎獲得科技部“863計劃”的資助,，又開始向新的目標(biāo)發(fā)起沖鋒,。

第一臺鉆機放下去，只能鉆一個孔取一次芯（即取樣管里裝的礦物樣本）,。2005年,，萬步炎團隊成功研制出世界首臺“一次下水多次取芯”的富鈷結(jié)殼專用鉆機，從海底傳回的圖像也由黑白升級成彩色,。2007年,，萬步炎憑此獲得國家科技進步獎二等獎。

用鋰電池供電,，取3次芯就沒電了,。2008年，國內(nèi)首臺采用光纖通信和3300伏高壓供電的海底鉆機問世,。同年,，國家開始勘探新的礦種，它們在海底地層中埋得更深,，一根鉆桿不夠用了,，萬步炎又研制出鉆桿海底快速自動接卸技術(shù)。

科考船海上工作一天,，光油費就得20多萬元,。時間就是金錢，萬步炎不斷縮短卸桿接桿時間,，到2015年,，“海牛”每接一根鉆桿的時間縮短至2分40多秒,，而國外同類鉆機得花5至10分鐘,。

更快，還要更深。

2007年5米,，2010年20米,。國際公認(rèn)50米是難以跨越的關(guān)口。2015年6月,，萬步炎亮出了能在海底深鉆60米的“海牛I號”,，且采用全自動繩索取芯技術(shù)，破解傳統(tǒng)取芯方式越往深鉆效率越低的問題,。2021年,，具備海底231米全程保壓取芯功能的“海牛II號”鉆機誕生，它能保證可燃冰從高壓海底取上來不會失壓分解氣化,。而此前,，我國深海可燃冰鉆探長期依賴租用國外設(shè)備,。

上海交通大學(xué)研制的水下機器人叫“海馬”,，萬步炎給心愛的鉆機取名“海牛”,。他很滿意這個名字：“牛和馬都是給國家干活的,，需求少,，貢獻大,。”他希望自己的鉆機像牛一樣有韌勁,，不斷向海底深鉆,。

不過，桀驁的大海,，喜怒無常,，一次次向萬步炎發(fā)出戰(zhàn)書。

萬眾矚目的“海牛II號”曾差點葬身海底,。2021年3月,，萬步炎團隊趕在科技部驗收前對其進行海試，出發(fā)前,，為保證萬無一失,，他還專門花20萬元給絞車做了一次全面檢查和保養(yǎng)。

科考船搭載“海牛Ⅱ號”駛向深海,。

30米水深淺海試驗順利完成,。

1000米水深深海試驗也順利完成海底作業(yè)，但就在開始回收鉆機時,，突然發(fā)出巨大的聲響,，是7年前從丹麥進口的配套收放絞車壞了事。絞車負責(zé)排纜的絲杠從軸承座中脫出，減速箱箱體破裂,，蓋子成了碎片,。此時，鉆機懸吊在1000米水下,，離海底約6米,，收不回，放不下,。更驚險的是,，根據(jù)天氣預(yù)報，48小時后,，強臺風(fēng)就要經(jīng)過這片海域,，船必須離開躲避。

只有48小時,！如果不能回收鉆機,，就只能砍斷臍帶纜，把價值幾千萬的鉆機丟棄在海底,。如果這樣,，等待萬步炎的，不是破世界紀(jì)錄的成功,，而是一次重大設(shè)備安全和財產(chǎn)損失事故,，團隊幾年的血汗將化為烏有。

壞消息如巨浪砸來,，讓人站不穩(wěn)腳跟,。他們緊急向丹麥廠家求助，答復(fù)是已經(jīng)過了保修期,，沒遇過這種情況,，愛莫能助；聯(lián)系國內(nèi)代理商上船修復(fù),，稱無能為力,。時間已過去了9小時，全船人都認(rèn)為鉆機沒救了,。

難道只能砍斷纜繩,，把鉆機丟棄在海底？

萬步炎是見過大風(fēng)大浪的,，這么多年在科研一線的摸爬滾打,，他有著堅定的信念：沒有解決不了的技術(shù)問題，一定能把鉆機救回來,！

“我們自己修,！”萬步炎鎮(zhèn)定自若，甚至有一種迎接挑戰(zhàn)的興奮。

第一晚,，他們嘗試各種辦法修復(fù)損壞的部件,，失敗。萬步炎感覺必須改變思路,，不是修復(fù),，而是要另外構(gòu)建一個液壓系統(tǒng)替代原有電動系統(tǒng)損壞的部件。他馬上做出設(shè)計,，充分利用所帶備件,，沒有就從現(xiàn)有系統(tǒng)上拆卸一切可用零件，花了近30個小時,，終于把臨時系統(tǒng)搭建并安裝好,。他親自操作和指揮，將懸在深海中46小時的鉆機救上了船,。此時,，離臺風(fēng)來襲只有兩小時了。

風(fēng)在吼,，浪在叫,，船已經(jīng)在搖晃，兩天只睡了5小時的萬步炎終于松了口氣,。

海試歸來,，萬步炎面向我國海底工程建設(shè)的需求，朝海底原位探測又發(fā)起新一輪攻關(guān),。

2022年8月,，他率隊奔赴南海，在某海域120米水深處成功完成基于海底鉆機的海底原位探測試驗,，開創(chuàng)了我國基于海底鉆機的海底原位探測技術(shù)突破深海百米的新開端。

2023年,，“海牛III號”作為國家重點研發(fā)計劃項目正式啟動,，萬步炎和他的團隊成員向著更深、更廣闊的海底挺進……

陽光輕撫著湖南科技大學(xué)灰色的“海牛樓”,，靜靜看著它,，仿佛能聽見南海的濤聲。

2010年,，萬步炎從長沙礦山研究院調(diào)到湖南科技大學(xué),。除了想在高校心無旁騖地做科研，他更看中了高校的人才庫——可組建一支機械設(shè)計,、鉆探工藝,、電路設(shè)計、軟件編程等專門人才齊備的團隊，也為海洋地質(zhì)勘探培養(yǎng)后備人才,，將海洋夢融入教育中,。

“海牛”所有關(guān)鍵技術(shù)全由“海?！眻F隊自主研發(fā),，目前已取得150余項國家專利、16項國際發(fā)明專利,。近5年來,，“海牛”團隊共培養(yǎng)了8名博士,、42名碩士?，F(xiàn)在，“海?！眻F隊中“80后”“90后”成員占大半,，個個身懷絕技。2021年,，萬步炎獲得全國“最美教師”的榮譽,；2023年，他被中宣部授予“時代楷?！狈Q號,。

萬步炎和他團隊的成員把目標(biāo)瞄準(zhǔn)了深度超過萬米的馬里亞納海溝——一個至今還沒有人類進行海底鉆探作業(yè)的地方。

“看我這滿頭白發(fā),，其實我知道這是大海給我的饋贈,，每次出海我頭上的白發(fā)要增加5%。但即使這樣,，我仍樂此不疲,，因為大海是我們的事業(yè)?！比f步炎笑著說,。

透過他頭上的白發(fā)，我們看到的是星辰大海,。

（瞭望智庫實習(xí)生司馬雨嫣對本文亦有貢獻,。）

作者深入制造業(yè)現(xiàn)場和歷史現(xiàn)場，以湖南為聚焦點,，以點帶面,，深情講述中國制造從弱到強，從跟跑到并跑且局部實現(xiàn)領(lǐng)跑的艱辛歷程,，展現(xiàn)其背后的精氣神,。