Metody ponoření člověka do oceánu. Jak studovat oceán
Touha porozumět neznámému vždy inspirovala lidstvo v jeho věčném boji s přírodou. A možná jednou z nejsilnějších vášní byla touha člověka navštívit místa, kam ještě nikdy nevkročil.
Nyní, po dobytí Antarktidy, v jejímž objevu a studiu sehrál hlavní roli ruský lid, nezůstala na zemi žádná rozsáhlá „prázdná místa“. Člověk přešel pouště, tropické pralesy a bažiny z jednoho konce na druhý a vyšplhal na vrcholky největších hor. A již na mnoha místech s nejtěžším rozvojem se objevily pionýrské osady. Na mapě zeměkoule zůstalo jen pár „bílých míst“, dosud lidmi neprozkoumaných, ne proto, že by byly nějak zvlášť nepřístupné, ale hlavně proto, že o ně nebyl žádný zájem.
Člověk se již neomezuje pouze na průzkum povrchu zeměkoule, který poměrně dobře zná. Aktivní průzkum vesmíru byl zahájen. Není daleko den, kdy po cestě, kterou položil Gagarin, výzkumníci spěchají na jiné planety. Dalším krokem je realizace projektů na pronikání do útrob země a oceánu.
Chceme mluvit o dobývání oceánských hlubin člověkem. Nebudeme se zde zmiňovat o ponorech potápěčů nebo potápěčů, i když potápěči, jako je Jacques Cousteau a jeho soudruzi, udělali hodně v průzkumu oceánu, ovšem pouze v jeho horní vrstvě, 100-200 m To, i když impozantní čísla , ale nepřesahují průměrnou hloubku „kontinentálního šelfu“ - podvodního pokračování kontinentů, po kterém následuje ostrý sklon dna do větších hloubek oceánu. V poslední době se objevily zprávy o dosažení hloubky 250 m v potápěčské výstroji Dýchání při tomto ponoru zajišťovala speciální směs plynů, jejíž složení je utajeno.
Potápění do hloubek stovek a tisíců metrů bylo umožněno díky použití odolných ocelových válců a koulí (kuliček), které vydrží obrovské tlaky.
Prvním badatelem, který zkonstruoval hlubokomořskou komoru (hydrostat) a dosáhl v ní velkých hloubek, byl americký inženýr Hans Hartmann. V roce 1911 se ve Středozemním moři východně od Gibraltarského průlivu potopil do hloubky 458 m Kamera určená pro jednu osobu byla spuštěna z lodi na ocelovém laně. Měla automatický kyslíkový přístroj, zařízení na pohlcování oxidu uhličitého a elektrické osvětlení (12 V baterie umístěné uvnitř komory). Pro pozorování byl ve stěně hydrostatu vytvořen průzor. Speciální optický systém navržený Hartmannem umožnil fotografovat na vzdálenost až 38 m, tedy v dosahu viditelnosti lidským okem v čisté vodě. V hydrostatu nebyl žádný telefon, který by komunikoval s lodí.
Hartmannův aparát byl docela primitivní. Předně válcový tvar samotného fotoaparátu nebyl úplně povedený; Výhodnější je kulový tvar, i když méně vhodný pro ubytování posádky. To, že ponor neskončil tragicky, je dílem náhody. Zde je to, co Hartmann o svém ponoru píše: „Když bylo dosaženo velké hloubky, okamžitě se vynořila myšlenka na nebezpečí, na nespolehlivost přístroje. Naznačovalo to přerušované praskání uvnitř komory, podobné výstřelům z pistole. Myšlenka, že neexistuje žádný způsob, jak se hlásit na vrchol a žádný způsob, jak dát poplachový signál, byla děsivá. V této době byl tlak 735 liber na čtvereční palec (52 kg/cm2) povrchu zařízení. Neméně děsivá byla myšlenka na možnost přetržení nebo zamotání zvedacího lana. Stěny komory byly opět pokryty vlhkostí, jak se stalo v předběžných experimentech. Není známo, zda to bylo jen pocení, nebo zda byla voda protlačena póry přístroje pod hrozným tlakem.“
Hydrostat sovětského inženýra G.I Danilenka, postavený společností EPRON v roce 1923, se ukázal být úspěšnějším pomocí tohoto zařízení nalezl EPRON anglickou válečnou loď „Black Prince“, která se potopila v Balaklavském zálivu v Černém moři. Podle pověstí v něm byly zlaté mince v hodnotě 2 milionů liber, které byly určeny na výplatu žoldu anglických vojáků, kteří se účastnili krymské války proti Rusku. Černý princ byl nalezen, ale nebylo na něm žádné zlato. Později se ukázalo, že zlato bylo předem vyloženo v Konstantinopoli.
S pomocí stejného hydrostatu byl v roce 1931 ve Finském zálivu Baltského moře nalezen dělový člun „Rusalka“, který se potopil v roce 1893 při plavbě z Tallinnu do Helsinek.
Další vylepšení hlubinného aparátu provedli Američané v roce 1925. Nová komora byla dvoustěnný ocelový válec s vnitřním průměrem 75 cm, mohl pojmout 2 osoby nad sebou. Pod kamerou byl předřadník držený elektromagnety, které bylo možné v případě potřeby resetovat, načež se kamera mohla vznášet. Na vnější straně měla kamera tři vrtule pro otáčení (kolem svislé osy) a její naklápění ve vodě pro snadnou kontrolu dna. Existovalo zařízení na odchyt mořských organismů. Aparatura byla vybavena telefonem, přístroji na určování hloubky (tlakoměry), kompasem, elektrickými vyhřívacími podložkami, chronometrem, fotografickou technikou, teploměry na měření teploty vody a elektrickým osvětlením. Přestože byla kamera navržena tak, aby sestoupila do hloubky jednoho kilometru, jejím hlavním účelem nebylo dosáhnout velkých hloubek, ale prozkoumat starověká města potopená ve Středozemním moři – Kartágo a Posillipo a najít potopené lodě.
Následně, za účelem zvednutí potopených lodí, byla provedena nová vylepšení konstrukce hlubokomořských komor: zařízení byla vybavena zařízeními pro vrtání otvorů v bocích lodí, pákami pro pokládání zvedacích háků a novými zařízeními na čištění kyslíku a vzduchu. zařízení. Zařízení bylo schopno malých nezávislých pohybů po dně. V takových hydrostatech mohli dva lidé zůstat pod vodou 4 hodiny.
Většinu těchto vylepšení použili Otis Barton a William Beebe při vytváření nového hlubinného dopravního prostředku, který nazvali batysféra (bati – hluboká, koule – koule).
Myšlenka na vytvoření batysféry se datuje do let 1927-1928, kdy V. Beebe, vedoucí Oddělení tropického výzkumu Newyorské zoologické společnosti, začal vyvíjet návrhy hlubinných dopravních prostředků pro studium života hlubin oceánů a moří. Zároveň bylo nutné zajistit obrovskou pevnost aparátu, spolehlivost přístrojů pro běžné dýchání a bezpečnost sestupu a výstupu. Bylo potřeba využít všech nashromážděných zkušeností z hlubinného potápění a zohlednit všechny výhody i nevýhody kulovitého tvaru.
V roce 1929 postavili D. Barton a W. Beebe svou batysféru, ocelovou kouli o průměru 144 cm, síle stěny 3,2 cm a celkové hmotnosti 2430 kg.
V roce 1930 se potopily v batysféře do hloubky 240 m v Atlantském oceánu u Bermud, 7-8 mil jižně od ostrova Nonsatch. Dříve byly provedeny zkušební sestupy bez posádky. O něco později dosáhli ve stejné oblasti hloubky 435 m Po prvních ponorech daroval Barton batysféru New York Zoological Society. A v následujících letech se na ní uskutečnilo několik dalších hlubinných ponorů s pozorovateli i bez nich.
Po řadě dalších vylepšení batysféry uskutečnili 15. srpna 1934 Beebe a Barton svůj slavný ponor do hloubky 923 m. Batysféra byla v roce 1500 vybavena telefonem a výkonným světlometem. Kabel, na kterém byla batysféra spouštěna do moře, byl dlouhý pouze 1067 m, což omezovalo hloubku ponoru.
Přes pečlivou přípravu a pečlivou kontrolu připravenosti aparátu a kabelu bylo spouštění stále spojeno s určitým rizikem. Faktem je, že při vlnění vznikají dodatečná dynamická napětí, navíc se mohou na kabelu i ve slabém vlnění objevit smyčky, které při utažení tvoří tzv. „kolíčky“, tedy prudké ohnutí kabelu s přetržením, popř. přetržení jednotlivých pramenů. Poměrně velké obavy vyvolala u badatelů nejistota ohledně spolehlivosti spojení křemenných průzorů s ocelovou komorou a kvality těsnění vstupních dveří batysféry. Jednou, při zkušebním ponoru v mělké vodě s lidmi (to bylo 6. srpna 1934), byly místo deseti matek zašroubovány pouze čtyři, vzhledem k tomu, že na tak krátký a mělký ponor to bylo docela dost. Ale již v hloubce 1,2 m začala voda rychle pronikat do kabiny, jejíž hladina brzy dosáhla 25 cm, se Beebe telefonicky dožadoval okamžitého stoupání a poté se stal pozornějším a dokonce vybíravějším při kontrole aparátu před dalším. potápět se.
Další případ hrozil vážnějšími problémy. Jednoho dne se Beebe a Barton rozhodli vyměnit ocelovou desku v okenní štěrbině za křemen a provést zkušební sestup bez lidí do velkých hloubek. Když byla batysféra po ponoření vyzdvižena na povrch, pod velkým tlakem vytryskl z batysféry na okraji průzoru tenký pramínek vody. Beebe se podíval okénkem a viděl, že téměř celá komora je naplněna vodou a hladina vody je pokryta nějakými podivnými vlnkami. „Začal jsem odšroubovávat centrální šroub poklopu,“ píše V. Bib „Po prvních zatáčkách se ozval zvláštní vysoký melodický zvuk. Pak vytryskla řídká mlha. Zvuk se opakoval znovu a znovu, což mi dávalo čas a příležitost pochopit, co jsem viděl skrz průzor batysféry: obsah batysféry byl pod hrozným tlakem. Vyklidil jsem palubu před poklopem lidí. Filmová kamera byla umístěna na horní palubě a druhá poblíž, na straně batysféry. Opatrně, kousek po kousku, potřísnění sprejem, dva z nás otáčeli měděnými šrouby. Poslouchal jsem, jak se vysoký hudební tón netrpělivého, omezeného živlu postupně snižoval a snižoval. Když jsme si uvědomili, co se může stát, odchýlili jsme se co nejdále od přímé linie „ohně“.
Najednou, bez sebemenšího varování, byl závěr vytržen z našich rukou a masa těžkého kovu se přehnala po palubě jako střela z děla. Trajektorie byla téměř rovná a měděný šroub narazil do ocelového navijáku umístěného asi deset metrů a vytrhl z něj půlpalcový kus. Svorník následoval silný, hustý proud vody, který rychle zeslábl a vytryskl jako vodopád z otvoru batysféry. Vzduch se mísil s vodou a působil dojmem horké páry, spíše než stlačeného vzduchu procházejícího ledovou vodou. Kdybych byl v cestě této fontáně, jistě by mi sťali hlavu. Tak,“ pokračuje Beebe, „byl jsem přesvědčen o možných důsledcích pronikání vody do batysféry v hloubce 2000 stop. V ledové tmě bychom byli rozdrceni a proměněni v beztvarou hmotu tak lehkými látkami, jako je vzduch a voda.
V tomto případě došlo k nehodě kvůli vadnému těsnění v drážce okna. A bez ohledu na to, co říkají o relativní bezpečnosti sestupů do velkých hloubek, bylo to, zvláště na úsvitu éry hlubokomořského potápění, plné velkého rizika. Průkopníky potápění lze právem nazývat odvážlivci a hrdinové.
William Beebe jako zoolog se přirozeně zajímal především o život ve velkých hloubkách. Provedl mnoho zajímavých pozorování chování zvířat v jejich přirozeném prostředí a objevil několik nových druhů hlubinných ryb.
