“打穿莫霍面、进入上地幔”是地球科学界探索地球内部结构的终极目标之一。莫霍面是地壳与地幔的分界面，平均深度约17公里，但人类至今未通过钻探直接触及。“梦想”号如何助力实现这一科学梦想？
大洋钻探船被誉为海洋科技领域的“航空母舰”。“梦想”号总体由三大系统构成，即船舶平台系统、钻采系统和船载实验室系统。“梦想”号正在开展深海钻探试验，通过优化三大系统的协同作业能力，为接下来的深海能源资源勘查任务做准备。
　　“梦想”号拥有目前全球面积最大、功能最全的船载实验室。它能用于哪些实验？“梦想”号配备了总面积超3000平方米的海洋领域全学科船载实验室。实验室内的温度、湿度、磁场和洁净度等关键环境参数均可以被精准调控，能够满足深海岩心样品的苛刻实验要求，在船上就可以实时检测和分析钻探获取的岩心。
　　与国外现役大洋钻探船相比，“梦想”号的优势是什么？在“梦想”号问世前，国际上有两艘运营的大洋钻探船。它们分别是美国的“决心”号与日本的“地球”号。“决心”号的吨位约为1万总吨，运营成本较低，但船型和设备老旧，最大钻深9150米，仅有一种钻探作业模式。地球”号的最大钻深为10000米，有两种钻探作业模式，但吨位约5.7万总吨，运营成本高昂。它每年用于大洋科学钻探的时间十分有限，大部分时间需通过商业性油气勘探来补贴成本。
　　中国“梦想”号吨位为3.3万总吨，最大钻深达11000米，集成独有的四种钻探作业模式，可以针对不同海域和地质情况选择最优钻探作业方案。“梦想”号既具有“决心”号的“小吨位”特征，又具有比“地球”号更强的作业能力。
　　要实现海底钻穿莫霍面，需克服两大核心挑战，一是大洋钻探船的钻采系统需具备万米级作业能力，二是大洋钻探船需具有超高的作业效率。针对这两点，“梦想”号从钻采系统和钻材存储转运两方面实现了突破。科学家研发了液压举升钻采系统，其大钩载荷907吨，能安全操作总长11000米的钻杆。“梦想”号全球独有的四种钻探作业模式，可将综合钻探效率提升40%以上。
　　船舶工程师设计了可拆式模块化钻材堆场，配合通用移运设施，可实现11000米钻杆在甲板与井架间的无人化调度。井架内设三钻杆立根存储区，相当于为钻杆打造出“立体车库”，大幅缩短钻材移运和连接时间，保障钻探作业高效连续进行。
　　“小吨位”实现“多功能”。一是控制船舶吨位规模，降低建造成本与日常运维支出；二是控制船舶吃水深度，提升其航道通行和码头停靠适应性；三是控制船舶高度，使其能够满足深中大桥的安全通行要求。
　　“多功能”目标旨在兼顾大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种任务。“模块化”目标则是通过可重构的钻材堆场、通用移运设施及标准化接口设计，在有限吨位内集成四种钻探作业模式。
　　　为了满足深中大桥76.5米通航净空限制要求，我们通过三大技术创新对“梦想”号的总高进行了精准控制。首先是让船体下沉。我们采用连体双月池设计，在船体钻台区域下挖4米多的空间，使钻台高度降低20%以上。其次是给井架“瘦身”。我们以液压举升钻机替代传统电驱钻机，并通过优化立根存储区布置，在实现三钻杆立根高效连接和存储功能的基础上，将井架高度压缩至52.4米。再次是透气管的折叠设计。我们设计了液压驱动可折叠式透气管，其在“梦想”号航行过桥时放倒，作业时竖立，既满足深中大桥通行需求，又可实现排放钻探危险气体功能。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。
　　如何使“梦想”号能够抵御16级台风并在6级海况中作业？
　　在稳性安全方面，我们通过风洞试验准确测定了船舶的风载荷，并通过优化船型尺度和控制重心高度来提升船舶稳性性能，使“梦想”号即使遭遇16级超强台风也不会倾覆。
　　在结构安全方面，我们采用水动力仿真与有限元分析技术，精准计算台风海况下的波浪载荷，优化船体应力分布，兼顾了结构安全与重量控制。
　　在运动控制方面，我们通过优化船型和阻尼技术，使船舶运动固有周期远离波浪周期，减少垂向运动。同时，“梦想”号搭载的DP-3级动力定位控制系统，融合了北斗卫星定位系统、GPS（全球定位系统）及海中的超短基线声学定位系统，可以实时调控推进器对抗风浪，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。
　　在“梦想”号问世前，我国设计建造的最接近大洋钻探船的项目是海洋油气钻井平台，但其基本设计大部分依赖国外公司。
　　与海洋油气钻井平台不同，“梦想”号大洋钻探船除了具备深海油气勘探功能外，还具备天然气水合物勘查试采、大洋科学钻探取心和船载实验功能，作业系统更复杂，研发设计难度更大。
　　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，既耗时又影响航行视野。青年工程师转换思路，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。