Дом с видом на море: энтузиасты

Дом с видом на море: энтузиасты

Как известно, большую часть поверхности нашей планеты покрывают моря и океаны. Поэтому неудивительно, что после изобретения акваланга человек стал возлагать большие надежды на освоение морских глубин. Но к 1960-м годам стало понятно, что никакие погружения с аквалангом не позволят проводить под водой длительные, а тем более непрерывные исследования. И тогда исследователи задумались над тем, как сделать морские глубины домом для человека. Подводным домом.

Строительство буровых платформ на шельфе, прокладка трубопроводов, линий связи и силовых кабелей, геологоразведка, изучение морской флоры и фауны и многое другое требуют длительного присутствия человека на дне моря. На малых глубинах с непродолжительными манипуляциями вполне справляются легкие водолазы с аквалангами, но на глубинах более 60 м под поверхностью проводить масштабные глубоководные операции методом обычных кратковременных погружений невозможно. Быстрый подъем с больших глубин чреват смертельно опасной кессонной болезнью, когда растворенные в крови инертные газы (азот, гелий) не успевают выделяться через легкие и заставляют ее «кипеть», закупоривая сосуды. Для того чтобы этого не происходило, разработана процедура декомпрессии — ступенчатого подъема на поверхность с остановками на заданных уровнях или постепенного понижения давления в условиях барокамеры. С увеличением глубины и времени пребывания на глубине время декомпрессии растет: при работе на глубинах более 100 м длительность декомпрессии может превосходить время работы в десятки раз, делая короткие подводные работы неэффективными.

Но при длительном пребывании ткани насыщаются инертными газами и их концентрация перестает расти. После этого время декомпрессии уже не зависит от длительности пребывания на данной глубине, так что эту процедуру можно проходить только один раз — после окончания всех работ. Такая техника водолазных спусков называется методом длительного пребывания (ДП). Он был фундаментально изучен на рубеже 1950−1960-х группой специалистов ВМФ США под руководством Джорджа Бонда. Бонд, к которому с тех пор прилипло игривое прозвище Папа Сверху, и его коллеги Уолтер Маццони и Роберт Уокмен в 1957 году приступили к реализации гипотезы о возможности сверхдолгого пребывания человека на больших глубинах, выдвинутой в 1942 году военным медиком Альбертом Бенке.


Вопрос формы

Первые подводные лаборатории были довольно примитивными и напоминали подводную лодку: стальные корпуса небольшого размера, чаще всего цилиндрической формы, с аскетической обстановкой и минимальным количеством приборов. По сути, кроме связи, освещения, обогрева и полукустарных систем жизнеобеспечения (СЖО), там ничего не было. Однако вскоре оказалось, что цилиндрический дом — не самый удобный для обитателей, поскольку предполагает наличие проходных помещений. Первыми в этом убедились французы, построившие свой Precontinent II в виде звезды, в лучах которой были расположены отсеки. Все лучи выходили в центральный отсек, в котором располагались кают-компания и главный пост управления. А шаровидный жилой блок Precontinent III вообще не имел проходных комнат.

Однако позднее конструкторы вернулись к классической цилиндрической форме, поскольку это значительно снижало стоимость. Доживший до наших дней Aquarius подозрительно напоминает обычную железнодорожную цистерну, поставленную на массивные лапы. Дом массой 82 тонны состоит из цилиндрического обитаемого модуля длиной 14 и диаметром 3 метра, разделенного на две части (жилой и технический отсеки) и так называемой «мокрой» камеры — «парадного крыльца» Aquarius. Пол в камере отсутствует, и акванавты могут свободно перемещаться из толщи воды внутрь Дома и обратно. Все три отсека изолированы друг от друга шлюзовыми отсеками, в них можно произвольно регулировать давление и, как в обычной барокамере, проводить плавную декомпрессию членов экипажа перед подъемом на берег. Забавно, что туалет внутри Aquarius отсутствует — все удобства находятся «во дворе», в кабинке типа водолазного колокола, утилизация отходов происходит естественным путем — морская вода быстро рассеивает по округе продукты жизнедеятельности экипажа.


В рамках программы Genesis Джордж Бонд работал над рецептурами дыхательных смесей для больших глубин на основе кислородно-азотно-гелиевых смесей (чистый кислород при таких давлениях становится чрезвычайно токсичен, а азот вызывает «глубинное опьянение»). Смеси испытывались на крысах, кошках, собаках и обезьянах, а затем — на военных медиках и водолазах-испытателях. В финальном эксперименте Genesis 1964 года четверо добровольцев провели в барокамере 12 суток в условиях, эквивалентных глубине 60 м, дыша смесью из 7% кислорода, 7% азота и 84% гелия.