„Během ponoření,“ poznamenává vědec, „se prožívá celá řada emocí; první je spojen s prvními známkami hlubinného života, který se vyskytuje v hloubce 200 m a zdá se, že zavírá dveře za horním světem. Zelená barva, barva rostlin, už dávno zmizela z našeho nového kosmu, stejně jako samotné rostliny zůstaly daleko nahoře.“
Zde jsou příběhy o dvou ponorech, které provedl William Beebe u Bermud 11. a 15. srpna 1934 v hloubkách 760 a 923 m.
11. srpna. Hloubka 250 m Batysféra prochází hejnem malých tvorů v podobě červů s tvarem těla překvapivě připomínajícím torpédo (štětina-čelisť). Tato „torpéda“ byla čas od času napadena malými rybami. V hloubce 320 m se objevila celá hejna měkkýšů. Občas mezi nimi plavaly velké ryby, zdánlivě obři, dlouhé až 1 1/2 m.
Když se Beebe ponořil o dalších 10 m níže, viděl podstatně více zástupců mořské fauny, a to jak v počtu exemplářů, tak v rozmanitosti druhů, než očekával. Byly tam medúzy, sekery, úhoři a spousta krevet, které měly zajímavý obranný reflex: čas od času „explodovaly“, to znamená, že vyvrhly oblak svítící kapaliny, aby oslepily nepřítele. S přibývající hloubkou nedocházelo k znatelnému ochuzování života, naopak každé další desítky metrů vedly k nečekaným objevům. V hloubce 360 m se v paprsku světlometu objevily čtyři podlouhlé jetové ryby, velmi podobné šípům, jejichž druh Beebe nedokázal určit. Aby je nahradila, ze tmy vyplavala pro vědu zcela neznámá ryba, dlouhá 60 cm, s malýma očima a velkou tlamou.
V hloubce 610 m vědec spatřil nějaké obrovské těleso nejasných obrysů, které se při zpátečním výstupu opět mihlo v dálce.
Ve výšce 760 m (Bib tentokrát neklesl níže), kde batysféra setrvávala půl hodiny, Beeb telefonem každých 5 sekund přenášel na palubu Redi (lodi, ze které batysféra sestupovala) o nových dojmech. Kolem průzoru proplouvaly měděné šavlovité ryby, kostlivec, plochá ryba podobná měsíční rybě a 4 vertikálně se pohybující ryby s protáhlými a špičatými čelistmi neznámého rodu a čeledi. Nakonec se objevil další „cizinec“, kterého V. Beebe nazval „tříhvězdičkový ďas“, na koncích každého ze tří dlouhých chapadel byl světelný orgán, který vyzařoval poměrně silné světle žluté světlo.
Když Bib vstával, uviděl úžasně krásnou rybu, kterou nazval rybou v pětiřadém souhvězdí. Byla to malá, přibližně 15 cm dlouhá, téměř kulatá ryba. Po jeho stranách bylo pět světelných čar - jedna axiální „rovníková“ a dvě zakřivené čáry nad a pod ní, sestávající z řady malých skvrn vyzařujících světle žluté světlo. Kolem každého místa svítil malý fialový prsten.
Ponor 15. srpna přinesl mnoho zajímavých nálezů a živých dojmů. V hloubce 600 m byly naraženy velké ryby, až 2 m, se světélkujícími zuby, nesoucími vlastní signální světla na koncích dlouhých stonků, umístěných jedno pod spodní čelistí a druhé u ocasu. Ryby byly ozdobeny světly jako oceánský parník. A pak se k batysféře přiblížila obří ryba, kterou se Beebe opět nepodařilo určit, v délce nejméně 6 m. Zřejmě to byla malá velryba nebo velrybí žralok.
Kromě mnoha zoologických objevů a množství unikátních biologických pozorování tyto hlubinné ponory amerických výzkumníků významně přispěly k fyzické oceánografii – vědě o fyzikálních jevech a procesech probíhajících v oceánu. Nejzajímavější pozorování byly světelné podmínky v různých hloubkách. Zde je záznam V. Beebe, který pořídil při ponoru do 760 litrů.
Klesání:
„Hloubka je 6 m. Paprsky světla jsou podobné paprskům pronikajícím okny kostela. Když se podívám nahoru, stále vidím konec zádi Rediho.
79 m - barva se rychle stává modrozelenou.
183 m - voda - sytě modrá.
189 m - voda - tmavá, sytě modrá.
290 m - voda je černomodrá, bahnité barvy.
610 m - úplná, černočerná tma.
Vzestup:
527 m - rozhodně se lehčí. Trochu vidím pouhým okem.
518 m - umím spočítat prsty tak, že je položím na okno.
488 m - barva vody je studené, bezbarvé světlo, které pomalu zesiluje.
305 m - barva vody - šedomodrá, nejbledší modrá.
213 m - barva vody příjemná, šťavnatá, ocelová, modrá.
180 m - voda je krásně modrá, zdá se, že můžete volně číst, ale nevidím vůbec nic."
O 15 let později, 16. srpna 1949, sestoupil D. Barton v batysféře u Los Angeles, do hloubky 1372 m Jeho koule vážila 3170 kg, měla průměr 146 cm a visela na lanku o tloušťce 12 mm.
Během tohoto ponoru utrpěl Barton řadu neštěstí: Bartonova bunda se dostala do zařízení na regeneraci vzduchu a narušila jeho činnost, „něco“ leželo na světlometu a nedalo se otočit, prostřední okno bylo zakryto „něčím nepochopitelným“. Během ponoru, kdy batysféra již dosáhla značné hloubky, se osvětlení zhoršilo. Když byl Barton v 1000 metrech dotázán, zda jej má dále snížit, odpověděl: „Obecně řečeno, to stačí. Cítím trochu mořskou nemoc. Spusťte mě o dalších 350 m." Barton zůstal pod vodou dvě hodiny a devatenáct minut a stoupání trvalo 51 minut.
Batysféry a hydrostaty, i když měly řadu nevýhod, přinesly do studia mořských hlubin mnoho výhod. Zde v Sovětském svazu se také pracovalo na konstrukci přístrojů pro potápění do mořských hlubin. V letech 1936-1937 Inženýři Nelidov, Michajlov a Künstler ve Všesvazovém vědeckém výzkumném ústavu pro rybolov a oceánografii (VNIRO) zkonstruovali batysféru pro oceánografickou a ichtyologickou práci. Skládal se ze dvou ocelových polokoulí upevněných šrouby. Maximální hloubka, na kterou byla komora navržena, byla podle projektu 600 m. Tlak vody při jejím ponoření zajistil samotěsnění polokoulí v místě jejich spojení. Kromě vstupního průlezu měla batysféra VNIRO dva průzory umístěné v horní a dolní polokouli. Ve spodní části byly stabilizátory, které bránily otáčení na kabelu. Do batysféry (průměr 175 cm) se vešel pouze jeden člověk. V roce 1944 byl podle návrhu inženýra A. Z. Kaplanovského postaven hydrostat GKS-6 určený rovněž pro jednu osobu. Přestože byl hydrostat určen především pro záchranné práce, využíval jej také Výzkumný polární ústav rybářství a oceánografie (PINRO) pro vědecký výzkum. Za necelý rok (od září 1953 do července 1954) zde bylo uskutečněno 82 ponorů do hloubky až 70 m. Hydrostat umožnil vyřešit řadu praktických problémů: chování ryb v jejich přirozeném prostředí byla studována, byla sledována činnost vlečné sítě a řada dalších.
Zkušenosti z práce s hydrostatem GKS-6 využil Giprorybflot při návrhu (1959) nového hydrostatu, určeného pro ponoření do 600 m a vybaveného světlometem, filmovým a fotografickým zařízením, kompasem, hloubkoměrem a dalšími přístroji a zařízení.
V posledních letech bylo v řadě zemí vyrobeno několik dalších hydrostatů a batysfér. Tak byl v Japonsku v roce 1951 postaven hydrostat Kuro-shio. Technickým vybavením předčí ostatní podobná zařízení. Hydrostat Kuro-shio je vybaven několika elektromotory. Jeden z nich pohání vrtuli, druhý gyrokompas, třetí ventilátor pro čištění vzduchu v kabině a čtvrtý zařízení na odebírání vzorků půdy. Na hydrostatu jsou dva reflektory, jeden je namontován nahoře tak, že se může otáčet a měnit směr světelného paprsku; druhá, umístěná níže, umožňuje zobrazit spodní část pod zařízením. Kamera je vybavena telefonem, foto a filmovou technikou, hloubkoměrem, sklonoměrem. „Kuro-shio“ je určeno pro dvě osoby, ale pojme 4. Jeho hmotnost je 3380 kg, průměr 148 cm, výška 158 cm, tloušťka boční stěny 14 mm. Hlavní nevýhodou hydrostatu Kuro-shio je jeho malá hloubka ponoření, pouhých 200 m.
V Itálii navrhl inženýr Galeazzi nový hydrostat, který byl uveden do provozu v roce 1957. Zvláštností jeho konstrukce je koncové zatížení, které zabraňuje nárazu zařízení do země, když dosáhne dna. V případě nehody lze tento náklad snadno oddělit a hydrostat vyplave nahoru. Dvě řady oken jsou skloněny k sobě, takže je vidět téměř celý prostor kolem. Elektrický telefonní kabel je namontován v nosném kabelu, který slouží k zavěšení zařízení. Hydrostat Galeazzi je určen pro jednu osobu.
Z nedávno postavených hydrostatů si pozornost zaslouží hydrostat navržený ve Francii a přenesený na výzkumné plavidlo Calypso. Používá se, když potápěči pracují současně, což výrazně zvyšuje efektivitu práce. Hydrostat je totiž téměř neovladatelná střela a přítomnost volně se pohybující osoby mimo hydrostat tuto nevýhodu do jisté míry kompenzuje.
Naprostá závislost batysféry a hydrostatu na lodi, ze které se potápějí, věčná hrozba potopení přístroje spolu s lidmi a nutnost spustit s nimi kabel, přiměly výzkumníky hledat zásadně nová řešení problému hlubinných - mořské potápění. Tento problém vyřešil švýcarský vědec Auguste Picard.
Piccard, ještě jako mladý muž, četl zprávu o hlubinném průzkumu expedice Karla Hoona z Valdivie. Zářící ryby, nové druhy zvířat objevené touto výpravou a další objevy probudily jeho zájem o studium moře. Po absolvování technické fakulty vyšší školy v Curychu se Piccard stal vedoucím Akademického svazu letectví. S dotací Belgického národního fondu pro vědecký výzkum postavil stratosférický balon FNRS-1, na kterém v roce 1931 dosáhl rekordní výšky 17 000 m. O pár let později přišel s projektem vytvoření hlubinného projektilu - batyskaf, nespojený s hladinou moře a loď, schopná manévrování, t.j. zásadně odlišná od Beebe-Bartonovy batysféry.
Pokud lze batysféru srovnat s balonem, to znamená s upoutaným balonem, pak by vzducholoď měla být považována za analogii batyskafu.
Princip batyskafu je jednoduchý. Balón stoupá, protože je lehčí než vzduch, který vytlačuje. Pro potápění pod vodou je nutné vytvořit zařízení, které by s balastem bylo těžší než voda a tudíž by se potopilo a bez balastu by bylo lehčí než voda a plavalo. Picard toho dosáhl nabíráním benzínu do velkých nádrží (cisteren), jejichž měrná hmotnost je o 25–30 % menší než měrná hmotnost vody, a proto dává zařízení kladný vztlak (pro výstup). Stavbu batyskafu přerušila válka a obnovena byla až v roce 1945.
V září 1948 byl batyskaf, postavený podle Picardova návrhu, hotov. Byl pojmenován FNRS-2 na počest belgické národní nadace pro vědecký výzkum (Fonds National de la Recherche Scientifigue), která stavbu zařízení dotovala.
Batyskaf se skládal z ocelové kulové kabiny (bathysphere) o průměru 218 cm, o síle stěny 9 cm a korbě obsahující 6 tenkostěnných ocelových nádrží naplněných benzínem.
Pro horizontální pohyb batyskafu ve vodě byly na obou stranách kabiny instalovány dva motory pohánějící vrtule. Řetěz (hydrrop) o hmotnosti 140 kg zavěšený na dně komory zastavil přístroj při dotyku se zemí a držel jej 1 m ode dna. Batyskaf mohl cestovat pod vodou asi 10 námořních mil (18,5 km) rychlostí 1 uzel (1,85 km/h).
