На запредельной глубине
21.08.2007 07:51
...ли это? Что проще - пролететь сотни тысяч километров в вакууме или опуститься на несколько миль в морскую пучину?

Океан - такая же смертельно опасная для человека среда, как и космический вакуум. Без специального оборудования на большие глубины уверенно может отправиться только утопленник. Дело не только в том, что ни там, ни там он не может дышать. Основная проблема заключается в такой штуке, как давление.

В космосе, понятно, его вообще нет. Но зато давление есть в организме человека, который в вакууме начинает подвергаться быстрой декомпрессии: растворенные в жидкостях газы (в основном азот, но в вакууме при комнатной температуре вскипает и вода) быстро высвобождаются, расширяя стенки сосудов и образовывая воздушные тромбы. Подобные опыты, кстати, ставили над заключенными коллеги фашистского доктора Менгеле.

При погружении на каждые 10 метров давление, напротив, возрастает на 1 атмосферу. И на глубине 4261 метра, на которую опустились российские батискафы «Мир-1» и «Мир-2», она составляет, соответственно, 427 атмосфер.

Впечатляет? Однако на самом деле основную проблему для изучения морского мира создает не столько само давление, сколько неспособность человеческого организма оперативно приспосабливаться к его быстрому перепаду. Честно говоря, некоторые люди не выдерживают и 2 атмосфер, хватаясь за грудь и тяжело дыша. Резкое его повышение до десятков и более атмосфер может просто сломать грудную клетку. Но еще хуже - его быстрое понижение при всплытии.

Когда-то считалось, что ныряльщиков ограничивает только запас воздуха. И с появлением сначала подводного скафандра, а затем (в середине XX века) акваланга сотни обезбашенных храбрецов опрометчиво отправились на морское дно, пересекая опасную черту.

Путь вниз не предвещал никаких проблем: с увеличением давления окружающей воды можно было увеличить и давление потребляемого воздуха, таким образом уравновешивая его. Кое-кто так достиг отметки в 150 и даже 200 метров. Но когда он с радостным ликованием торопился обратно наверх, тут и начиналась декомпрессия.

Эффект был такой же, как если бы пловца взяли и бросили в вакуум. Кто-то погибал еще в море, кто-то добирался до катера или суши, сваливаясь от страшнейшей головной боли. Из носа и ушей шла кровь, лопались ткани легких, человека разбивали инсульты или укладывали в могилу тромбы в сердечном клапане. Выжившие на всю жизнь оставались инвалидами.

Избежать декомпрессии позволяет соблюдение одного правила: всплывать очень медленно. При этом давление понижается постепенно, и растворенный в крови азот выводится из крови.

Правда, такие подъемы затягиваются на часы. Например, недавно британский ныряльщик Марк Эллиатт установил мировой рекорд погружения с аквалангом - 313 метров. Так вот, на спуск у него ушло всего 12 минут. А на подъем - 6 часов и 40 минут.

Впрочем, для тех, кому наверх к солнышку торопиться не нужно, это отнюдь не проблема. А способность дышать воздухом при давлении в несколько атмосфер дала человеку уникальную возможность в самом прямом смысле жить и работать под водою - в специальных подводных домах.

Первым таким подводным жилищем стал водолазный колокол - по легендам, придуманный греческими мудрецами для развлечения Александра Македонского. Представить себе его нетрудно: возьмите стеклянную банку и опустите ее в наполненную водою ванну горлышком вниз. Сжатый воздух не пускает воду внутрь - вот и весь его довольно простой принцип.

Большой плюс такой системы в том, что ее единственное требование - герметичность оболочки. При этом сама оболочка, испытывающая одинаковое давление снаружи и изнутри, может быть легкой и даже... мягкой (прорезиненной). Как, например, советский подводный дом «Спрут».

Это увлечение, так и не перешагнувшее рамки научных исследований и развлекательного экстрима, возникло в 50-60-х прошлого века, после того как команды американца Э.Линка и француза Ж.И.Кусто провели несколько недель в построенных ими подводных «хижинах».

Насосы подавали им свежий сжатый воздух, впоследствии замененный специальной кислородно-гелиевой смесью (гелий лучше выводится из организма, чем азот). А сами акванавты (или океанавты) коротали в своих подводных жилищах дни, смотря в иллюминаторы на проплывающих рыб.

Эксперименты приобретали широкий размах, к ним подключились и другие страны: Куба (проект «Карибское море-1»), Чехословакия («Пермонт-III»), Болгария («Хеброс-67»), Польша («Медуза-1»), ГДР («Мальтер-1»), Италия («Атландида»), ФРГ («Гельголанд»).