Погружение по‑французски

Первая подводная станция такого рода была создана Жаком-Ивом Кусто (впрочем, французский исследователь активно общался с Бондом с 1957 года и признавал приоритет последнего в этом вопросе). В рамках обширной программы Precontinent (она же Conshelf, Continental Shelf) Кусто планировал построить пять обитаемых подводных станций, самая глубоководная из них должна была находиться на глубине 300 м. Но проект был реализован лишь частично. В 1962 году в море близ Марселя начали эксперимент Precontinent I — на глубине 10 м установили бочкообразную станцию «Диоген», где в течение недели находились два акванавта, Альбер Фалько и Клод Весли.

В 1963 году шесть членов команды эксперимента Precontinent II (Conshelf II) провели целый месяц на 11-метровой глубине в Красном море у берегов Судана в пятикомнатной «Морской звезде» (название дом получил за свою форму). На дне была построена целая «подводная деревня» — с гаражом для мини-субмарины «Дениза», складом и расположенным на глубине 27 м глубоководным домиком «Ракета», где жили два акванавта, дышавшие кислородно-гелиевой смесью. И наконец, в 1965 году группа из шести французских акванавтов три недели провела в шарообразной лаборатории Precontinent III на рекордной глубине 100 м у мыса Ферра между Ниццей и Марселем. Используя для дыхания кислородно-гелиевую смесь, акванавты не просто жили в замкнутом пространстве, а работали за бортом, осваивая навыки ремонта и эксплуатации промышленных образцов нефтяного оборудования. Это был настоящий триумф.

Далее Кусто планировал штурм глубины 200 м на Precontinent IV. Однако французские нефтедобывающие компании, спонсировавшие погружения, посчитали, что пора переходить непосредственно к освоению природных богатств шельфа, и Кусто переключился на другие направления изучения океана.

Успехов в области «подводного домостроения» добивались не только во Франции, США и СССР, но и в других странах. По правде говоря, делали их все, кому не лень: ставили на дне, условно говоря, цистерну, воздушный компрессор и… дом готов. Так, в 1969 году в Германии была создана собственная научно-исследовательская станция под названием Helgoland. 14-метровый цилиндр диаметром 7 метров предназначался для проведения научных экспериментов в холодных водах Северного моря и Балтики и эксплуатировался вплоть до конца 1970-х годов. Строили подводные дома в Великобритании, Канаде, в Японии, в Италии, Чехословакии, Болгарии, Польше, ГДР, на Кубе — всего в мире за последние сорок лет было реализовано 65 подобных проектов. Впрочем, почти все они давно сданы в архив, а массовое коммерческое использование обитаемых подводных сооружений пока не получило развития. Aquarius — единственная подводная лаборатория, дожившая до наших дней.

По-американски

Американская программа подводных работ финансировалась из бюджета минобороны США, поэтому самые амбициозные проекты освоения глубин строились мощно и с размахом. Темпы и масштаб работ впечатляли. В 1964 году четверка акванавтов десять дней прожила под водой в лаборатории SeaLab I на глубине 59 м у берегов Бермудских островов. В 1965-м в районе подводного каньона Ла-Холья у побережья Калифорнии была основана новая и гораздо более крупная лаборатория SeaLab II, где три группы по десять акванавтов прожили по 15 дней (а два человека- по 30 дней) на глубине 61 м. В эксперименте принимал участие дрессированный дельфин-бутылконос Таффи, в его обязанности входила доставка почты с берега и помощь в спасении заблудившихся акванавтов.

Однако накопленный опыт американской подводной программы был еще довольно скромным. Поэтому следующий этап, когда на глубине 183 м в начале 1969 года был установлен подводный дом SeaLabIII, ознаменовался трагедией: в первый же день конструкция разгерметизировалась. Команда попыталась произвести ремонт корпуса, но при этом погиб акванавт Барри Кэннон. Как оказалось, в его дыхательном аппарате отсутствовал поглотитель углекислого газа. Эксперимент был прекращен, а команда поднята на судно для декомпрессии. Но злоключения на этом не закончились. В барокамере, где акванавты проходили декомпрессию, кто-то несколько раз пытался отключить компрессор подачи дыхательной смеси. Капитан выставил у камеры вооруженную охрану, но виновник не был найден, а саму станцию вскоре демонтировали. Больше к подобным проектам американские военные не возвращались.

