自古以來，人類對神秘的“地心之門”充滿了好奇。萬米之下究竟藏著什么？“打穿地殼、進入地球深部”一直是全球科學(xué)家的夢想。2024年11月17日，我國自主研發(fā)設(shè)計建造的首艘大洋鉆探船“夢想”號在廣州正式入列，意味著我國距離探秘萬米洋底更近了一步。
“夢想”號到底有多強？它能到達(dá)地下多少米？研發(fā)設(shè)計建造這樣的國之重器，要經(jīng)歷哪些常人難以想象的挑戰(zhàn)？本期《開講啦》，“夢想”號總設(shè)計師、中船集團第七〇八研究所副總工程師張海彬?qū)橛^眾分享“夢想”號背后不為人知的奮斗與夢想。
寫進政府工作報告的
“夢想”號有多牛？
在全球范圍內(nèi)，深海探測一直被視為科技與勇氣的結(jié)合。作為在今年兩會政府工作報告上被提及的科技創(chuàng)新成果，“夢想”號一出場便自帶“王者光環(huán)”：最大鉆深11000米、最大續(xù)航力超27000海里、船載實驗室面積超3000平方米，超越了目前世界上建成的所有大洋鉆探船。
張海彬介紹，“夢想”號之前，國外有兩艘大洋鉆探船在運營，一艘是美國的“決心”號，另一艘是日本的“地球”號?！皼Q心”號建于1978年，噸位較小，運營成本比較低，但它作業(yè)功能比較有限，鉆深9150米，且只有一種作業(yè)模式?！暗厍颉碧柦ㄓ?005年，鉆深可以達(dá)到10000米，有兩種作業(yè)模式，噸位相當(dāng)于“決心”號的5倍還要多，但隨之帶來的，是它的運營成本非常高昂，實際每年用于大洋科學(xué)鉆探的時間非常有限。
論噸位，“夢想”號大洋鉆探船介于“決心”號和“地球”號之間，整個運營成本得到了有效控制。它有四種作業(yè)模式，可以有更多的可能，來實現(xiàn)人類打穿地殼進入地球深部的夢想。
更令人贊嘆的是，“夢想”號的自動化程度非常高。以往需要人工搬運的巖心樣品，現(xiàn)在可以全自動輸送到實驗室，科學(xué)家在船上就可以完成巖心分析的各項工作，甚至可以撰寫論文，“帶著成果下船”。張海彬自豪地說：“未來在‘夢想’號上搞科研，將是一種幸福的體驗！”
莫霍面，我們來啦！
為更清楚地了解“夢想”號的實力，讓我們先來溫習(xí)一條高中地理知識：莫霍面。如果將地球比作一個帶殼的雞蛋，那么“蛋殼”是地殼，“蛋清”是地幔，“蛋黃”是地核，地殼和地幔之間的分界面，相當(dāng)于蛋殼和蛋清之間的蛋殼膜的部分，就是莫霍面。
“人類在地球上打得最深的鉆孔，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有打穿‘雞蛋’的‘殼’！”在分享環(huán)節(jié)，張海彬邀請了一位德高望重的特別嘉賓共同完成開講，他就是推動“夢想”號從“夢想變?yōu)楝F(xiàn)實”的關(guān)鍵人物——地球物理學(xué)家、中國科學(xué)院院士朱日祥。朱日祥以“雞蛋”作比喻，向現(xiàn)場觀眾形象地解釋了“打穿莫霍面”對于地球科學(xué)探索的價值。
作為首批提議建造“夢想”號的科學(xué)家之一，朱日祥帶來一個可能出乎很多人想象的地球知識：雖然我們距離海底比距離月球要近得多，但是在人類實現(xiàn)首次登月后，半個多世紀(jì)過去了，打穿莫霍面進入地球內(nèi)部的愿景并沒有實現(xiàn)。
朱日祥告訴大家，莫霍面是距離人類生活最近的全球性分界面，對人類生存影響很大，莫霍面下層的地幔是探究地震、火山活動等重要地質(zhì)過程的關(guān)鍵，也是地球物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。憑借11000米鉆深和高效作業(yè)系統(tǒng)，“夢想”號有極大希望能實現(xiàn)科學(xué)家們打穿莫霍面的夢想。朱日祥感慨道：“過去完全沒有想到，我們中國人能獨立自主地第一次就建造了自動化程度如此之高的大洋鉆探船！”
為什么鉆透地殼
要打海洋的主意？
早在1970年，蘇聯(lián)在科拉半島鄰近挪威國界的地區(qū)執(zhí)行了一次科學(xué)鉆探，用了差不多20年的時間，鉆了12公里。后來因為地下溫度過高、鉆頭頻繁損壞等技術(shù)原因，再加上經(jīng)費不足，鉆探被迫終止。
張海彬介紹，整個地球的地殼平均厚度約17公里，海上和陸地上的分布非常不均勻，陸地上可能達(dá)到33公里，海上卻只有6公里左右。當(dāng)年的“科拉超深鉆”只鉆到了陸殼的三分之一，距離莫霍面還有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。如果這樣的深度放到海上，就非常容易鉆到莫霍面了。
自從科學(xué)家把目光轉(zhuǎn)移到海上，大洋鉆探讓我們對地球的認(rèn)知取得了很多突破性的進展，比如大洋鉆探驗證了板塊的構(gòu)造學(xué)說、發(fā)現(xiàn)了海底存在可燃冰（天然氣水合物）等。大洋鉆探船完全改變了地球系統(tǒng)科學(xué)的研究軌跡，作為全球最新的大洋鉆探船，“夢想”號可以說承載了滿滿的期望和使命。
中國工程師的智慧
讓“夢想”號與深中大橋成功同框
節(jié)目中，張海彬獨家披露了“夢想”號駛過深中大橋的完整視頻，并講述了背后的研發(fā)故事。原來，“夢想”號在設(shè)計過程中曾陷入一場“身高危機”。
為滿足“夢想”號在全球海域作業(yè)的需求，團隊必須將船舶高度降低到84.5米以內(nèi)，要比日本“地球”號低近40%！面對這一難題，團隊一度陷入絕境，甚至考慮放棄部分功能，重新設(shè)計井架結(jié)構(gòu)。一籌莫展之際，團隊靈光一現(xiàn)，設(shè)計了“折疊式”透氣管，在船舶過橋時收起，作業(yè)時再立起。這一創(chuàng)新設(shè)計不僅完美解決了高度限制問題，還大幅提升了“夢想”號的通航適應(yīng)性。
張海彬在節(jié)目中感慨：“限制條件從來不是枷鎖，而是創(chuàng)新的催化劑！正是這些看似無解的難題，逼著我們跳出固有思維，找到更優(yōu)的解決方案?！?span style="display:none">FlJ即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
“夢想”號完全獨立自主的研發(fā)設(shè)計經(jīng)歷，推動了中國造船業(yè)邁上新臺階，使我國由造船大國邁向造船強國。
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