Освоение Мирового океана

            2. Oсвоения Мирового океана

Освоение пространств  и ресурсов Мирового океана – одно из главных направлений развития мировой цивилизации в третьем  тысячелетии. Сущность национальной политики ведущих морских держав и большинства  государств мирового сообщества в обозримом  будущем составят самостоятельная  деятельность и сотрудничество в  освоении Мирового океана, а также  неизбежное соперничество на этом пути[5].

В 20 веке человечество вышло  в космос и питает надежду, что 21 век, станет веком освоения Мирового океана. Работать в океане, по мнению специалистов, сложнее, чем в космосе. На расстоянии 6000 км от Земли существует всего лишь перепад в 1 атмосферу между внутренней частью корабля и безвоздушным космическим пространством. На глубине 6 км в океане мы имеем внешнее давление в 600 атмосфер и агрессивную внешнюю среду (электролит). Человеку выйти из глубоководного аппарата практически на любой глубине сложнее, чем из космического аппарата. В отличие от космических аппаратов, которые движутся по определенным траекториям, на движение подводных аппаратов сильно влияют давление, подводные течения, загрязненность воды, коррозия и др. На сегодняшний день вопросы связи под водой решены неудовлетворительно. При освоении Мирового океана человечество, безусловно, столкнется с большими трудностями, чем при освоении космоса[4].

Вода, если ее напор силен, размывает любые преграды. Вот  так же стихийно лет триста миллионов  назад жизнь преодолела береговой  барьер, хлынула на сушу и завладела  миром, который прежде ей был недоступен и чужд. А сегодня уже мы, люди, стремимся стать земноводными существами. «Человечеству надо «перестраиваться»  на океан — это неизбежно...»  — сказал известный советский  ученый академик Л. А. Зенкевич, выразив  мнение многих.

Зачем нужен этот шаг и  что он даст? Обычно в таких случаях  говорят, что океан может и  должен стать житницей растущего  человечества. Это верно. Верно также  и то, что на дне Мирового океана неисчислимы запасы нефти и металлов, которых порой уже не хватает  на суше, да и в самой воде растворены колоссальные богатства самых редких и ценных элементов. Но ведь и жизнь  двинулась в свое время на сушу в погоне за пищей, энергией и пространством. Она все это нашла там, но нашла  она и другое: спираль эволюции развернулась на суше, как пружина, и итогом стало возникновение  разума. А какой толчок получим  мы? Освоение новой среды обогатит наш духовный мир, преграды на пути отточат разум. Освоение океана неразрывно, всеми корнями связано с процветанием человечества. «Через тернии — к звездам», — древние римляне были правы.

Нужно, однако, сказать, что  далеко не все ученые едины во мнении, какими методами и средствами следует  осваивать морские глубины, для  начала — наиболее близкий и доступный  нам шельф, континентальный склон, простирающийся на 100—300 километров от берега. Ряд океанологов, например, считает, что научные исследования океана, разведку и добычу полезных ископаемых, установку и ремонт оборудования, прокладку трубопроводов следует  передать дистанционно управляемым  автоматам и роботам. «Иногда, —  возражает известный американский океанолог Артур Флехсиг, — слышится довод против пребывания человека в морской стихии. Речь идет о том, что будто бы вместо людей можно посылать в глубины приборы и машины, которые справятся с задачами так же хорошо, если не лучше, или же, по крайней мере, достаточно успешно. Явно излишне использовать людей, если задачи сугубо просты... Однако, будучи высказанным по поводу изучения сложных явлений, это утверждение, на мой взгляд, представляет собой сущий вздор или более снисходительно — произвольное мнение». И действительно, опыт морских нефтяников показывает, что в подавляющем большинстве случаев при выполнении сложных и ответственных работ под водой присутствие человека необходимо. Техника будет совершенствоваться? Правильно, но будет возрастать и сложность задач, а роботы, столь же совершенные, как и человек, — это в обозримом будущем – утопия[1].

2.1 История освоения океана

Освоение океана часто  сравнивают с освоением космоса. Методы освоения, однако, оказались  противоположными: в космос первыми  вышли автоматические станции, а  в океан шагнул сам человек. Сначала  «без ничего» — на глубину нескольких десятков метров. Затем — уже  в XIX веке — одетый в скафандр, который  позволил ему спускаться на глубину  до 80 метров и работать там непродолжительное  время. Однако, как справедливо заметил  Жак-Ив Кусто, «водолаз со своими тяжелыми свинцовыми ботинками оказался жалким и неловким пленником водной стихии»...

В корне изменило дело свободное  погружение с аквалангом. С аквалангом человек наконец почувствовал себя в воде как рыба. Погружение до глубин в 40—50 метров стало доступным любому здоровому человеку, и люди впервые по-настоящему увидели красоту подводного мира.

Но власти над глубинами  акваланг не дал. Чем ниже погружается  человек с аквалангом, тем опасней  для него сжатый воздух, которым  он дышит: перенасыщение кислородом вызывает судороги, повреждает легкие, а перенасыщение азотом «опьяняет» пловца и приводит к кессонной болезни. Эти физиологические барьеры, казалось бы, наглухо закрывают человеку доступ в глубины. Достаточно вспомнить, в чем суть кессонной болезни: нагнетаемый под давлением азот растворяется в тканях организма и затем вскипает при быстром подъеме, словно углекислота при откупоривании шампанского. Чтобы избежать травмы и смерти, человек вынужден подниматься очень медленно, страхуясь на каждом шагу. Для глубины 150—200 метров сроки декомпрессии так велики, что водолазный труд становится непроизводительным: за минуты работы на дне приходится расплачиваться часами изнурительного подъема[3].