И по-советски

В 1960-х программы исследований с использованием подводных лабораторий начались и в Советском Союзе. В 1966 году силами энтузиастов, спортсменов-подводников из Донецка, в Крыму на глубине 10 м была испытана лаборатория «Ихтиандр», где двое акванавтов прожили четыре дня. В последующие два года были построены еще две небольшие обитаемые лаборатории. Специалисты Ленинградского гидрометеорологического института проводили испытания подводных домов на глубине 25 м в районе Сухуми — в 1967 году «Садко-2», в 1969-м — «Садко-3».

Но самым масштабным советским подводным экспериментом была программа «Черномор», проводимая Институтом океанологии им. П.П. Ширшова. Летом 1968 года подводники отработали в этом подводном доме на глубине 14,5 м почти сто дней. Как рассказал «ПМ» Павел Боровиков, технический руководитель программы и командир первого экипажа «Черномора», вопрос, можно ли жить под водой, уже не стоял: «Конечно, хотелось бы, чтобы лаборатория была побольше, но в целом станция получилась современная и лучше нее был только американский Tektite». Лаборатория подверглась двум модернизациям, значительно увеличившим ее эксплуатационные качества, и получила наименование «Черномор-2М». Все следующие годы подводные эксперименты на ней велись в летне-осенний период, а к зиме ее доставляли на берег для ремонта и обслуживания. В 1973—1974 годах «Черномор-2М» принимал участие в советско-болгарской экспедиции «Шельф-Черномор», где акванавты работали на глубине 19 м недалеко от болгарского побережья в районе Бургаса. Сезон 1974 года стал заключительным для «Черномора», лаборатория была списана из эксплуатации и передана в качестве экспоната Морскому музею Варны. К тому времени уже началось проектирование стометровой лаборатории и берегового барокомплекса. А поскольку две эти вещи сразу было не потянуть, то сконцентрировались на создании берегового комплекса в Геленджике. В итоге новый «Черномор» решили отложить, да так и не построили.

Гидрокосмос

После отказа американских военных от подводных станций неожиданный интерес к ним проявило NASA. Лунная миссия требовала эффективных методов психологической тренировки астронавтов, и по заказу агентства инженерами General Electric Space Division была разработана и в марте 1969 года построена глубоководная станция Tektite. На ее борту четверо ученых у берегов Виргинских островов пробыли под водой 58 дней. Не отставали от NASA и океанологи. Национальному управлению по океанографии и изучению атмосферы США (NOAA) в 1970 году удалось «пробить» финансирование на эксплуатацию четырехместной подводной научно-исследовательской лаборатории Hydrolab. Она исправно работала вплоть до 1985 года, за это время там побывало более 180 групп ученых.

А в 1987 году по заказу NOAA был построен Aquarius («Водолей») — единственная действующая в настоящее время подводная станция. Первоначально Aquarius установили на дне близ островка Сент-Круа из группы Виргинских островов. Но в 1989 году Сент-Круа, где располагался наземный центр управления, был практически смыт с поверхности моря ураганом Хьюго, и станцию перевезли на континент. После модернизации в 1993 году для Aquarius подыскали новое теплое местечко в районе Ки-Ларго, Флорида. Здесь, на глубине 20 м, «Водолей» находится и по сей день. Оперативным управлением станцией и координацией научных программ (их более 200) занимается группа ученых из Университета Северной Каролины во главе со Стивеном Миллером. А в последнее время Aquarius облюбовали астронавты. На его борту они испытывают модели марсианских вездеходов, отрабатывают приемы передвижения в условиях низкой гравитации и даже учатся проводить дистанционные хирургические операции при помощи роботов.

Последний из могикан

Aquarius стал последним представителем эпохи подводных домов. Прагматизм взял верх, и сегодня компании, ведущие добычу газа и нефти на континентальном шельфе, нашли более дешевую альтернативу стационарным подводным базам. Чтобы постоянно находиться под давлением, равным давлению на рабочей глубине, можно использовать барокомплекс на борту специального судна, а на глубину спускаться в погружаемых барокамерах — водолазных колоколах. Эта технология поставила крест на подводных домах — целом направлении исследований океанских глубин. Но изучение моря в 1960—1970-х с помощью подводных домов останется значимой вехой в океанологии. Это время сейчас называют золотым веком акванавтики.

Сюжет о подводной лаборатории NOAA смотрите в передаче «Дело техники» на канале Discovery

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2011).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.