Železné ingoty držené elektromagnety sloužily jako balast. Kabina batyskafu je na maximum zaplněna kontrolními přístroji a pozorovacími zařízeními. K dispozici je filmová kamera pro automatické natáčení pod vodou, ovládací panel pro reflektory, elektromagnety a mechanické drápy, pomocí kterých mohla posádka uchopit předměty umístěné v blízkosti ponorky, zařízení na čištění kyslíku a vzduchu, která zajistí pobyt 2 osob v kabině po dobu 24 hodin a mnoho dalšího vybavení, včetně Geigerových počítačů pro záznam kosmického a radioaktivního záření.
Vědci se obávali, že na batyskaf zaútočí hlubinné obří chobotnice, které se dokonce pustí do boje s velrybami. K boji proti nim byly navrženy speciální zbraně. Zařízení bylo vyzbrojeno 7 takovými kanóny, které byly nabity asi metr dlouhými harpunami a střílely pomocí pneumatického „náboje“. Nárazová síla těchto děl se zvyšovala s hloubkou, jak se zvyšoval tlak. U hladiny nebylo možné použít zbraně pro malou sílu úderu, ale již v hloubce asi kilometr mohla harpuna prorazit dubovou desku o tloušťce 7,5 cm na vzdálenost 5 m.
Pro zesílení úderného efektu byl na konec harpuny přiváděn elektrický proud přes kabel harpuny a do hrotu harpuny byl umístěn strychnin.
Provoz komplikovala skutečnost, že posádka batyskafu po vynoření nemohla samostatně opustit hermeticky uzavřenou kabinu. K tomu bylo zařízení zvednuto na palubu plavidla zajišťujícího ponor a tam byl otevřen poklop kabiny. Proto bylo nesmírně důležité ponorku včas odhalit a zvednout, jinak by se v ní zavření lidé udusili nedostatkem vzduchu. Pro usnadnění jeho hledání po vynoření byl na těle zařízení radarový stožár - reflektor a na podpůrných plavidlech a fregatách El Monier byly kromě radarů instalovány ultrazvukové lokátory, které umožňovaly sledovat polohu. batyskafu při potápění.
1. října 1948 byl batyskaf FNRS-2 dodán k praktickým zkouškám na belgickém parníku Scaldis do Dakaru (západní pobřeží Afriky), kde se nacházel parník El Monier se skupinou francouzských potápěčů (Cousteau, Dumas, Tailleux ), na misi, která zahrnovala servis batyskafu při přípravě na ponor a při nalodění na Skaldis. Testy byly provedeny v zátoce poblíž ostrova Boavista v souostroví Kapverdy.
Start se zcela nepovedl, spuštění batyskafu do vody trvalo pět dní. Ale nakonec byly všechny překážky překonány a 26. listopadu 1948 v naprostém klidu proběhl zkušební ponor. Batyskaf zůstal pod vodou 16 minut. Picard a Mrno se zúčastnili prvního ponoru.
O několik dní později byl proveden druhý, již hlubokomořský ponor poblíž ostrova Santiago, bez cestujících. Hloubka oceánu v místě ponoru dosáhla 1780 m. Ponor proběhl dobře, až na to, že zmizel hliníkový radarový reflektor a několik tenkých plátků trupu bylo nafouklých a pomačkaných. Zařízení zůstalo pod vodou půl hodiny a dosáhlo hloubky 1400 m.
Zvednutí batyskafu na palubu lodi nebylo zcela úspěšné. Bylo tam velké vzrušení, aparatura se prudce třásla a potápěči nemohli připojit hadice, aby odčerpali benzín. Musel jsem propláchnout benzinové nádrže stlačeným oxidem uhličitým. Mraky benzínových par pokryly batyskaf i Skaldis a nakonec rozleptaly lak zařízení. Navíc kvůli vzrušení při výstupu byl trup batyskafu dost promáčklý a jeden z motorů se utrhl spolu s vrtulí.
Testy ukázaly, že batyskaf je docela vhodný pro hlubinné potápění, ale je zcela nevhodný pro jeho zvedání z vody na palubu lodi nebo pro dlouhodobé vlečení. Ukázalo se, že je na vlně válcovitý a nestabilní a jeho trup byl velmi křehký. Byly zjištěny nedostatky v systému zajištění a vypouštění balastu. Bylo nutné zajistit, aby posádka mohla okamžitě po vynoření opustit komoru na palubu trupu batyskafu.
K rekonstrukci byl batyskaf poslán zpět do Toulonu. V roce 1952 dostal Auguste Picard pozvání z Terstu, aby se jako přední fyzik a inženýr podílel na stavbě nové italské ponorky. Stavba plavidla postupovala rychle (III-1952 - VII-1953) a v létě 1953 byl připraven nový batyskaf, pojmenovaný podle města, kde bylo postaveno, „Trieste“. Z Terstu byl převezen do loděnice Castellamare poblíž Neapole, v oblasti vhodné pro hlubinné potápění, protože zde se velké hloubky přibližují ke břehu.
1. srpna 1953 byl spuštěn Terst. Během roku 1953 provedl nový batyskaf 7 ponorů, z nichž 4 byly mělké a 3 hluboké:
do hloubky 1080 m - 26.VI.II jižně od ostrova Capri,
3150 m - 30.IX jižně od ostrova Ponza,
650 m - 2.X jižně od ostrova Ishiya.
Všechny tyto ponory byly zkušebního charakteru. Batyskaf řídil Auguste Piccard a jeho syn Jacques. O několik let později v této ponorce člověk poprvé dosáhl maximální hloubky oceánu (asi 11 km) v jednom z nejhlubších příkopů - v Marianském příkopu. Proto chceme o Terstu mluvit podrobněji.
Současně s Terstem byl postaven batyskaf FNRS-3. Strukturálně jsou to sourozenci a v současnosti představují nejpokročilejší hlubokomořské projektily. Uveďme si jejich schematický popis, abychom alespoň v nejobecnější podobě ukázali obtíže, které museli tvůrci těchto batyskafů překonávat.
Design vychází z Picardova koncepčního návrhu, který již dříve realizoval ve formě batyskafu FNRS-2. Batysféra (uzavřená kulová komora pro posádku) byla použita z batyskafu FNRS-2.
Do ponorky se pohodlně vejdou dvě osoby. Jeden z nich pilotuje ponorku a jeho pozornost se zcela soustředí na ovládání. Úkolem druhého je provádět pozorování, nicméně podílí se i na řízení; provádí vizuální pozorování, čímž varuje před přiblížením se ke dnu nebo jinými překážkami. Má také na starosti fotografickou techniku, osvětlovací zařízení, hydroakustický lokátor, záznamník hloubky ponoru a echolot.
Vztlaková komora je svařena z tenkých ocelových plechů a skládá se ze 6 izolovaných oddílů. Celková kapacita komory je cca 110 000 litrů. Je naplněn 74 tunami lehkého benzínu o hustotě 0,70, který poskytuje přes 30 tun vztlaku. Na dně komory jsou otvory. Při ponoření se benzín stlačí pod vysokým tlakem, ale jelikož voda těmito otvory volně proniká a kompenzuje toto stlačení, tělo fotoaparátu se nedeformuje. Přítomnost otvorů nevede ke znatelnému úniku benzínu, protože (jako lehčí látka) vyplňuje horní část komory. Voda, která prošla do těla, bude přirozeně pouze zespodu. Při stoupání bude benzín expandovat a skrz otvory umístěné ve spodní části komory bude nejprve vytlačena voda, která pronikla při ponoření.
Pro zajištění stability plavidla jsou podél celého těla komory instalovány boční kýly. Na vrchu vztlakové komory je umístěna paluba, která zpevňuje tuhost konstrukce a ve střední části nese kormidelnu, která oplocuje vstup do vertikální šachty-propust spojující palubu s batysférou.
Tato vertikální šachta je místem velkých konstrukčních a provozních potíží. Jeho nutnost je dána tím, že důl je pro posádku jedinou možností, jak se dostat do a z batysféry. V tomto případě není možné umístit batysféru na úroveň paluby a zbavit se tak vertikální šachty. Jednak proto, že by se pozorovatelé nemohli podívat dolů a vidět dno, to znamená, že by byli ochuzeni o nejdůležitější zorné pole, a jednak by posunutí nejtěžší části konstrukce vedlo ke ztrátě stability konstrukce. plavidlo. Proto je důl nevyhnutelný.
To způsobuje řadu komplikací. Vytvoření vzduchotěsnosti šachty pro maximální tlaky, pro které je batyskaf navržen, je extrémně nerentabilní, protože hmotnost konstrukce se zvýší 2-3krát. V důsledku toho musí být šachta při ponoření naplněna vodou. Ale aby posádka při výstupu na povrch komoru opustila, musí být šachta zbavena vody. Zde potřebujete zásobu stlačeného vzduchu a zařízení, které by umožnilo minu ve správný čas vyhodit. V batyskafu FNRS-2 nemohla posádka opustit batysféru bez vnější pomoci. Tento nedostatek byl u FNRS-3 odstraněn. Design batyskafu však, jak vidíme, nebyl vůbec zjednodušen. Na palubě je také umístěno energetické zařízení a řada pomocných zařízení. Je pozoruhodné, že vrtule (vrtule) batyskafu je umístěna v přídi blízko středu batyskafu. Toto uspořádání samozřejmě není nejlepší z hlediska účinnosti lodních šroubů. S největší pravděpodobností je to diktováno přáním snížit vzdálenost od zdroje energie k elektromotoru a od motoru k vrtulím.
Bezpečnost při ponoru zajišťuje vodicí lano, hydroakustický lokátor (echolot), výkonné reflektory a speciální zařízení, které určuje rychlost ponoru a umožňuje tuto rychlost regulovat.
Bezpečnost výstupu ponorkou je velmi pečlivě promyšlená. Existuje řada na sobě nezávislých systémů, z nichž každý umožňuje batyskafu vystoupit z hlubin: 1) svržení hydraulické kapky o hmotnosti 150 kg; 2) shození baterií o hmotnosti cca 600 kg; 3) shození spotřebního balastu (olověný brok), jehož rezerva na začátku ponoru je asi 8 tun; 4) vysypání 2 tun nouzové zátěže; 5) proplachování vertikální šachty, což vytváří další vztlak batyskafu.
Pokud navíc nikdo z členů posádky z toho či onoho důvodu není schopen aktivovat zařízení, která řídí výstup, speciální hodinový mechanismus v určený čas vypne elektromagnety držící zátěž a batyskaf vyplave na hladinu. .
Všechny výše uvedené systémy jsou ovládány elektricky. Existuje však možnost poškození napájení systémů nebo přerušení vodičů. V tomto případě se nouzový předřadník resetuje automaticky.
Pro zamezení možnosti náhodného střetu se dnem a jinými překážkami je zde těžký hydrrop, jehož hmotnost je navržena tak, aby se ponoření batyskafu zastavilo a ten se zastavil ve vzdálenosti 1 až 3 m ode dna. . Přístup ke dnu může pozorovatel vidět vizuálně. Aby toho bylo dosaženo, je okénko vhodně umístěno a reflektory směřují dolů. Než se vodicí lano dotkne země a než pozorovatel spatří dno, ohlásí echolot vzdálenost ke dnu. Další akustické zařízení, podobné echolotu, měří vzdálenost k povrchu; toto stejné měření je duplikováno jiným zařízením - hloubkoměrem.
Kromě echolotů, které měří vertikální vzdálenosti, je batyskaf vybaven dalším akustickým sonarovým zařízením, které umožňuje měřit vzdálenost a určit směr k jakémukoli předmětu, který se objeví před batyskafem pohybujícím se pod vodou.
Rychlost klesání nebo stoupání určuje vertikální rychloměr. Izolace vnějšího elektrického obvodu a utěsnění osvětlení a jiných elektrických venkovních zařízení je technicky složitý problém. Pro osvětlení hlubin je instalováno 5 reflektorů. Příď a záď jsou navrženy hlavně pro zajištění bezpečnosti před srážkou, když se batyskaf potápí. Pro vědecká pozorování a pro fotografování a filmování se používají tři (2000 watt) reflektory instalované v blízkosti okénka. Kromě běžných reflektorů je instalována elektrická záblesková lampa, jejíž provoz je synchronizován se závěrkou fotoaparátu. Vnitřní osvětlení batysféry je napájeno dvěma nezávislými okruhy. Horizontální pohyb batyskafu uskutečňují dvě vratné vrtule, jejichž rotaci zajišťují elektromotory. Podvodní „vzducholoď“ přirozeně nevyvíjí vysokou rychlost. Je schopen horizontálního pohybu rychlostí pouze asi 1 uzel (1,5-2 km/h).
