文 ｜ 《中國科學報》 記者 王昊昊
2021年4月7日，當“海牛Ⅱ号”海底大孔深保壓取芯鑽機系統在南海2000米水下成功鑽進231米時，萬步炎長長舒了口氣。這意味着“海牛Ⅱ号”實作重大技術突破，達到世界領先水準，重新整理了海底鑽機海上實際鑽探深度的世界紀錄。
萬步炎是“海牛Ⅱ号”項目首席科學家、湖南科技大學海洋實驗室主任。30多年來，他帶領團隊聚焦國家重大戰略需求，紮根海洋資源勘探技術研究，全力突破關鍵核心技術難題，為大陸海洋礦産勘探技術和裝備研發作出了開創性貢獻。近日，他被授予“國家卓越工程師”稱号。
萬步炎在工作。
用中國人自己的鑽，鑽出“中國孔”
萬步炎從小聽着外公的故事長大。外公是烈士，因為這個緣故，當時國家每年救濟他家600斤谷子。在那個物質匮乏的年代，這份口糧成為萬步炎成長歲月中最實在、最溫暖的記憶，也在他的心中深深刻下“國家”二字。
為了成為對國家有用的人，他勤奮學習，14歲就以優異的成績考上大學，攻讀探礦工程專業大學和碩士學位。畢業後，萬步炎進入長沙礦山研究院工作。
彼時，發達國家正在國際公海“跑馬圈地”，而大陸海洋勘探技術才剛剛起步。長沙礦山研究院着手組建海洋采礦研究室，萬步炎毫不猶豫報了名。“國家需要我幹什麼，我就幹什麼。”他說。
1992年，萬步炎到日本進行為期1年的合作研究。回國前，日方開出高于國内工資百倍的薪資挽留他，他絲毫沒有動心。西方國家對中國的技術封鎖、國外科學家對中國研究人員的傲慢态度，像一根尖刺紮在心裡，萬步炎毅然回國，并暗自發誓要做出成績。
1998年，萬步炎第一次登上遠洋科考船，發現船上幾乎所有的鑽探裝備，小到樣品管，大到取樣器、地質絞車，都是“洋品牌”，尤其是深海鑽機，要從國外高價租來。在海上幹了兩三個月，他一個樣品也沒取到。萬步炎痛定思痛，立志一定要造出中國人自己的深海鑽機。
到了1999年，中國大洋礦産資源研究開發協會面向全國招标，自主研發海底鑽機。萬步炎帶領團隊主動競标，接下了這項艱巨任務。
一切從零開始，沒有任何技術資料和經驗可以借鑒，萬步炎就自己畫圖、設計、生産、加工、組裝、試驗，一次次失敗，一次次重新開始。2003年，大陸首台深海淺地層岩芯取樣鑽機在海底鑽進0.7米，打下第一個“中國孔”，取回岩芯樣品，實作了大陸海底鑽機技術從無到有的跨越。
之後，萬步炎和團隊相繼研發海底中深孔鑽機、“海牛I号”海底多用途鑽機系統、“海牛Ⅱ号”海底大孔深保壓取芯鑽機系統等。從最初的0.7米到5米、20米、60米、90米，一直到目前領先世界的231米，他們一次次重新整理海底鑽機鑽深紀錄，一步步見證大陸海洋資源探采裝備從無到有、從落後到追趕再到超越的轉變。
目前，“海牛”系列鑽機已在太平洋、印度洋等大洋，以及大陸南海、東海等海域鑽下2000多個“中國孔”。萬步炎團隊擁有150多項國家專利、16項國際發明專利，将相關關鍵核心技術牢牢掌握在中國人自己手中。
“别人能做到的，我們中國人一定能做到；别人還沒做到的，我們中國人也有可能先一步做出來。”萬步炎堅定地說。
像“海牛”鑽頭那樣，鑽透一切困難
萬步炎的微信名叫“海底機器人”。人如其名，他把深深海底作為奮鬥戰場。
眩暈、反胃，台風、巨浪，深海下潛、海底鑽探、保壓取芯……對于海洋勘探的日常生活，萬步炎甘之如饴。他常說，在海上摸爬滾打這麼多年，最不怕的就是困難，越是遇到困難，越要鑽透一切困難。
為何取名“海牛”？一方面是“海牛”自身的“牛”氣，另一方面就是萬步炎身上的那種“牛”勁兒。
在幾千米的深海，鑽機如何承受高壓？鑽機如何安全地放下去、收回來？如何供電、通信、操作？怎樣確定取芯的精準性、可靠性？對于這些難題，萬步炎帶領團隊一個一個攻克。“海牛Ⅱ号”看似龐然大物，到了海底，卻像泥鳅一樣靈活，重量輕、功能多、效率高、成本低。
2021年3月，就在“海牛Ⅱ号”驗收前海試完成、準備返程時，進口的配套收放絞車系統出了故障。鑽機懸吊在1000米水下，收不回也放不下。他們緊急向國外廠家求助，得到的答複是愛莫能助；又聯系國内代理商上船修複，得到的回應是無能為力。如果砍斷纜繩，那鑽機就會沉入大海，損失巨大，所有人都舍不得。
“多少大風大浪都經曆了，絕不能被這點兒困難吓住。我們自己修！”萬步炎帶領團隊嘗試各種辦法，最後決定搭建臨時液壓系統。經過近30個小時的奮戰，他們憑着一股牛勁兒，終于趕在台風到來前完好無損地收回了鑽機。
幾十年來，萬步炎主持研發的“海牛”系列海底鑽機，實作了大陸海底鑽機技術“從0到1”的突破、從跟跑到領跑的跨越。“海牛Ⅱ号”重新整理了世界紀錄，破解了大陸大洋資源鑽探、深海底工程地質勘查、海底天然氣水合物大孔深保壓取芯等關鍵核心技術“卡脖子”難題，為大陸海洋礦産資源開發利用，以及向國際海底管理局申請确權國際海底礦區提供了關鍵技術與裝備支撐。
學生成為一個個“金剛鑽”
“海牛”團隊裡，有的是跟了萬步炎幾十年的老師傅，有的是博士畢業不久的新手。“不僅是做事，更重要的是為人。我對團隊成員有基本要求，就是做‘勞工型學者’，既要掌握理論知識，又要會動手、能操作。” 萬步炎說。
萬步炎培養學生有個“硬杠杠”，無論是大學生、碩士生還是博士生，到了海上、進了實驗室，都得拿起錘子、扳手、電焊槍，跟着他像勞工一樣幹活。
多年來，萬步炎和團隊培養了8名博士、42名碩士。現在，他還擔任“未來技術實驗班”29名大學生的班主任。他的碩士生唐文波全程參加了“探索一号”科考船TS21航次科考作業，還成為“奮鬥者”号載人潛水器第19位下潛科考隊員，畢業後進入中國科學院工作。
“比鑽機更有價值的是，我的學生成為了一個個‘金剛鑽’，我為他們的優秀而感到驕傲。”萬步炎說。
搭載“海牛Ⅱ号”的科考船駛向深海。湖南科技大學供圖