Где-то им покровительствовали военные, где-то академии, а в СССР это было дело энтузиастов. Под подводные дома в Черном море приспосабливали старые железнодорожные цистерны, грузовые контейнеры. Для проекта «Ихтиандр», организованного инициативной группой клуба подводников Донецкого мединститута, оборудование искали по свалкам металлолома.

Несмотря на такие условия, в Советском Союзе были успешно проведены около двадцати подобных проектов, доставивших массу удовольствия их участникам, а также зрителям-курортникам, толпящимся на крымском берегу.

Однако подводный дом имеет массу недостатков. Во-первых, он привязан к определенному месту и еще более к определенной глубине. Переместить его - огромнейшая проблема. Поэтому он годится только в качестве стационарной научной или военной станции.

Во-вторых, пока что предел человеческих возможностей обрывается на отметке 783 метра. Этот рекорд был установлен еще в 1981 году американцами, которые прожили на такой глубине (и при таком давлении) 43 дня.

В-третьих, необходимость избежания декомпрессии отнимает массу времени на подъем, которого, во многих случаях, просто нет.

Поэтому вот уже триста лет, как человечество создает аппараты, полностью изолирующие человека как от воды, так и от ее высокого давления, давая ему возможность более-менее свободно перемещаться по разным глубинам.

Первым из них стал «бронированный скафандр» англичанина Джона Лесбриджа (1715 год). Водолаз висел в нем лицом вниз, заключенный в деревянный ящик, и погиб при испытаниях.

Только в 1923 году появился полноценный водолазный скафандр, выпушенный немецкой фирмой «Нейфельдт и Кунке». Это была громоздкая (385 кг) металлическая конструкция из двух половин, в которых подвижные части рук и ног имели шарнирные соединения. Скафандр успешно прошел испытания на глубине 150 метров, однако был настолько неудобным, что впоследствии от этой идеи отказались в пользу батискафов, снабженных манипуляторами (механическими руками).

Собственно, батискаф - это миниатюрная подводная лодка, только имеющая ряд особенностей. В ней нет никакого оружия, ей не нужны мощные силовые установки для достижения высоких скоростей и большая команда для управления ими. Поэтому размеры батискафа минимальны.

Однако субмарины могут погружаться на относительно небольшую глубину: от 100-150 метров (подлодки Второй мировой) до 300-400 (современные). Рекорды погружения боевой подлодки (около километра) принадлежит советской К-231 «Комсомолец» - специальной глубоководной субмарине с особо прочным титановым корпусом. Увы, она затонула в 1989 году.

Глубоководные батискафы смело преодолевают глубину в несколько километров - ведь они для этого и строятся. Их конструкция зависит от предельной отметки погружения. До 2000 метров - классический цилиндрический корпус со шпангоутами (ребрами), обшитый сталью, алюминием, титаном или высокопрочным стеклопластиком. Для сверхглубоких путешествий батискаф собирают в виде равнопрочного корпуса из толстостенных элементов, придавая ему более сферическую форму.

Например, на новом батискафе Балтийского завода (Петербург) толщина стен достигает 114 миллиметров. Этот титановый шар может опуститься на глубину 7 километров. Подобные аппараты сейчас есть только у России, США и Японии.

А вот Франция в свое время обладала уникальным батискафом «Триест». Он был построен в 1953 году Огюстом (отец) и Жаком (сыном) Пикарами, и через несколько лет уникальное судно перекупили Соединенные Штаты. После модернизации стенки «Триеста» достигли 127 м толщины, и он мог погружаться на любые глубины.

Именно на нем 23 января 1960 года был установлен абсолютный рекорд: Жак Пикар и лейтенант ВМФ США Дон Уолш совершили погружение в Марианскую впадину, на глубину 10916 метров.

Важной частью батискафов являются поплавки, которых нет у подводных лодок. Если субмарина всплывает путем выдува из балластных цистерн воды, то батискаф регулирует свою плавучесть по принципу воздушного шара: поплавок тянет его вверх, свинцовый балласт вниз. При этом поплавки заполнены не воздухом - их бы сразу раздавило, - а бензином, который легче воды.

Батискаф батискафу рознь не только по глубине погружения, но и по назначению. Наверное, многие уже задаются вопросом, почему же Россия, обладающая флотом глубоководных батискафов, не смогла спасти экипаж «Курска»?

Все дело в том, что глубоководный батискаф предназначен в основном для наблюдения подводного мира в иллюминаторы и камеры, а также для нехитрого захвата образцов. Помочь затонувшей подводной лодке он ничем не может. У спасательных и рабочих батискафов, которые работают на относительно небольших глубинах, есть целый набор специальных манипуляторов и других приспособлений.

Поэтому спасти «Курс» с помощью «Мира» или «Триеста» было бы так же невозможно, как снимать людей с крыши затопленного знания при помощи истребителя вертикального взлета...