Příprava ponorky pro potápění začíná v přístavu umístěném co nejblíže místu potápění. Před spuštěním je zkontrolována činnost všech kontrolních mechanismů.
Zařízení je připevněno k výložníku jeřábu pomocí speciálního vybavení a spuštěno do vody. Poté po spuštění začnou plnit 6 přihrádek vztlakové komory benzínem. Musí se plnit současně, aby nedošlo k přetížení stěn přihrádek. Dokud není stavidlo zaplněno vodou, zůstává batyskaf nadnášen.
Pro potápění si vyberte den s klidným počasím; to samozřejmě značně omezuje práci. Jemné tělo vztlakové komory by nemělo být vystaveno nárazům ani malých vln.
Batyskaf, plně připravený k práci, je odtažen na místo ponoru. Zde jej znovu zkoumají potápěči. Posádka zaujímá jejich místa. S doprovodnou lodí je navázáno rádiové spojení, které platí do ponoru vozidla. Ponor začíná naplněním stavidlové šachty vodou. Po přijetí asi čtyř tun vody se ponorka začne potápět. Jak se pohybujete dolů, rychlost klesání klesá, zatímco hustota vody pod ní roste v důsledku poklesu teploty a zvýšení salinity. Zvýšení hustoty mořské vody v důsledku zvyšujícího se tlaku neovlivňuje rychlost potápění batyskafu, protože hustota benzínu se také zvyšuje téměř o stejnou hodnotu. Vliv poklesu teploty se časem snižuje v důsledku postupného ochlazování benzínu ve vztlakové komoře a zvyšování jeho hustoty.
Zvýšení slanosti s hloubkou a snížení teploty (ochlazení benzínu ve vztlakové komoře nastává mnohem pomaleji než pokles teploty vody) vede k tomu, že rychlost ponoření se postupně snižuje a nakonec, ponor se úplně zastaví. Pro pokračování sestupu musí hydronauti vypustit část benzínu přes speciální ventil. Jak se přibližujete ke dnu, rychlost ponoru se snižuje. Toho je dosaženo vysypáním malého množství balastu.
Těžká vodicí provaz narazí na dno jako první. Přirozeně se vztlak batyskafu zvýší a ponor se zastaví.
Během ponoru se pozorování provádějí přes okénko. Je jasné, že hydronauti, a to jsou jen dva, jsou pracovně velmi vytížení. Je nutné řídit sestup, udržovat spojení s doprovodnou lodí pomocí hydroakustického zařízení, sledovat přiblížení dna, sledovat činnost zařízení na čištění vzduchu, provádět pozorování, fotografovat. Nesmíme zapomínat, že nervový systém hydronautů je velmi napjatý: vždyť i ten nejzkušenější průzkumník hlubin má za sebou jen pár ponorů a vědomí, že jste ve dvoumetrovém železném pouzdře v hloubce kde se tlak rovná stovkám kilogramů na každý čtvereční centimetr, vůbec nesnižuje napětí.
Po dosažení dna mají hlubinní průzkumníci příležitost provést krátké plavání podél něj a zapnout elektromotory, které pohánějí vrtule batyskafu.
Po ukončení práce se předřadník resetuje. Začíná stoupání. Pozorování samozřejmě nekončí. Nakonec ponorka dosáhla hladiny. Hydronauti ale zatím nemají možnost opustit batysféru – šachta vedoucí na palubu je naplněna vodou. Hřídel je vyfouknuta stlačeným vzduchem. Teprve poté můžete začít otevírat kryt vstupního poklopu a navázat spojení s doprovodnou lodí. Pokud není vizuální komunikace z důvodu dosahu možná, zapněte rádiový vysílač. Na hladině je ponorka celkem bezmocná. I když se při ponoru nevyčerpá rezerva elektřiny, pak i v tomto případě dokáže ujet maximálně 10-15 km rychlostí 2 km/h. Jinými slovy, dokud zásobovací loď nevezme batyskaf do vleku, je to hračka mořských proudů a vln.
Zpočátku byl Terst vybaven velmi skromně. Neměl externí kameru ani řadu ovládacích a navigačních zařízení. Také tam bylo málo vědeckého vybavení. Teprve v roce 1955 na něj byl instalován malý echolot a podvodní reflektory.
V roce 1954 byly práce na Terstu zahájeny až na podzim. Počasí dlouho neumožňovalo ponorku vynést na otevřené moře, aby se dostala do velkých hloubek. Proto bylo v roce 1954 v Neapolském zálivu provedeno pouze 8 mělkých ponorů do hloubek nepřesahujících 150 metrů. Na sestupech se podílelo mnoho badatelů a zejména švédských vědců - zoolog P. Tarden, biolog M. Kobr a A. Pollini - italský geolog z Milánské univerzity, který odebral několik vzorků půdy ze dna. Zařízení v těchto ponorech pilotoval syn Auguste Piccarda, Jacques Piccard.
Ponory byly provedeny bez pomoci echolotu. To ztěžovalo včasnou přípravu na „přistání“ na dně moře. Hydronauti nedokázali včas zpomalit klesání batyskafu, postupně vyleptali výstřely z balastních nádrží, aby se hydraulickým řetězem snadno dotkli dna. V důsledku toho se batysféra dvakrát ponořila do viskózního bahna mořského dna. Kromě prudkého zhoršení viditelnosti z oken to hrozilo vážnějšími potížemi: batyskaf se mohl zaseknout na dně a nemohl shodit balast. Později instalovaný echolot na Trieste umožnil předem snížit rychlost potápění a tím poskytnout možnost pomocí vodícího ramene nainstalovat zařízení v zavěšeném stavu několik metrů ode dna.
V roce 1955 nebyly provedeny žádné ponory kvůli finančním komplikacím a v roce 1956 bylo uskutečněno 7 ponorů s J. Picardem jako pilotem: 3 mělké a 4 hluboké (620, 1100 a 3700 m). Toho posledního se zúčastnil jako vědecký pozorovatel A. Pollini.
Všechny hlubinné ponory byly prováděny bez biologů, takže pozorování živých organismů prováděná laiky nebyla tak přesná a úplná jako při spouštění V. Beebe. Život v hlubinách v oblasti těchto ponorů se ale ukázal být nesrovnatelně chudší než u Bermud, kde se potápěl Beebe. Moře se chvílemi zdálo téměř úplně bez života. Středozemní moře východně od Španělska má 8krát menší organickou produktivitu než Atlantský oceán západně od Pyrenejského poloostrova.
Při ponorech v roce 1956 do hloubek 1100, 2000 a 3700 m však byla na některých horizontech zaznamenána značná hustota života. Mezi hloubkami 500 až 900 m procházel batyskaf zónami, ve kterých byly oknem současně vidět stovky pláštěnců (salpů). Jsou téměř zcela průhledné a lze je vidět pouze při vypnutém reflektoru v důsledku vnitřního blikání bílého zářivkového světla. Kromě salpů se ve středních hloubkách nacházely i další organismy: medúzy, sifonofory, křídlatci a kdysi byla potkána i malá bezbarvá kreveta dlouhá 3 cm.
Při všech hlubinných sestupech, s výjimkou horních vrstev moře, nebyly vidět žádné ryby. Pouze dvakrát se v zorném poli pozorovatele objevily brilantní, luminiscenční pohybující se stopy, které lze pravděpodobně připsat hluboko usazeným rybám.
Během relativně mělkých poklesů Picard pozoroval velké množství rozptýlených částic, některé z nich jsou v suspenzi (živý zooplankton) a některé padají jako sediment na dno (mrtvoly mrtvých mikroskopických zvířat - organický detritus). V malých hloubkách, kam ještě proniká rozptýlené sluneční světlo, jsou tyto částice neviditelné. Ale ve velkých hloubkách v úplné tmě, v paprscích reflektoru, se stávají rozlišitelnými, jako prach v místnosti viditelný v paprsku slunce.
Picardova pozorování mořského dna z batyskafu Trieste poskytla oceánografům cenné informace. Při ponorech, kdy hloubka oceánu nepřesáhla 100 m, často viděl na dně velké i malé díry a kopce, připomínající červí díry. Jsou to útočiště pro ryby, kraby a další tvory žijící na dně, souhrnně nazývané bentos. Někdy bylo vidět, jak vcházejí do těchto děr a vycházejí z nich, rozrušeni vypuštěným balastním výstřelem. Takové nory a mohyly nebyly ve velkých hloubkách pozorovány.
Obvykle se potápěli na měkké a ploché dno, ale poblíž ostrova Capri si často museli vybrat místo „přistání“, protože narazili na tvrdé, někdy kamenité dno, kde byly patrné silné proudy. Několikrát po ponoru byl batyskaf unášen proudem po dně rychlostí přibližně 1 uzel. K zastavení bylo nutné vypustit určité množství benzínu, aby se batyskaf pevněji přitlačil ke dnu.
Účast geologa A. Polliniho určila geologické zaměření terstské studie. Vodní sloupec se obvykle prohnal rychle, ale pozorování na dně trvalo hodiny. Batyskaf byl vybaven speciálním zařízením na odebírání malých vzorků půdy a Pollini je sbíral všude, kde to bylo možné. Bylo zjištěno, že viskózní bahno má v některých oblastech velkou pohyblivost: jakmile bylo z batyskafu shozeno několik desítek kilogramů balastních broků, lavinový oblak bahna se zvedl ze dna poměrně rychle do výšky několika metrů a obalil se. batyskaf.
Na Terstu nebyly instalovány žádné speciální měřiče proudu, ale spodní proudy lze měřit poměrně přesně. V tomto případě je batyskaf sám jako „plovák“ plující s proudem. Pozorovatel může pouze označit bod na dně a určit svůj pohyb vůči němu. Pokud batyskaf stojí na hydraulické kapce na dně a plavou kolem něj suspendované částice, jsou unášeny proudem. Ale během všech ponorů do hloubky více než 1000 m nebyly detekovány žádné proudy: voda se zdála být zcela nehybná. Z těchto Picardových pozorování však nelze vyvodit závěr, že ve všech oblastech Středozemního moře nejsou žádné proudy ve velkých hloubkách. V tomto moři se ve velkých hloubkách nacházejí slabé proudy o rychlosti 5-6 cm za sekundu. Nejčastěji k tomu dochází v hlubokých úžinách. Jak uvidíme později, na batyskafu FNRS-3 jsme v hloubce 2000 m u Toulonu pozorovali výrazný proud.
Picard také provedl pozorování průhlednosti mořské vody. Jak víte, Středozemní moře je vodní útvar s výjimečně čistou a čistou vodou. Jedním z hlavních důvodů je chudoba jeho organického života. Neobvyklá čistota a průhlednost vod dává jedinečnou tmavě modrou barvu charakteristickou pro Středozemní moře.
Viditelnost předmětů pod vodou bez umělého osvětlení je dána rozptýleným slunečním zářením pronikajícím do hloubky. Piccard pozoroval okénkem snížení viditelnosti jedné z balastních nádrží, natřené na bílo: úplně splynula s černým pozadím až v hloubce asi 600 m Průzračnost spodních vod dokládá skutečnost, že ve světle z reflektoru bylo dno viditelné na vzdálenost asi 15 m.
Pro Picarda, vystudovaného technika, nebylo pozorování mořského dna a hlubokomořské fauny hlavním úkolem. Jeho myšlenky směřovaly k technickým problémům. Dal si za cíl zkonstruovat spolehlivé hlubokomořské plavidlo, které by mu umožnilo dosáhnout maximálních hloubek Světového oceánu. V tomto ohledu se zaměřuje především na řešení otázek přetížení materiálu a všeho, co může zajistit bezpečnost potápění.
Picard spočítal, že jeho batyskaf vydrží vnější tlak až 1700 atmosfér. I v hloubce 11 000 m tak bude mít jeho batyskaf dostatečnou rezervu bezpečnosti. Pokračoval ve zdokonalování řídicí technologie a řadu let připravoval batyskaf k dosažení extrémních hloubek (jak známo, maximální hloubka oceánu je o něco více než 11 000 m).
