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"梦想"号如何实现"打穿地壳,进入地球深部"的科学梦想?
人民网-人民日报 2024-11-18 10:55

  科研人员在研究“梦想”号设计图纸。

  广州海洋地质调查局供图

  “梦想”号指挥部主要负责人周昶(前)在动力控制室查看船上情况。

  中国地质调查局宣传教育中心供图

  “梦想”号进行原地掉头。

  中船黄埔文冲有限公司供图

  数据来源:中国地质调查局

  11月17日,我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广东广州正式入列。习近平总书记发来贺信,表示热烈祝贺。总书记在贺信中指出,“梦想”号海试成功并正式入列,标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果。

  作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破,“梦想”号大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命,对服务国家能源资源安全保障、推动深海关键技术攻关、发展海洋新质生产力具有重要意义。“梦想”号建造有多难?为何以“梦想”命名?未来将会承担哪些重要任务?近日,本报记者走上“梦想”号,走近“梦想”号科研团队,一探究竟。

  ——编者

  奋力“追梦”——

  被称为海上的移动“国家实验室”

  “深钻、深潜、深网,被认为是深海探测的主要手段。深钻指的就是大洋钻探,通过钻获地球深部的岩心,解读其蕴含的科学信息,探索地球深部的奥秘。”自然资源部中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶介绍,“梦想”号入列后的一个重要功能,就是为全球科学家开展大洋钻探研究提供重大平台支撑。

  究竟什么样的“神兵利器”能实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想?

  “几年间,我们去了很多国内油田,走访多家装备企业,从石油天然气勘探开发、天然气水合物试采,到大陆科学钻探……一项一项,逐步摸清系统原理和设备配置,完成钻采系统作业能力论证,联合设计单位开发国内第一个具有自主知识产权的钻探船型。”“梦想”号钻采系统负责人冯起赠表示,“梦想”号的钻采系统已经达到国际领先水平。

  冯起赠介绍,“梦想”号能够在数千米水深的海底实施钻探,进入海底地层获取岩心样品,实现直接观察、分析测试和科学研究。在技术创新和设备集成的支撑下,“梦想”号具备海域11000米的钻探能力。

  “梦想”号堪称海上的移动“国家实验室”。船上建有基础地质、古地磁、无机地球化学、有机地球化学、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术等9个实验室,总面积超3000平方米,装配各种精密实验仪器超过150台(套)。配置有船载岩心库和岩心自动传输存储系统,岩心的运转更为自动化,如同“鱼虾从海里捕捞上来后直接加工处理,剩下的放冰柜里储藏保鲜”。

  “梦想”号还配有智慧大脑。先进的综合信息化系统可实时汇聚分析2万余个监测点数据,实现作业全过程智能监测、实验智能协同、人员健康智能保障、船岸智能融合。

  “想在海上钻探,还要做实验,船舶稳定性是重要前提因素。‘梦想’号可在6级海况下正常作业、16级台风下安全生存。”“梦想”号总设计师张海彬介绍,船只总吨33000,总长179.8米,型宽32.8米,排水量42600吨,续航力15000海里,载员180人,在不进行补给的情况下可连续在海上工作120天,吃水深度9.2米,满足全球主要海域桥梁通行及码头停靠条件。

  科学“筑梦”——

  主要性能指标均优于设计要求

  “梦想”号由国家发展改革委、自然资源部申报立项,中国地质调查局负责具体组织实施,联合中国船舶集团等多家单位完成设计建造任务。该船于2020年5月完成初步设计,2021年11月启动建造,2024年10月完成综合海试。

  “我们采取了‘小吨位、多功能、模块化’的设计理念,确保科学可持续建设。”张海彬介绍,借助“模块化”设计理念,多项世界级技术难题被攻克,以“小吨位”实现“多功能”,在国际上首次创新集成大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种功能。经两轮海试验证,“梦想”号主要性能指标均优于设计要求,取得多项重大突破,构建起我国自主的超深水钻探装备设计建造技术体系。

  作为一名95后,“梦想”号监造组成员汪明鑫参与“筑梦”6年多。“2017年12月,正式立项;2019年4月,完成可研报告……从‘大写意’到‘工笔画’,从规划图到施工图,从期盼到圆梦……我们团队平均年龄只有35岁,‘梦想’号给了我们追梦的机会和平台。”汪明鑫在笔记本上这样写道。

  “‘梦想’号作为首制船,无先例可循,其建造工程量是现有海工船舶的10余倍、科考船舶的数十倍。11000米的巨大压力,对设备、水、电、液、材料都是挑战。”张海彬说。

  冯起赠介绍,“梦想”号钻井系统的安装方案就是“量身定制”的。在钻台搭载前后,均制定有详细的安装方案,分析出最优的钻台合龙焊接顺序,每一个环节都精细化落实,建造团队实现了整个箱式钻台的成功搭建。

  国产高压泥浆泵上船“水土不服”、泥浆混合设备布置不下,电缆长度从800公里增加到1200公里,整整多了一半……项目团队组建12个攻坚小组,啃下一块又一块硬骨头。150余家参研参建单位协同攻关,3000多名建设者1100多个日夜连续奋战,“梦想”号的探索不曾止步,建造也从未停歇。

  合作“圆梦”——

  需要各方共同努力,加快实施科学计划与任务

  向海图强的梦想,需要科考利器,这也是“梦想”号名字的由来。

  “梦想”号海试成功并正式入列,标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果。在业内人士看来,“圆梦”还需要包括国内外科学家在内的各方共同努力,加快研究提出并实施科学计划与任务。

  半个多世纪以来,科学大洋钻探在全球各大洋钻井数千口,取得的科学成果验证了板块构造理论,揭示了气候演变的规律,发现海底“深部生物圈”和“可燃冰”。而“打穿莫霍面、进入上地幔”这一梦想还未曾实现。

  “地球就像一个带壳的鸡蛋:‘蛋壳’是地壳,‘蛋清’是地幔,‘蛋黄’是地核,地壳和地幔之间的分界面就是莫霍面。”中国科学院院士朱日祥介绍,打穿莫霍面,对于深入了解地球内部的物质组成、结构、物化性质、演化规律等具有重要意义,也能在地震预测、矿产资源勘探等领域发挥出重要的应用价值。

  随着“梦想”号正式入列,我国将和美国、日本和欧洲一样具备自主组织航次的实力,从而在国际大洋钻探中发挥更重要的作用。广州海洋地质调查局研究员孙珍介绍,目前我国正在发起自己主导的国际大洋钻探计划,未来将通过“梦想”号自主组织航次,与欧洲和日本主导的国际大洋发现计划(IODP)进行合作。

  自然资源部党组书记、部长王广华表示,自然资源部将精心运维“梦想”号,切实提升船舶管理和保障水平,大力加强海洋科技创新,不断提升深海进入、深海探测、深海开发能力。同时,大力推动高水平对外开放,拓展国际海洋合作,服务全球科技工作者探索地球奥秘,为更好地认识海洋、开发海洋、保护海洋提供良好平台。继续发扬开拓创新、团结协作、攻坚克难、勇攀高峰的精神,将其转化为推进海洋强国和科技强国建设的不竭动力。

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