Deepsea Challenger: Кэмерон на дне Марианской впадины

Марианский желоб был открыт в 1875 году экипажем исследовательского судна «Челленджер» (интересно, что именно в честь последнего впоследствии были названы американские космические челноки). Замер глубины дна осуществлялся в те времена ручным диплотом и потому точностью не отличался. В отчете были указаны две глубины — 8184 и 8367 м, по двум точкам замера. Уже по этим данным становилось понятно, что ученые нашли один из глубочайших океанских желобов на Земле. И, как ни странно, с точной глубиной Марианской впадины не определились до сих пор.

Основная причина «глубинной неопределенности» — сложный рельеф дна впадины. Впервые ее дно было картографировано с более или менее высокой точностью лишь в 2010 году: в течение трех месяцев американская экспедиция, снаряженная Центром берегового и океанского картографирования, снимала дно впадины с помощью многолучевого эхолота с разрешением 100 м (для подобного устройства это сверхточность) и в итоге обнаружила на дне несколько хребтов высотой до 2,5 км. По составленной экспедицией трехмерной модели сегодня можно ориентироваться при замерах глубины- и то с некоторыми допущениями.

Дело в том, что никакой эхолот на подобных расстояниях не способен обеспечить точность лучшую, нежели ±10 м, и даже такая точность достигается многократными измерениями и получением усредненного результата. По официальным данным, глубина Марианской впадины (точнее, Бездны Челленджера) на сегодняшний день составляет 10994±40 м. То есть вполне вероятно, что Бездна уходит вглубь более чем на 11 км — если считать, что именно она является самой глубокой точкой желоба, в чем тоже нет стопроцентной уверенности.

Знаменитый советский замер 1957 года, показавший результат 11023 м и до сих пор приводимый во многих русскоязычных книгах и учебниках, на сегодняшний день признан ошибочным. Советские ученые при использовании эхолота не учитывали особенности распространения звука в воде на больших глубинах, то есть при высоком давлении, и потому итоговое число оказалось явно завышенным.

Как ни странно, добраться до Бездны Челленджера ненамного проще, чем до другой планеты, и потому за всю историю лишь четыре аппарата погружались на дно Марианской впадины. Целью каждого погружения был сбор максимального количества информации — фотоснимков, видеозаписей, проб грунта и воды, по возможности — наблюдение за глубоководной жизнью, если таковая вообще может существовать на глубине 11 км ниже уровня моря.

Впрочем, до недавнего времени погружение было одним-единственным, и его 23 февраля 1960 года совершили американский морской офицер Дон Уолш и француз Жак Пикар на батискафе «Триест». Главным конструктором батискафа выступил швейцарский инженер Огюст Пикар, отец Жака. Собственно, именно Огюст Пикар изобрел батискаф как таковой (модель FNRS-2, первое погружение в 1948 году), «Триест» же стал главным проектом его жизни. Внешне «Триест» напоминал в первую очередь дирижабль с гондолой. Верхняя 18-метровая часть батискафа наполнялась бензином (в целях создания нейтральной плавучести), нижняя представляла собой батисферу диаметром 2,16 м, в которой размещался экипаж. Толщина стенок сферы составляла 12,7 см. Надо сказать, что изначально «Триест» не предназначался для подобных глубин, но в 1958 году, спустя пять лет после спуска на воду, ВМС США приобрели его у Швейцарии специально для исследований сверхвысоких глубин и модернизировали (в частности, была заменена батисфера). В какой-то мере погружение в желоб было частью технологического соперничества с Советским Союзом, и 23 марта 1960 года батискаф был спущен на воду с корабля Wandank и направился вниз.

Погружение длилось 4 часа 48 минут (средняя скорость — порядка 0,9 м/с), подъем — 3 часа 15 минут. Не обошлось без курьезов. Например, на 9000 м одно из внешних плексигласовых окон батисферы треснуло — но подводники решили продолжать погружение. Глубиномер батискафа показал итоговое число 11521 м, но при изучении и пересчете данных обнаружилась серьезная погрешность: реальная глубина составила 10 916 м. Никаких особых научных исследований Уолш и Пикар не проводили. Опустившись на дно, они в течение 12 минут рассматривали через иллюминаторы окружающий мир, а затем отправились обратно. Правда, кое-что все-таки выяснилось: океанавты заметили каких-то плоских рыб — то ли камбал, то ли морских языков, подтвердив теорию о том, что жизнь на такой глубине возможна. А затем наступила пауза: вплоть до 1995 года ни один аппарат не спускался в Бездну Челленджера.

В 1993 году Японское агентство морской науки и технологии JAMSTEC закончило строительство беспилотного батискафа-робота Kaik, предназначенного для научных исследований на сверхбольших глубинах. Трехметровый робот представлял собой вполне классический батискаф — поплавок с электродвигателями, только вместо гондолы на нем размещалась фото- и видеоаппаратура.