O. Picard jako matematik vyloučil náhodu a byl si jistý úspěchem. Když byl jednoho dne v souvislosti s ponorem do 3150 m dotázán, zda má nějaké obavy, že jeho pokus nevyjde, odpověděl:
„Matematika se nikdy nemýlí. Moje cesta do hloubky 3150 metrů byla bezpečná. Co by se nám mohlo stát? Zemětřesení, meteority, bouře... Nic nemůže proniknout do našeho sídla věčného ticha. Mořské příšery? já na ně nevěřím. Ale i kdyby existovali a zaútočili na nás, nebyli by schopni udělat nic jiného, než si vylámat zuby o ocelový plášť naší lodi. A kdyby nás na dně moře chtěla svými chapadly držet obrovská chobotnice, vytvořili bychom zvedací sílu deset tun – nebojíme se žádných chapadel. Moje cesta pod vodou byla tedy bezpečná. Pro mě je po ponoru mnohem nebezpečnější vylézt z malého člunu na loď po bouřkovém žebříku na silném moři.“
Ale následovala další otázka: "Pokud batyskaf spadne pod skalní římsu, co uděláte?" Picard pokrčil rameny: "Ano, pak... pak budeš muset zůstat dole, pokud se nestihneš včas osvobodit otočením vrtule."
Vědec měl samozřejmě docela jasnou představu o stupni „bezpečnosti“ potápění v ponorce. Jak ukázaly sestupy francouzského aparátu FNRS-3, nebezpečí pádu pod římsu podvodní skály se ukázalo jako ne tak iluzorní. A kromě toho na odvážné průkopníky hlubinného potápění na dně moře čekají další nepředvídaná nebezpečí a nehody, jako jsou silné sesuvy půdy a laviny měkkého bahna valící se po strmých svazích podvodních kaňonů a mnoho dalších neznámých.
Některá z těchto překvapení musela potkat i Terst.
Jak již bylo zmíněno, přepracování batyskafu FNRS-2 začalo počátkem roku 1949. Bylo rozhodnuto ponechat batyskafovou kouli nedotčenou a kompletně vyměnit plášť vztlakového trupu, který propadl při zkoušce na podzim 1948 u Dakaru . Přestavba probíhala velmi pomalu: teprve v říjnu 1950 byla uzavřena dohoda mezi Francií a Belgií o vybudování nového batyskafového tělesa kolem staré koule FNRS-2. Během roku 1951 poskytoval profesor Picard potřebné konzultace při stavbě FNRS-3, ale od roku 1952 věnoval svou hlavní pozornost Terstu.
Hlavní práce na stavbě FNRS-5, stejně jako Terstu, byly provedeny v roce 1952. Stavba obou lodí byla dokončena téměř současně - FNRS-3 - v květnu, Terst - v červenci 1953.
Dne 6. srpna 1953 na batyskafu FNRS-3 sestoupili poručík-velitel Uau a poručík-inženýr Wilm, důstojníci francouzského námořnictva, do hloubky 750 m.
12. srpna 1953 se Uo a William potopili poblíž mysu Kepet do hloubky 1550 m a 14. srpna - do hloubky 2100 m při posledním ponoru selhal echolot a bez něj výzkumníci ne troufnout si klesnout na dno v bezprostřední blízkosti skalnatého mysu.
Po zkušebních ponorech bylo rozhodnuto o přesunu do Dakaru, abychom tam udělali rekordní ponor do 4000-4500 m Tento sestup byl naplánován na prosinec - leden - nejlepší čas pro dominanci stabilních slabých pasátů. Když se však Uo a Wilm dozvěděli, že se 30. září potopil na Terstu do hloubky 3150 m, hnán senzačním tiskem, byli nuceni pokusit se okamžitě překonat tento rekord ve Středozemním moři. Jejich pokus o rekord z 30. listopadu selhal kvůli selhání ukazatele hladiny vody, který při potopení batyskafu nahradil benzin.
Následně při potápění ve Středozemním moři Uo společně se slavným potápěčem Cousteauem 11. prosince 1953 dosáhl dna v hloubce 1200 m v kaňonu u mysu Kepet u Toulonu. Při svém sestupu pozorovali poměrně hojný život: velmi hustý plankton, krevety, medúzy ve středních hloubkách (200-750 m). Pod 750 m život zchudl a na samém dně, hlouběji než 1000 m, byl zase hojnější. Cousteau zde pozoroval olihně a úplně dole tři velké žraloky, dlouhé asi dva metry, s vypouklýma očima ve tvaru koule.
V lednu 1954 byl FNRS-3 dodán do Dakaru a již 21. ledna provedli Uo a Wilm zkušební ponor do hloubky 750 m, aby zkontrolovali vybavení před rekordním ponorem. Když sestupovali, pozorovali hojný život. Plankton byl možná méně hustý než poblíž Toulonu, ale organismy v něm obsažené byly větší. Uo a Wilm viděli krevety, medúzy a různé ryby. Protože nebyli specialisty, nedokázali mnoho z nich identifikovat. U dna narazili na žraloky dlouhé 1,5–2 m a na dně obřího kraba s krunýřem o průměru 40 cm. Při tomto ponoru byl batyskaf unášen po svahu dna silným spodním proudem rychlostí přibližně 1-2 uzly.
Koncem ledna 1954 byl proveden kontrolní sestup bez lidí do hloubky 4100 m a 14. února se uskutečnil rekordní ponor batyskafu na dno v hloubce 4050 m Uo a Wilm byli v komora. Sestup proběhl 100 km od pobřeží (od Dakaru) a skončil celkem úspěšně. Trvalo to 5 1/2 hodiny, včetně poměrně dlouhého pobytu na dně moře.
Rychlost sestupu a výstupu byla příliš velká na to, aby bylo možné podrobně pozorovat vše, co se dělo mimo batyskaf. Neobvyklá situace nás donutila věnovat větší pozornost všem nástrojům. Pouze ve spodní části bylo možné provést některá nahodilá pozorování. Uo ujišťuje, že spodní půda byla tenký a bílý písek. Zapnul motory a nechal ponorku pohybovat po docela plochém mořském dně. Občas se na písku objevila osamělá květina – mořská sasanka, překvapivě podobná tulipánu. A nakonec, těsně před výstupem, měli vědci to štěstí, že viděli hlubokomořského žraloka s velmi velkou hlavou a obrovskýma očima. Na jasné světlo reflektorů ponorky nijak nereagovala. Pár minut po setkání se žralokem se automaticky vypnuly elektromagnety, které shodily elektrické baterie na dno. To batyskaf odlehčilo o 120 kg a způsobilo jeho rychlé zvednutí.
Všechny dosud provedené ponory FNRS-3 byly zkušebního charakteru a byly zaměřeny na prověření spolehlivosti zařízení, provázanosti práce jeho jednotlivých částí a získání zkušeností posádkou. S rekordním ponorem ale éra testování skončila. "Ode dneška patří ponorka do vědy," řekl Uo po tomto sestupu. A skutečně, od té doby se sestupů spolu s pilotem téměř vždy účastnil i vědec, nejčastěji biolog.
Již v dubnu 1954 provedl Uo dva sestupy ke dnu u Dakaru společně s biologem Théodorem Monodem a 16. května téhož roku se FNRS-3 vrátil zpět do Toulonu, kde od července do září uskutečnil 10 ponorů. 5 z nich bylo na dně, do hloubky 2100-2300 m Při jednom z těchto sestupů přistál Uo na hraně kolmého útesu. Uo se bál, že útes může být okrajem úzké trhliny, ve které by mohl být batyskaf zaklíněný. Ne bez bázně uvedl vrtuli do pohybu, přiblížil se k okraji útesu a pokračoval v sestupu podél zcela svislé stěny. Výška zdi dosahovala 20 m.
V následujících letech FNRS-3 pokračovala v pravidelných hlubinných ponorech. Během 4 let na něm bylo uskutečněno 59 ponorů, z toho 26 s biology. V roce 1955 byl batyskaf vystaven na výstavě v Paříži a v roce 1956 znovu prozkoumal hlubiny Atlantského oceánu u pobřeží Portugalska.
V roce 1958 si FNRS-3 pronajalo Japonsko pro výzkum v severním Tichém oceánu. V srpnu - září 1958 provedl batyskaf 9 ponorů na východ od Japonských ostrovů, přičemž nejhlubší byl až 3000 m. V této hloubce vědci pohybem narušeného bahna a planktonu vzhledem ke dnu zjistili přítomnost spodní proud. Rychlost toku byla asi 2 cm za sekundu.
Jinde, v hloubce 2800 m, byly studovány účinky sopečné činnosti. Bylo zde objeveno velké množství velkých úlomků hornin (až 1,5 m) s čerstvou puklinovou plochou. Někdy byly na zemi zaznamenány stopy pohybu těchto fragmentů. A v této hloubce byl zaznamenán spodní proud.
V hloubce asi 500 m vědci objevili vrstvu skoku teploty vody. V této hloubce teplota prudce klesá z 15 na 4-5°. Skoková vrstva odděluje horní teplou vodu Kuro Sivo od spodní studené vody Oya Sivo. Ve vrstvě se nahromadily hlubokomořské medúzy a korýši, ale žádné ryby tam nebyly. Co se týče hojnosti života ve velkých hloubkách, Tichý oceán dokonce předčí Atlantský oceán a Středozemní moře.
Výzkum FNRS-3 přinesl mnoho nových věd. Biologům v podstatě otevřeli svět hlubin, geologům ukázali přirozené mořské dno a oceánografům sdělili mnoho cenných pozorování.
Uo jasně a přesně popsal dosud neznámý jev – podvodní laviny: „Častý a bohužel nebezpečný jev, který znepokojuje potápěče v kaňonech: podvodní laviny. Kontakt batyskafu nebo jeho hydraulického řetězu se stěnou kaňonu nebo dokonce uvolnění několika liber balastu odděluje malé shluky bahna. Vlivem vlastní gravitace se začnou kutálet ze svahu. Současně se oddělují další hrudky a při růstu tvoří lavinu. Nad mořským dnem se objevuje obrovský tmavý mrak. Pak se ocitneme ponořeni do takové tmy, že naše světlomety ji nedokážou prorazit, a můžeme jen čekat, až se vířící mraky prořídnou. Pokud je mořský proud slabý, bude to trvat 15 minut nebo dokonce půl hodiny.
Jedna lavina byla tak silná, že se mrak neuvolnil ani po hodině. Rozhodli jsme se opustit dno a dostat se z narušené oblasti. K dosažení čisté vody bylo nutné vystoupat přibližně 1000 stop (300 m).
Waugh se domnívá, že jedním z objevů FNRS-3 je detekce velmi silných proudů ve velkých hloubkách. Je pravda, že žádná přístrojová měření rychlosti těchto proudů nebyla provedena, protože na batyskaf ještě nebylo možné nainstalovat dostatečně spolehlivé měřiče proudu. Ale pozorování plovoucích suspendovaných částic kolem stojícího batyskafu umožnilo přibližně určit sílu proudu a pomocí kompasu jeho směr. Současná rychlost v některých místech dosahovala 1-2 uzlů (2-3 1/2 km za hodinu).
Zvláště cenné jsou pozorování živých organismů v jejich přirozeném prostředí. Řada takových pozorování je ve vědě považována za objevy. Tak se věřilo, že vysoce protáhlé pánevní a ocasní ploutve hlubinných ryb benthosaura slouží jako orgány dotyku. Po výzkumu provedeném z batyskafu vyšlo najevo, že tyto „ploutve“ používají ryby jako „nohy“. Uo je nikdy neviděl v jiné poloze než na obrázku.
Byla učiněna zajímavá pozorování ohledně chování krevet. Pod vlivem reflektorů se velmi vzrušili a shromáždili se v tak husté mase, že někdy bylo nutné přerušit práci a vrátit se na povrch z důvodu naprosté nemožnosti jakýchkoliv pozorování. Blízko dna se vysokou rychlostí ponoří dolů, dotknou se dna, zanechají na něm otisky a vrátí se zase nahoru. Velké krevety úžasně čisté růžové barvy se chovají klidněji.
