卢力媛 科技日报记者 王春
一艘船，一个梦想，几代人。在全球最深的海域，中国科技人员正在努力打开地球内部的神秘大门。
记者从上海市委宣传部、市科技工作党委、上海市科委近日共同主办的“为国担当•勇当尖兵”先进事迹报告会上获悉，目前全球最先进的大洋钻探船“梦想”号的总设计师张海彬带领中国船舶集团有限公司第七〇八研究所（以下简称中船七〇八所）研发团队，协同项目参研参建单位，历时十年集智攻关，成功打造出具有我国完全自主知识产权的深海探测利器。该成就成为我国建设海洋强国和科技强国进程中取得的又一重大成果。
造“梦”启航，让中国科学家不再“买票上船”
深海深渊，一度被认为是海洋科考的“禁区”，但同时又是科学研究的“富矿”。“过去咱们国家的科学家，只能搭乘外国的船去研究，想上船，要先报方案，再缴纳千万美元的巨额会费‘买船票’，打到的岩心还得放在别国的岩心库，憋屈啊！”回顾过去，“梦想”号副总设计师赵建亭坦言。
为打破这一被动局面，2015年，中国地质调查局启动了“梦想”号大洋钻探船的立项论证工作，中船七〇八所承担该船的研发设计任务。彼时全世界只有美国的“决心”号和日本的“地球”号两艘大洋钻探船。
赵建亭介绍，美国的“决心”号吨位约为1万总吨，船型和设备老旧，最大钻深9150米，仅有一种钻探模式。日本的“地球”号最大钻深为10000米，有两种钻探模式，但吨位约5.7万总吨，运营成本高昂。
“我们要打造一座‘用得起’‘过得去’‘装得多’‘跑得快’‘稳得住’‘钻得深’‘测得准’的深海探测旗舰装备。”张海彬表示。为此，“梦想”号团队提出了“小吨位、多功能、模块化”的设计理念，突破了十大类五十余项关键核心技术，研发了具有完全自主知识产权的大洋钻探船。
“我们把‘梦想’号吨位控制在了33000总吨，比日本‘地球’号降低了40%以上，船舶建造和运营成本得到了有效控制。”张海彬介绍。
张海彬解释，“打穿莫霍面、进入上地幔”是地球系统科学界探索地球内部奥秘的终极目标之一。莫霍面是地壳与地幔的分界面，地壳的平均厚度约17公里，但陆地和海洋地壳厚度分布极为不均，陆地部分平均厚度约33公里，而海洋地壳厚度只有6公里左右。虽然大洋海底更加接近莫霍面，但人类至今未通过钻探直接触及。“梦想”号的最大钻深达到11000米，科学家在莫霍钻探站位选择上会更具灵活性，有望更快实现“打穿地壳、进入地球深部”的梦想。
“有了自己的大洋钻探船，就有了自主组织大洋钻探航次和开展科学研究的优先权和话语权，我们的科学家不再‘借钱买票’，而且可以享受‘国家赠票’，更好地服务全球科学。”赵建亭自豪地说，正如梦想号的名字，我相信，将来会有大量的怀揣梦想的科学家，搭乘“梦想”号，在浩瀚的海洋上，探秘地心，实现自己的梦想。
攻坚克难，打造全球领先的“国之重器”
在“梦想”号的设计建造过程中，团队面临着一系列世界级技术难题。为了实现“小吨位”“多功能”这种看似矛盾的需求，团队全球首次提出了在同一艘船上实现传统无隔水管、传统隔水管、轻型隔水管、无隔水管泥浆闭式循环等四种钻探模式以及新型连体双月池设计方案，还联合研制了全球首台兼具岩心钻取和油气勘探功能的液压举升钻机。
降低船舶高度是一大挑战。张海彬举例：“为满足深中大桥通航净空限制要求，我们通过三大技术创新对‘梦想’号的总高进行了精准控制。”研发团队采用下沉式连体双月池设计，在船体月池区域下挖空间，使钻台高度降低20%以上。同时，团队以液压举升钻机替代传统电驱钻机，将井架高度压缩至52.4米。
最富创意的解决方案是液压驱动可折叠式透气管——在“梦想”号航行过桥时放倒，作业时竖立。这一动态平衡设计使“梦想”号成为全球首艘兼具万米钻探能力和通航灵活性的大洋钻探船。
抵御恶劣海况是另一大挑战。张海彬介绍：“我们从稳性安全、结构安全和运动控制三方面进行了突破。”“梦想”号即使遭遇16级超强台风也不会倾覆，即使在6级海况中也可以维持船舶的水平运动，确保钻探作业顺利进行。其最大作业海况比国外最先进的大洋钻探船提升了40%以上。
在此基础上，通过船型尺度、水动力性能和总体布置迭代优化，在国际上首次在同一艘船上实现了四种钻探模式和三种取心方式，以“小吨位”实现了“多功能”，完美兼顾了大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种作业功能。
作为全球钻探能力最强、科学实验功能最全、智能化水平最高、综合运维成本最低的钻探船——“梦想”号于2024年11月正式入列，标志着中国成为世界上第三个拥有大洋钻探船的国家。
“同舟共济”，构建一个与全球科学家共舞的舞台
“梦想”号大洋钻探船是一个典型的巨系统工程，中船七〇八所作为船舶总体设计方和技术总负责单位，凝聚了全国150多家参研参建单位的力量，以战略引领、知识赋能、技术创新和协同合作为关键要素，构建了“四轮驱动”研发质量管理模式，以战略牵引研发方向，以知识支撑研发全程，以创新驱动技术升级，以协作保障目标达成，显著提升了研发质量与创新效能。
赵建亭回忆：“光论证报告就有百套以上，设计图纸和技术文件更是达到千套以上。”完成了“梦想”号在不同的阶段进行迭代优化和把控质量。
令人惊讶的是，承担这一重大项目的研发团队成员非常年轻。张海彬介绍：“‘梦想’号项目启动立项论证时，我们团队成员的平均年龄仅32岁。青年人才思路开阔、敢于创新，成为解决关键技术问题的重要力量。”
直升机平台下部防火的等效安全设计、舱室自然采光、带防水玻璃窗的格栅走道平台……研发设计过程中，团队中的年轻人带来多个突破传统的“金点子”。
张海彬举例介绍，按照国际公约，“梦想”号铝制直升机平台下方驾驶室19扇大型舷窗需配备钢质防火窗盖，但每次直升机起降都需装卸重达100公斤的窗盖。团队里的青年科研人员转换思路，在铝制直升机平台底部加装带集油槽的永久性钢质保护层，从源头控制燃油泄漏风险，既满足防火安全要求，又避免频繁拆装。
对于“梦想”号的未来，赵建亭充满期待：“在这个中国科技工作者精心搭建的‘舞台’上，期待全球科学家‘共舞’！”他解释道，“梦想”号是一个开放的共享的科研平台，具有全球面积最大、功能最全、流程最优的海上移动实验室。“作为主人，我们要招待好来自全球的客人，做好基础服务工作。”
如今，“梦想”号已扬帆起航，但造“梦”者的脚步仍未停歇。在全球最深的海洋深处，中国科技的航程才刚刚开始。
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