Самое глубокое из более чем 200 своих погружений Kaik совершил 24 марта 1995 года, достигнув 10911 м, поставив таким образом рекорд глубины для беспилотных подводных аппаратов. Но рекорд «Триеста» он все-таки не побил. Правда, свою основную миссию робот выполнил, сфотографировав и засняв на видео ряд организмов-экстремофилов, обитающих на столь значительной глубине. Среди бентосных (донных) животных, зафиксированных Kaik, встречались различные креветки и трубчатые черви, то есть более или менее высокоорганизованные виды. Впоследствии робот еще дважды спускался во впадину — в 1996 (глубина 10898 м) и 1998 (глубина 10907 м) годах, снова проводя фото- и видеосъемку, а также забор проб. Спустя несколько лет, в мае 2003 года, робот был потерян во время тайфуна, но за время службы с его помощью было открыто 350 новых видов живых существ.

Третье погружение в Бездну Челленджера — и второе беспилотное — произошло 31 мая 2009 года. Робот--батискаф Nereus, спроектированный группой американских ученых во главе с Энди Боуэном, по размерам и компоновке был схож с японской машиной, но основной задачей инженеров было в данном случае обеспечение плавучести батискафа. Иначе говоря, Nereus должен был получить максимальную степень автономности, поэтому соединяющий его с кораблем кабель был изготовлен по оптоволоконной технологии и толщиной не превышал миллиметра. 40 км такого кабеля весят всего 4 кг — таким образом, робот получил огромный радиус для свободного передвижения.

Оснащенный манипулятором Nereus не просто сфотографировал окружающую его подводную действительность, но взял пробы грунта и биологических образцов. На дне он провел более 10 часов. Правда, легендарных рыб, якобы виденных Пикаром и Уолшем, Nereus, как и его японский предшественник, не обнаружил.

25 марта 2012 года Джеймс Кэмерон стал третьим человеком — и первым, отважившимся на подобное в одиночку, — кто достиг дна Бездны Челленджера. Более всего поражает, что Кэмерон в первую очередь не биолог, а знаменитый кинорежиссер, автор «Терминатора», «Титаника» и «Аватара». Впрочем, глубоким синим морем Кэмерон увлекался всегда и даже снял о подводниках фильм «Бездна». Правда, действие последнего происходит не в Марианском, а в Каймановом желобе (Карибское море, максимальная глубина — 7686 м).

Батискаф Кэмерона Deepsea Challenger был спроектирован и построен австралийской компанией Acheron Project Pty Ltd и оборудован видеокамерами для 3D-съемки и устройствами для сбора образцов. В отличие от предшественников, сделан он не из стали, а из композитных материалов и потому значительно легче; это позволяет затрачивать гораздо меньше усилий на обеспечение нейтральной плавучести аппарата. Композит представляет собой нечто вроде эпоксидной смолы с вмешанными в нее пустотелыми микросферами. Пассажир Deepsea Challenger размещается в стальной сфере диаметром 108 см со стенками толщиной 6 см и управляет движением аппарата посредством джойстиков.

Погружение аппарата Кэмерона длилось 2 часа 37минут — в два раза меньше, нежели «Триеста», правда, рекорда глубины он не побил: Deepsea Challenger «уткнулся» в дно на глубине 10898 м. После трех часов пребывания на океанском дне из-за незначительной разгерметизации стальной сферы Кэмерону пришлось подняться на поверхность: повернув тумблер, он сбросил балласт и отправился в обратный путь, который занял 70минут. Если не считать эту неполадку, аппарат вел себя именно так, как и ожидалось. «Разумеется, вторгаясь в такой недружелюбный мир, вы рискуете жизнью, — сказал впоследствии Кэмерон репортеру Popular Mechanics, — но я вполне доверял моим инженерам».

Конечно, погружению режиссера предшествовали многочисленные тренировки, самой значительной из которых стало погружение на дно Новобританского желоба (8221 м) 4 марта — на его дне Кэмерон провел несколько часов, снимая медуз и анемон. В Марианской же впадине, как заметил режиссер, он не видел ни одного живого существа больше 2,5 см в диаметре, кроме нескольких рачков-бокоплавов. Так или иначе, одиночное погружение в бездну можно назвать подвигом, особенно с учетом великолепных видеосюжетов, снятых на огромной глубине, — они лягут в основу научно-популярного фильма канала National Geographic.

Надо сказать, что совместный проект Кэмерона и австралийцев не был единственным на 2012 год, — просто канадский режиссер успел раньше других. Известная флоридская компания Triton Submarines объявила о разработке батискафа Triton 36000/3, рассчитанного на команду из трех человек. Одновременно компания Ричарда Брэнсона Virgin Oceanic перекупила и возобновила заглохший было проект одиночного аппарата DeepFlight Challenger, разработанного в 2005 году для известного искателя приключений Стива Фоссетта (в 2007 году Фоссетт погиб в авиакатастрофе, и проект был заморожен до лучших времен). Собственно, некогда Фоссетт хотел сделать именно то, что сделал Кэмерон; теперь на подобное погружение претендует Брэнсон. Третий проект — Deepsearch — принадлежит компании DOER Marine из Сан-Франциско.

В любом случае Джеймс Кэмерон доказал: одиночное и достаточно быстрое погружение в Бездну Челленджера возможно. Это открывает новые перспективы по картографированию дна Марианской впадины и — кто знает! — обнаружения еще более глубокой ее точки. Возможно, измерение советских океанологов с «Витязя» было не столь уж и ошибочным.