Batyskaf umožnil zjistit přítomnost velkých zvířat na dně hlubokého moře (žraloci v hloubce 4050 m u Dakaru). Během sestupu byly objeveny nové, vědě dosud neznámé druhy ryb. Uova pozorování chování obyvatel hlubinných moří ho vedlo k odhadu, že mnoho hlubinných živočichů je s největší pravděpodobností slepých (benthosaurus, někteří rejnoci, možná hlubinní žraloci). Ale zároveň mají jakési lokalizační instalace, to znamená, že mají speciální aparát jako citlivý orgán netopýra, který jim umožňuje dovedně se vyhýbat překážkám při plavání naslepo. Uo učinil tento závěr tím, že si všiml, že ryby vůbec necítí mocné světlo světlometů, ale přitom volně obcházejí všechno, i ty nejmenší překážky na dně moře.
Bathyskaf „Trieste“ získaly USA v roce 1959. V továrnách Krupp pro něj byla vyrobena nová utěsněná komora s batysférou, navržená tak, aby dosáhla extrémních hloubek oceánu. Na něm, 15. listopadu 1959 v Mariánském příkopu, nedaleko ostrova. Guam, hlubokomořský ponor byl proveden do hloubky 5 670 m (18 600 stop). Loď obsahovala: syna Augusta Picarda, Jacquese Picarda a Američana A. Regnitouera. Byla získána fotografie dna.
Dne 9. ledna 1960 se ve stejné oblasti potopil Terst do hloubky 7 320 m (24 000 stop) a 23. ledna J. Picard a jeho asistent, Američan Dan Walsh, dosáhli dna v nejhlubším místě. Mariánský příkop. Terstské přístroje zaznamenaly hloubku 6 300 sáhů (11 520 m). Po zavedení korekcí se však skutečná hloubka ponoru ukázala na 10 919 m.
Spuštění batyskafu do maximální hloubky předcházela pečlivá příprava: zkontrolovalo se vybavení a síla každého čtverečního centimetru jeho trupu. 3 dny před sestupem byla provedena důkladná sondáž Marianského příkopu z pomocného plavidla Lewis. Abychom dosáhli přesnějších výsledků měření, museli jsme se uchýlit k výbuchům na dně oceánu. Celkem bylo provedeno více než 300 explozí trinitrotoluenových náloží.
Bod plánovaný pro ponor batyskafu byl 200 námořních mil jihozápadně od ostrova Guam. Místo ponoru bylo zaznamenáno umístěním plovoucího rádiového vysílače, který periodicky vysílal rádiové signály. Kromě toho byly v oblasti sestupu rozptýleny dýmovnice a sáčky s barvivem (fluorescein), které barvily mořskou vodu jasně zeleně. Ponor začal ve středu tohoto místa. Operaci podporovaly pomocné lodě Wondek a Lewis pod vedením Dr. Andrease Regnithuera.
Sestup pokračoval bezpečně, až na dočasnou ztrátu spojení s mateřskou lodí. Je zvláštní, že ke ztrátě komunikace (akustické) došlo jak při sestupu, tak při výstupu ve stejné hloubce, rovnající se 3900 m.
Ve velkých hloubkách se zařízení velmi ochladilo. V gondole se nahromadila vlhkost z dýchání, takže Picardovo a Walshovo oblečení brzy zvlhlo.
Vědci se z ponorky vynořili úplně mokří. Třásli se zimou, protože teplota v batysféře se téměř rovnala teplotě hlubokých vrstev oceánu (asi 2-3 °C).
Sestup Terstu trval 4 hodiny 48 minut a výstup 3 hodiny 17 minut. Ponorka zůstala na dně 30 minut.
Během sestupu i výstupu byli vědci ve světle silných světlometů schopni odhalit obyvatele oceánských hlubin. Život byl všude, až na dno. V povrchových vrstvách oceánu bylo skrz průzor vidět bílá těla žraloků, ve středních vrstvách převládaly krevety a plankton, ve světle vnějšího reflektoru; zvíře stříbrné barvy, podobné platýsovi, asi 30 cm dlouhé a zcela ploché s vypouklýma očima v horní části hlavy. Zvíře se pohybovalo po dně, přibližovalo se k ponorce a vůbec se nebálo reflektorů. Dalším živým organismem byla obří kreveta (asi 30 cm dlouhá), která klidně plavala dva metry ode dna prohlubně.
Nalezení ryb a krevet v tak obrovské hloubce se zdá být velkým vědeckým objevem, protože donedávna byly ryby nalezeny až do 7200 m a krevety pouze do 5000 m.
Sestup Picarda a Walshe na dno nejhlubší deprese Světového oceánu prokázal plnou možnost dlouhodobého pobytu člověka v největších hloubkách oceánu v autonomním vozidle. Lidstvu se tak otevírají lákavé vyhlídky na průzkum a průmyslové využití nerostného bohatství oceánského dna. Je možné, že batyskaf bude široce používán při hlubinných vrtných operacích, zejména při realizaci tzv. „projektu Moho“, který zahrnuje vrty přes vrstvu dnových sedimentů o tloušťce asi 1 km a přes zemský povrch. kůra, dosahující pouze 5-8 metrů pod dno oceánu km (podzemí její mocnost je 30-40 km). Předpokládá se, že tyto vrtné operace budou prováděny na otevřeném oceánu z kotvící lodi.
Batyskaf je důležitým prostředkem moderního oceánografického výzkumu. Umožňuje vám pozorovat život v hlubinách, získat představu o topografii mořského dna s detaily jeho reliéfu, jako jsou malé díry, díry, pahorky, středně velké hřebeny a jakoby sastrugi na mořském dně. . Jsou příliš velké na to, aby je zachytila kamera, ale příliš malé na to, aby je detekovala páska echolotu. Kromě toho se při hlubinném potápění měří spodní proudy, selektivně se odebírají vzorky půdy s vizuální kontrolou tohoto procesu, měří se gravitace na dně hlubokého moře, studují se podmínky šíření zvuku v mořském prostředí, mnohem, mnohem víc.
Není divu, že designéři v řadě zemí pracují na vylepšení batyskafu. V USA byla v roce 1959 dokončena stavba batyskafu Setase. Jeho konstruktér, inženýr Edmund Martin, zohlednil zkušenosti z výstavby a provozu Terstu a FNRS-3. Především dosáhl velké nezávislosti aparátu na mateřské lodi. Batyskaf je vybaven dvěma dieselovými motory, které poskytují povrchovou rychlost až 10 uzlů. Plavidlo má rezervu nafty na 160 hodin, což plavidlu umožňuje samostatně cestovat 1 600 námořních mil (3 000 km). Pod vodou může ponorka při použití baterie urazit 40 mil (72 km) rychlostí 7 uzlů (13 km/h).
Dalším rysem Setase je jeho poměrně početná posádka. Do kabiny se pohodlně vejde 5 osob (včetně kameramana a fotografa). Celková hmotnost batyskafu ve vzduchu je 53 tun, délka lehkého trupu je 13 m. Odhadovaná hloubka ponoru je 6 km.
Na Zemi je mnohem více míst, o kterých víme méně než o obrovských rozlohách vesmíru. Mluvíme především o nedobytných hloubkách vody. Podle vědců věda ještě vlastně nezačala zkoumat záhadný život na dně oceánů, veškerý výzkum je na začátku cesty.
Rok od roku přibývá odvážlivců, kteří jsou připraveni provést nový rekordní hlubinný ponor. V předloženém materiálu bych chtěl mluvit o plavání bez vybavení, s potápěčským vybavením as pomocí batyskafů, které vešlo do historie.
Nejhlubší lidský ponor
Dlouhou dobu držel rekord ve freedivingu francouzský atlet Loïc Leferme. V roce 2002 se mu podařilo provést hlubokomořský ponor do 162 metrů. Mnoho potápěčů se pokusilo tento ukazatel zlepšit, ale zemřeli v hlubinách moře. V roce 2004 se sám Leferm stal obětí své vlastní ješitnosti. Při tréninkovém plavání v oceánském příkopu Villefranche-sur-Mer se ponořil do 171 metrů. Atletovi se však nepodařilo vystoupit na hladinu.
Nejnovější rekordní hloubkový ponor provedl rakouský freediver Herbert Nitzsch. Podařilo se mu klesnout do 214 metrů bez kyslíkové nádrže. Úspěch Loïca Leferma je tedy minulostí.
Rekordní hlubinný ponor pro ženy
Francouzská atletka Audrey Mestre vytvořila několik rekordů mezi ženami. 29. května 1997 se ponořila až 80 metrů na jeden zádrž dechu, bez vzduchové nádrže. O rok později Audrey překonala svůj vlastní rekord, když sestoupila 115 metrů do hlubin moře. V roce 2001 se sportovec ponořil až 130 metrů. Tento rekord, který má mezi ženami světové postavení, je Audrey přiřazen dodnes.
12. října 2002 udělala Mestre svůj poslední pokus v životě, ponořila se bez vybavení do 171 metrů od pobřeží Dominikánské republiky. Sportovec používal pouze speciální zátěž, bez kyslíkových lahví. Výtah měl být proveden pomocí vzduchové kupole. Poslední jmenovaný se však ukázal jako nenaplněný. 8 minut po zahájení hlubinného ponoru bylo tělo Audrey vyneseno na povrch potápěči. Oficiální příčinou smrti sportovce byly problémy s vybavením pro zvedání na povrch.
Rekordní potápění
Nyní si povíme něco o hloubkovém potápění. Nejvýznamnější z nich provedl francouzský potápěč Pascal Bernabe. V létě 2005 se mu podařilo sestoupit 330 metrů do mořských hlubin. I když se původně plánovalo zdolat hloubku 320 metrů. Tak významný rekord byl dosažen v důsledku malého incidentu. Při sestupu se Pascalovo lano natáhlo, což mu umožnilo uplavat dalších 10 metrů do hloubky.
Potápěči se podařilo úspěšně vystoupat na hladinu. Výstup trval dlouhých 9 hodin. Důvodem tak pomalého vzestupu bylo vysoké riziko rozvoje, které by mohlo vést k zástavě dechu a poškození cév. Stojí za zmínku, že k vytvoření rekordu musel Pascal Bernabe strávit celé 3 roky neustálým tréninkem.
Záznam ponoru v ponorce
23. ledna 1960 vědci Donald Walsh a Jacques Piccard vytvořili rekord v potápění na dno oceánu v pilotovaném vozidle. Na palubě malé ponorky Trieste se vědci dostali na dno v hloubce 10 898 metrů.
Nejhlubšího ponoru v ponorce s lidskou posádkou bylo dosaženo díky konstrukci Deepsea Challengeru, která konstruktérům zabrala dlouhých 8 let. Tato miniponorka je proudnicová kapsle o hmotnosti více než 10 tun a tloušťce stěny 6,4 cm Je pozoruhodné, že před uvedením do provozu byl batyskaf několikrát testován tlakem 1160 atmosfér, což je vyšší než tlak. tlak, který měl působit na stěny zařízení na dně oceánu.
V roce 2012 slavný americký filmový režisér James Cameron, pilotující miniponorku Deepsea Challenger, pokořil dosavadní rekord zařízení Terst a ještě ho vylepšil ponořením se 11 km do Mariinského příkopu.
Žijeme na planetě s vodou, ale pozemské oceány známe hůře než některá vesmírná tělesa. Více než polovina povrchu Marsu byla zmapována s rozlišením asi 20 m - a pouze 10-15 % dna oceánu bylo studováno s rozlišením alespoň 100 m. Na Měsíci bylo 12 lidí, tři byli na dně Mariánského příkopu a všichni se neodvážili vystrčit nos z těžkých batyskafů.
Pojďme se ponořit
Hlavním problémem ve vývoji světového oceánu je tlak: na každých 10 m hloubky se zvyšuje o další atmosféru. Když počet dosáhne tisíců metrů a stovek atmosfér, všechno se změní. Kapaliny proudí jinak, plyny se chovají nezvykle... Zařízení schopná odolat těmto podmínkám zůstávají kusými výrobky a na takový tlak nejsou konstruovány ani nejmodernější ponorky. Maximální hloubka ponoru nejnovějších jaderných ponorek Project 955 Borei je pouze 480 m.
Potápěči klesající stovky metrů se s úctou nazývají aquanauti a srovnávají je s vesmírnými průzkumníky. Ale propast moří je svým způsobem nebezpečnější než vakuum vesmíru. Pokud se něco stane, posádka pracující na ISS se bude moci přesunout na zakotvenou loď a za pár hodin bude na povrchu Země. Tato trasa je pro potápěče uzavřena: evakuace z hlubin může trvat týdny. A tuto dobu nelze za žádných okolností zkrátit.
Existuje však alternativní cesta do hloubky. Místo vytváření stále odolnějších trupů tam můžete poslat... živé potápěče. Záznam tlaku, který testery v laboratoři vydržely, je téměř dvojnásobný oproti schopnostem ponorek. Není zde nic neuvěřitelného: buňky všech živých organismů jsou naplněny stejnou vodou, která volně přenáší tlak do všech stran.
Články neodolávají vodnímu sloupci, jako pevné trupy ponorek kompenzují vnější tlak vnitřními. Ne nadarmo se obyvatelé „černých kuřáků“, včetně škrkavek a krevet, cítí skvěle v mnoha kilometrech hluboko na dně oceánu. Některé druhy bakterií docela dobře odolávají i tisícům atmosfér. Člověk zde není výjimkou – rozdíl je pouze v tom, že potřebuje vzduch.
Pod povrchem
Kyslík Dýchací trubice vyrobené z rákosu znali mohykáni z Fenimore Cooper. Dnes jsou duté stonky rostlin nahrazeny plastovými trubičkami, „anatomicky tvarovanými“ a s pohodlnými náustky. To je však neučinilo efektivnějšími: zákony fyziky a biologie zasahují.
Již v metrové hloubce stoupne tlak na hrudník na 1,1 atm – k samotnému vzduchu se přidá 0,1 atm vodního sloupce. Dýchání zde vyžaduje znatelné úsilí mezižeberních svalů a s tím si poradí jen trénovaní sportovci. Přitom ani jejich síla nevydrží dlouho a maximálně v 4-5m hloubce a začátečníci mají potíže s dýcháním i na půl metru. Navíc čím delší trubice, tím více vzduchu obsahuje. „Pracovní“ dechový objem plic je v průměru 500 ml a po každém výdechu zůstává část odpadního vzduchu v trubici. Každý nádech přináší méně kyslíku a více oxidu uhličitého.
Pro přívod čerstvého vzduchu je nutné nucené větrání. Pumpováním plynu pod zvýšeným tlakem můžete ulehčit práci hrudních svalů. Tento přístup se používá již více než století. Ruční pumpy znali potápěči již od 17. století a v polovině 19. století již angličtí stavitelé, kteří stavěli podmořské základy mostních podpěr, pracovali dlouhou dobu v atmosféře stlačeného vzduchu. Pro práci byly použity silnostěnné podvodní komory s otevřeným dnem, ve kterých byl udržován vysoký tlak. Tedy kesony.
Hlouběji než 10 m
Dusík Při práci v samotných kesonech nevznikly žádné problémy. Ale po návratu na povrch se u stavebních dělníků často rozvinuly příznaky, které francouzští fyziologové Paul a Vattel v roce 1854 popsali jako On ne paie qu'en sortant – „odplata na výstupu“. Může to být silné svědění kůže nebo závratě, bolest kloubů a svalů. V nejtěžších případech se vyvinula paralýza, ztráta vědomí a následně smrt.
Chcete-li se dostat do hlubin bez obtíží spojených s extrémním tlakem, můžete použít těžké skafandry. Jedná se o extrémně složité systémy, které vydrží ponoření do stovek metrů a uvnitř udrží pohodlný tlak 1 atm. Pravda, jsou velmi drahé: například cena nedávno představeného skafandru od kanadské společnosti Nuytco Research Ltd. EXOSUIT stojí asi milion dolarů.
Problém je v tom, že množství plynu rozpuštěného v kapalině přímo závisí na tlaku nad ní. To platí i pro vzduch, který obsahuje asi 21 % kyslíku a 78 % dusíku (ostatní plyny – oxid uhličitý, neon, helium, metan, vodík atd. – lze zanedbat: jejich obsah nepřesahuje 1 %). Pokud je kyslík rychle absorbován, pak dusík jednoduše nasytí krev a další tkáně: se zvýšením tlaku o 1 atm se v těle rozpustí další 1 litr dusíku.
Při rychlém poklesu tlaku se začne rychle uvolňovat přebytečný plyn, někdy pění jako otevřená láhev šampaňského. Výsledné puchýře mohou fyzicky deformovat tkáně, blokovat krevní cévy a zbavovat je jejich zásobování krví, což vede k široké škále a často závažných příznaků. Fyziologové naštěstí na tento mechanismus přišli poměrně rychle a již v 90. letech 19. století se dalo dekompresní nemoci předejít postupným a opatrným snižováním tlaku na normál - aby dusík odcházel z těla postupně a krev a další tekutiny se „nevařily“. “.
Na začátku dvacátého století sestavil anglický badatel John Haldane podrobné tabulky s doporučeními pro optimální režimy sestupu a výstupu, komprese a dekomprese. Prostřednictvím experimentů se zvířaty a poté s lidmi - včetně sebe a svých blízkých - Haldane zjistil, že maximální bezpečná hloubka bez nutnosti dekomprese je asi 10 m, a ještě méně pro dlouhý ponor. Návrat z hlubin by měl být prováděn pozvolna a pomalu, aby se dusík uvolnil, ale je lepší sestoupit docela rychle, čímž se zkrátí doba, po kterou se přebytečný plyn dostane do tělesných tkání. Lidem byly odhaleny nové hranice hloubky.
Hlouběji než 40 m
Hélium Boj s hloubkou je jako závod ve zbrojení. Když lidé našli způsob, jak překonat další překážku, udělali ještě několik kroků - a narazili na novou překážku. Po dekompresní nemoci se tedy objevila pohroma, které potápěči téměř s láskou říkají „dusíková veverka“. Faktem je, že za hyperbarických podmínek tento inertní plyn nezačne působit hůře než silný alkohol. Ve 40. letech 20. století zkoumal opojný účinek dusíku další John Haldane, syn „toho jednoho“. Nebezpečné experimenty jeho otce ho vůbec netrápily a pokračoval v drsných experimentech na sobě i na svých kolezích. "Jeden z našich subjektů utrpěl rupturu plic," napsal vědec v časopise, "ale nyní se zotavuje."
Přes veškeré výzkumy nebyl mechanismus intoxikace dusíkem blíže zjištěn – totéž však lze říci o účinku běžného alkoholu. Oba narušují normální přenos signálu na synapsích nervových buněk a možná dokonce mění permeabilitu buněčných membrán a mění procesy výměny iontů na površích neuronů v naprostý chaos. Navenek se oba projevují podobným způsobem. Potápěč, který „chytil dusíkatou veverku“, ztrácí nad sebou kontrolu. Může zpanikařit a přeříznout hadice, nebo se naopak nechat unést vyprávěním vtipů do školy veselých žraloků.
Narkoticky působí i další inertní plyny a čím těžší jsou jejich molekuly, tím menší tlak je potřeba, aby se tento účinek projevil. Například xenon je za normálních podmínek anestetikum, ale lehčí argon je anestetikum pouze v několika atmosférách. Tyto projevy jsou však hluboce individuální a někteří lidé při potápění pociťují intoxikaci dusíkem mnohem dříve než jiní.
Anestetického účinku dusíku se můžete zbavit snížením jeho příjmu do těla. Takto fungují nitroxové dýchací směsi obsahující zvýšený (někdy až 36 %) podíl kyslíku a tím i snížené množství dusíku. Ještě lákavější by bylo přejít na čistý kyslík. To by totiž umožnilo zčtyřnásobit objem dýchacích lahví nebo zčtyřnásobit dobu práce s nimi. Kyslík je však aktivní prvek a při delším vdechování je toxický, zejména pod tlakem.
Čistý kyslík způsobuje intoxikaci a euforii a vede k poškození membrán v buňkách dýchacích cest. Nedostatek volného (redukovaného) hemoglobinu zároveň ztěžuje odstraňování oxidu uhličitého, vede k hyperkapnii a metabolické acidóze, spouštějící fyziologické reakce hypoxie. Člověk se dusí, přestože jeho tělo má kyslíku dostatek. Jak zjistil stejný Haldane Jr., i při tlaku 7 atm můžete dýchat čistý kyslík ne déle než několik minut, po kterých nastanou poruchy dýchání, křeče - vše, čemu se v potápěčském slangu říká krátké slovo „blackout“ .
Kapalné dýchání
Stále polofantastický přístup k dobývání hloubky spočívá v použití látek, které místo vzduchu dokážou převzít dodávku plynů – například náhražka krevní plazmy perftoran. Teoreticky lze plíce naplnit touto namodralou kapalinou a nasytit ji kyslíkem a pumpovat ji pumpami, což umožňuje dýchání bez jakékoli směsi plynů. Tato metoda však zůstává hluboce experimentální, mnozí odborníci ji považují za slepou uličku a například v USA je používání perftoranu oficiálně zakázáno.
Proto je parciální tlak kyslíku při dýchání do hloubky udržován ještě nižší než obvykle a dusík je nahrazen bezpečným a neeuforickým plynem. Lehký vodík by byl vhodnější než ostatní, nebýt jeho výbušnosti ve směsi s kyslíkem. Díky tomu se vodík používá jen zřídka a druhý nejlehčí plyn, helium, se stalo běžnou náhražkou dusíku ve směsi. Na jejím základě se vyrábějí dýchací směsi kyslík-helium nebo kyslík-helium-dusík - helioxy a trimixy.
Hlouběji než 80 m
Komplexní směsi Zde stojí za to říci, že komprese a dekomprese při tlacích desítek a stovek atmosfér trvá dlouho. Natolik, že to dělá práci průmyslových potápěčů – například při údržbě ropných plošin na moři – neefektivní. Čas strávený v hloubce je mnohem kratší než dlouhé sestupy a výstupy. Již půl hodiny na 60 m má za následek více než hodinovou dekompresi. Po půl hodině ve 160 m bude návrat trvat více než 25 hodin – a přesto musí potápěči sestoupit ještě níže.
Proto se pro tyto účely již několik desetiletí používají hlubokomořské tlakové komory. Lidé v nich někdy žijí celé týdny, pracují na směny a vyjíždějí přes vzduchovou komoru ven: tlak dýchací směsi v „obydlí“ je udržován na stejné úrovni jako tlak okolního vodního prostředí. A i když dekomprese při výstupu ze 100 m trvá asi čtyři dny a od 300 m - více než týden, slušná doba práce v hloubce činí tyto časové ztráty zcela oprávněnými.
Od poloviny dvacátého století byly vyvíjeny metody dlouhodobého vystavení vysokotlakému prostředí. Velké hyperbarické komplexy umožnily vytvořit potřebný tlak v laboratorních podmínkách a tehdejší odvážní testeři vytvořili jeden rekord za druhým, postupně se přesouvali k moři. V roce 1962 strávil Robert Stenuis 26 hodin v hloubce 61 m, stal se prvním aquanautem a o tři roky později žilo šest Francouzů, dýchající trimix, v hloubce 100 m téměř tři týdny.
Zde se začaly objevovat nové problémy spojené s dlouhodobým pobytem lidí v izolaci a ve vyčerpávajícím nepříjemném prostředí. Vzhledem k vysoké tepelné vodivosti helia ztrácejí potápěči teplo s každým výdechem plynné směsi a ve svém „domě“ musí udržovat trvale horkou atmosféru - asi 30 ° C a voda vytváří vysokou vlhkost. Nízká hustota helia navíc mění zabarvení hlasu, což vážně komplikuje komunikaci. Ale ani všechny tyto obtíže dohromady by neomezily naše dobrodružství v hyperbarickém světě. Existují důležitější omezení.
Pod 600 m
Omezit V laboratorních experimentech jednotlivé neurony rostoucí „in vitro“ špatně snášejí extrémně vysoký tlak, což prokazuje nevyzpytatelnou hyperexcitabilitu. Zdá se, že to výrazně mění vlastnosti lipidů buněčné membrány, takže těmto účinkům nelze odolat. Výsledek lze pozorovat i na lidském nervovém systému pod obrovským tlakem. Každou chvíli začne „vypínat“, upadá do krátkých období spánku nebo strnulosti. Vnímání se stává obtížným, tělo se zmocňuje chvění, začíná panika: rozvíjí se vysokotlaký nervový syndrom (HBP), způsobený samotnou fyziologií neuronů.
Kromě plic jsou v těle další dutiny, které obsahují vzduch. Komunikují však s okolím velmi tenkými kanály a tlak v nich se nevyrovnává okamžitě. Například středoušní dutiny jsou spojeny s nosohltanem pouze úzkou Eustachovou trubicí, která je navíc často ucpaná hlenem. S tím spojené nepříjemnosti znají mnozí cestující v letadle, kteří musí pevně zavřít nos a ústa a prudce vydechnout, čímž se vyrovná tlak ucha a vnějšího prostředí. Tento druh „foukání“ používají i potápěči, a když jim teče z nosu, snaží se vůbec nepotápět.
Přidání malého (až 9 %) množství dusíku do směsi kyslíku a hélia umožňuje tyto účinky poněkud zeslabit. Proto rekordní ponory na helioxu dosahují 200-250 m a na trimix obsahujícím dusík - asi 450 m na otevřeném moři a 600 m v kompresní komoře. Francouzští akvanauti se stali – a stále zůstávají – zákonodárci v této oblasti. Střídavý vzduch, složité dýchací směsi, složité potápění a dekompresní režimy v 70. letech umožnily potápěčům překonat hloubku 700 m a COMEX, vytvořený studenty Jacquese Cousteaua, se stal světovým lídrem v potápěčské údržbě pobřežních ropných plošin. Podrobnosti těchto operací zůstávají vojenským a obchodním tajemstvím, takže výzkumníci z jiných zemí se snaží Francouze dohnat a postupují po svých.
Sovětští fyziologové se ve snaze jít hlouběji zabývali možností nahrazení hélia těžšími plyny, jako je neon. V hyperbarickém komplexu Moskevského institutu lékařských a biologických problémů (IMBP) Ruské akademie věd a v tajném „podvodním“ Výzkumném ústavu-40 byly provedeny experimenty simulující ponor do 400 m v kyslíkovo-neonové atmosféře. ministerstva obrany, jakož i ve Výzkumném ústavu oceánologickém pojmenovaném po. Shirshova. Síla neonu však ukázala svou nevýhodu.
Lze vypočítat, že již při tlaku 35 atm je hustota směsi kyslík-neon rovna hustotě směsi kyslík-helium při přibližně 150 atm. A pak – více: naše dýchací cesty prostě nejsou vhodné pro „pumpování“ tak hustého prostředí. Testeři IBMP uvedli, že když plíce a průdušky pracují s tak hustou směsí, vzniká zvláštní a těžký pocit, „jako byste nedýchali, ale pijete vzduch“. Zkušení potápěči se s tím ještě v bdělém stavu vypořádají, ale v období spánku – a není možné dosáhnout takové hloubky bez dlouhého sestupování a stoupání – je neustále probouzí panický pocit dušení. A přestože se vojenským akvanautům z NII-40 podařilo dosáhnout laťky 450 metrů a získat zasloužené medaile Hrdinů Sovětského svazu, problém to zásadně nevyřešilo.
Nové potápěčské rekordy mohou být ještě stanoveny, ale zdá se, že jsme dosáhli konečné hranice. Neúnosná hustota dýchací směsi na jedné straně a nervový syndrom vysokého tlaku na straně druhé zřejmě staví pod extrémní tlak konečnou hranici lidského cestování.
Hudba je největším vynálezem lidstva, který je schopen ponořit se do hlubin oceánu podvědomí.
Potápění do hlubin oceánu podvědomí
Člověk začal produkovat hudbu venku, protože ji slyšel uvnitř. Lidé se snažili znovu vytvořit něco jako vnitřní hudbu s různými nástroji, různými metodami a mechanismy. Každý nástroj má v člověku podobnou vibraci a každá vibrace v člověku může být vyjádřena hmotnými prostředky nebo přirozeně existovat v přírodě. Nejšikovnějším nástrojem pro vyjádření vnitřní vibrace člověka je jeho hlas, pak zvuky přírody a pak mechanické nástroje.
Hudba je svět, který vám poskytuje nejúplnější obrázek o vás samotných. Když si užíváte svou oblíbenou hudbu, užíváte si své vibrace, což znamená v podstatě sebe. To znamená, že hudba je ideální způsob, jak poznat a milovat sám sebe.
Vaše vnitřní hudba se nikdy dvakrát neopakuje...
Jak rozmanitá je hudba, tak rozmanité jsou vaše vibrace v každém okamžiku.
S pomocí hudby je velmi snadné zvýšit své vibrace, dostat se z obvyklého režimu nízkých vibrací a chaotického zvuku a naladit se na čistší zvuk.
Pokud je nálada na nule, není síla, všechno se vymyká z rukou. Zapněte hudbu. Přistupujte k tomu vědomě, vybírejte si hudbu, která vám dá pocit letu, lehkosti, víření, se kterou se s ní unesete do svých snů. Sen není abstraktní vynález, ale nejvyšší oblasti Duše. Sněním se zvedáte z bahna deprese tam, kde září vaše pravé Světlo.
Hudba pomáhá evokovat tajná zákoutí vaší Duše, pomáhá vám vzpomenout si na sebe a svůj účel.
Meditativní hudba.
Meditativní hudba má vibraci vašeho stavu, kdy se mysl zklidní a vaše Esence vyjde ven.
Meditace a hudba by měly vést člověka ke klidu a relaxaci. Relaxace je pro tělo velmi důležitá. Tělo může být silné pouze v přirozeně uvolněném stavu. Pokud je člověk v napjatém stavu, pak je v této době jeho energie vynaložena na udržení těla v tomto napětí. Kosmická, božská energie neprochází napjatými oblastmi těla v potřebném množství, pak tyto oblasti onemocní.
Uvolněné tělo je energeticky náročnější, výkonnější, odolnější vůči stresu a vnějším vlivům, protože se v něm například snáze běhá vzduchem a zůstává ve volném stavu, než kdybychom chtěli proběhnout zdí. ... Narazíme na to a zanechá to důlek. Vaše uvolněné tělo, stejně jako vzduch, prochází negativními energiemi a nezadržuje je, ale napjaté tělo je přitahuje k sobě a vytváří se „promáčklina“.
Meditativní hudba uvolňuje tělo, takže člověk může řídit svůj život tak, jak potřebuje: zvýšit své vibrace, zlepšit emocionální a fyzické stavy.
Vaše relaxační hudba se může lišit od relaxační hudby jiného člověka, každý člověk je jedinečný. V dnešní době existuje spousta různé hudby pro meditaci a relaxaci, ze které si můžete vybrat tu, která vám vyhovuje.
Hudba pro ponor do hlubin oceánu podvědomí.
Dnes vám představuji album „Oceanic» Vangelis je světově proslulý řecký skladatel a interpret elektronické hudby.
Každá kompozice je jedinečná – to je buď klouzání po vlnách oceánu na lodi na její první plavbě, nebo houpání se na vlnách vleže na zádech, nebo potápění do mělké hloubky, kde jsou ještě vidět sluneční paprsky, nebo jít do temných propastí, kde se světla obyvatel oceánu třpytí jako hvězdy...
Dobrý den, milí čtenáři! V tomto příspěvku bude hlavním tématem průzkum světových oceánů. Oceán je velmi krásný a lákavý, je domovem mnoha různých druhů ryb a další, oceán také pomáhá naší Zemi při produkci kyslíku a hraje důležitou roli v jejím klimatu. Ale lidé to poměrně nedávno začali podrobně studovat a výsledky je překvapily... Přečtěte si o tom více...
je věda, která je spojena se studiem. Pomáhá nám také výrazně prohloubit naše znalosti o přírodních silách, včetně budování hor, zemětřesení a sopečných erupcí.
První průzkumníci věřili, že oceán je překážkou pro dosažení vzdálených zemí. O to, co je v hlubinách oceánu, se jen málo zajímali, přestože světové oceány zabírají více než 70 % zemského povrchu.
To je důvod, proč ještě před 150 lety převládala myšlenka, že dno oceánu je obrovská pláň bez jakýchkoli reliéfních prvků.
Vědecký průzkum oceánu začal ve 20. století. V letech 1872-1876 První vážná plavba pro vědecké účely se uskutečnila na palubě britské lodi Challenger, která měla speciální vybavení a její posádku tvořili vědci a námořníci.
Výsledky této oceánografické expedice v mnoha ohledech obohatily lidské znalosti o oceánech a jejich flóře a fauně.
V hlubinách oceánu.
Na Challengeru byly pro měření hloubek oceánu speciální šňůry, které se skládaly z olověných kuliček o hmotnosti 91 kg, tyto koule byly připevněny na konopném laně.
Spuštění takového vlasce na dno hlubokomořského příkopu mohlo trvat několik hodin, a navíc tato metoda poměrně často nezajišťovala požadovanou přesnost pro měření velkých hloubek.
Ve 20. letech se objevily echoloty. To umožnilo určit hloubku oceánu během několika sekund na základě času, který uplynul mezi odesláním zvukového impulsu a přijetím signálu odraženého dnem.
Plavidla, která byla vybavena echoloty, měřila hloubku podél trasy a získala profil dna oceánu. Nejnovější hlubinný sondážní systém Gloria je na lodích instalován od roku 1987. Tento systém umožňoval skenovat dno oceánu v pásech širokých 60 m.
Dříve používané k měření hloubek oceánů byly vážené průzkumné linie často vybaveny malými půdními trubicemi pro odebírání vzorků půdy ze dna oceánu. Moderní vzorkovače jsou těžké a velké a v měkkých spodních sedimentech se mohou ponořit do hloubky až 50 m.
Hlavní objevy.
Intenzivní průzkum oceánů začal po druhé světové válce. Objevy v 50. a 60. letech 20. století související s horninami oceánské kůry způsobily revoluci v geovědách.
Tyto objevy prokázaly skutečnost, že oceány jsou relativně mladé, a také potvrdily, že pohyb litosférických desek, který dal vzniknout, pokračuje dodnes a pomalu mění vzhled Země.
Pohyb litosférických desek způsobuje sopečné erupce a zemětřesení a vede také ke vzniku hor. Studium oceánské kůry pokračuje.
Loď "Glomar Challenger" v období 1968 - 1983. byl na obeplutí. Geologům poskytla cenné informace vrtáním děr do dna oceánu.
Plavidlo Resolution United Oceanographic Deep Drilling Society provedlo tento úkol v 80. letech 20. století. Toto plavidlo bylo schopné vrtat pod vodou v hloubkách až 8300 m.
Seismické průzkumy také poskytují údaje o horninách oceánského dna: rázové vlny vysílané z hladiny vody se odrážejí odlišně od různých vrstev horniny.
Vědci díky tomu dostávají velmi cenné informace o možných ložiskách ropy a struktuře hornin.
D Jiné automatické přístroje se používají k měření aktuální rychlosti a teploty v různých hloubkách a také k odběru vzorků vody.
Důležitou roli hrají také umělé družice: sledují mořské proudy a teploty, které ovlivňují .
Právě díky tomu dostáváme velmi důležité informace o klimatických změnách a globálním oteplování.
Potápěči v pobřežních vodách se mohou snadno ponořit do hloubek až 100 m, ale do hloubek, které jsou větší, se potápějí postupným zvyšováním a uvolňováním tlaku.
Tato metoda potápění se úspěšně používá k detekci potopených lodí a na ropných polích na moři.
Tato metoda poskytuje mnohem větší flexibilitu při potápění než potápěčský zvon nebo těžké potápěčské obleky.
Ponorná zařízení.
Ideálním prostředkem pro průzkum oceánů jsou ponorky. Většina z nich ale patří armádě. Z tohoto důvodu vědci vytvořili svá zařízení.
První taková zařízení se objevila v letech 1930–1940. Americký poručík Donald Walsh a švýcarský vědec Jacques Piccard v roce 1960 vytvořili světový rekord v potápění v nejhlubší oblasti světa - v Marianském příkopu Tichého oceánu (Challenger Trench).
Na terstském batyskafu sestoupili do hloubky 10 917 m a v hlubinách oceánu objevili neobvyklé ryby.
Ale možná nejpůsobivější v novější minulosti byly události spojené s malým batyskafem „Alvin“, s jehož pomocí v letech 1985 - 1986. Trosky Titaniku byly studovány v hloubce asi 4000 m.
Dospěli jsme k závěru: obrovský světový oceán byl studován velmi málo a musíme ho studovat stále více do hloubky. A kdo ví, jaké objevy nás čekají v budoucnu... To je velká záhada, která se lidstvu postupně otevírá díky průzkumu světových oceánů.