Поразительно, однако, как  быстро удалось обойти эти «непреодолимые»  вроде бы барьеры! Сейчас реальностью  становится то, что еще 10—15 лет назад  казалось чистой фантастикой: спуск  более чем на полукилометровую глубину. Пока, правда, такие глубины достигнуты лишь в гидрокамере. Но фактически это означает, что шельф теперь открыт человеку.

Успех связан прежде всего с именем молодого швейцарского ученого Ганса Келлера, который отважился предположить, что невозможное возможно, проделал колоссальную исследовательскую работу и сам на себе проверил свои теоретические выкладки. Законы физиологии изменить нельзя, зато как угодно можно менять состав дыхательной смеси, режим дыхания, погружения и всплытия. Здесь миллионы и миллионы вариантов! Неужели среди этой бесконечности нет таких, которые «провели» бы человека через все опасности? Об объеме проделанной тут работы говорит хотя бы такой факт. Келлер рассчитал на компьютере 250 тысяч вариантов газовой смеси для дыхания при подъеме человека с глубины 300 метров. Продукция в виде таблиц с различными вариантами режима выхода водолаза на поверхность весила 9 килограммов! С этим поистине драгоценным грузом ученый отправился на озеро Лаго-Маджиоре, где, опустившись на глубину 222 метров, он вынырнул обратно, потратив на подъем всего 53 минуты. Для сравнения: англичанин Джордж Вуки, который в 1956 году достиг рекордной глубины 180 метров, выбирался на поверхность в течение двенадцати часов![4]

Позднее Келлер перекрыл собственный рекорд: «опустившись» в гидрокамере на глубину 300 метров, он «поднялся на поверхность» за 48 минут...

В чем тут секрет? Один из режимов выхода с глубины 300 метров, предложенный Келлером, выглядит так. На глубине 300—90 метров водолаз дышит смесью гелия и кислорода. От 90 до 60 метров пользуется более тяжелой азотно-кислородной смесью. С 60 до 15 метров он дышит уже аргоно-кислородным воздухом, а с 15 метров — чистым кислородом. При этом новые комбинации газов как бы нейтрализуют вредное влияние предшествующих.

Дело пошло быстро, едва был понят, усвоен и испытан общий  принцип. В 1960—1962 годах Келлер погружается в специальной барокамере на глубину 400 метров. В 1970 году англичане воспроизводят спуск на глубину 457 метров. В ноябре того же года двое французов достигают отметки 520 метров. В 1972 году взят рубеж 565 метров. 

Лишь одно обстоятельство омрачало ликование: во всех этих опытах человек «находился на дне» не более  двадцати минут. Получалось так, что  человек может достичь полукилометровых глубин, а освоить их — нет. Но огорчение длилось недолго: было открыто, что легко создать такие  условия, при которых время декомпрессии практически не зависит от срока  пребывания человека на большой глубине. Это означало, что если на дне  моря построить дом с постоянной атмосферой и всеми удобствами, то человек может жить в нем недели, месяцы, а декомпрессию ему придется пройти лишь при выходе на поверхность[4].

2.2 Хроника подводного градостроительства

Подводные дома стали возникать  один за другим. Первый такой дом  был в 1962 году установлен Жак-Ивом Кусто на глубине 10 метров около Марселя («Преконтинент-I»)[6]. Двое акванавтов прожили в нем 196 часов и доказали, что теория верна. Дальнейшая хроника выглядит так. 1963 год: «Преконтинент-II», в котором люди прожили уже месяц (глубина погружения дома — 11 метров). «Преконтинент-II», — писал Кусто, — убедил нашу группу, что еще при нашей жизни станут обычными промышленные и научные станции на дне моря». 1964 год: американцы устанавливают подводный дом «Силэб-I» на глубине 59 метров. Почти одновременно акванавты Джон Линдберг и Робер Стенюи проводят двое суток на глубине 130 метров в «походной палатке». 1965 год: на глубину 60 метров опускается «Силэб-II». Руководитель работ Джордж Бонд на этот раз выбрал «...самую черную, самую холодную, самую страшную...» воду, которую он смог найти на краю подводного каньона. Он «задался целью доказать, что человек в течение длительного времени может выполнять полезную работу в условиях... соответствующих реальной обстановке на больших глубинах...». Обитатели «Силэб-II» провели на дне 45 дней. «Жизнь в глубинах океана была настолько необычна и увлекательна, что я не прочь устроить для своей семьи дачу под водой», — полушутя заметил один из участников опыта.

Любопытная деталь: первопроходец  морских глубин Жак-Ив Кусто предполагал поставить свой «Преконтинент-III» на глубине 33 метров. Узнав о результатах опыта с «Силэбом», он решил погрузить свой подводный дом сразу на глубину 110 метров. «Жизнь коротка, и надо успеть как можно больше сделать!»

В «Преконтиненте-IV» люди провели три недели, работая на глубине 110—130 метров. Это произошло в том же 1965 году. Океанавты, между прочим, смонтировали на дне нефтяную вышку. Было доказано, что на больших глубинах человек может выполнять сложные и трудные работы даже быстрее, чем на суше.

1969 год: в воды Тихого  океана на глубину 183 метров  опущена подводная лаборатория  «Силэб-III». Однако вскоре была замечена утечка воздуха. Последовал вызов с поверхности аварийной команды. Внезапно во время ремонтных работ от сердечного приступа гибнет один из членов экипажа...[4]

Эта трагедия не задержала  освоения морских глубин. Десять лет назад правительство США расходовало на подводные исследования и технику 29 миллионов долларов. Сейчас — 500 миллионов. На последующие десять лет запланировано потратить 5 миллиардов[1].

Летопись будет неполной, если не упомянуть о работах исследователей других стран. Около десяти подводных поселений создали советские ученые в Черном море. Ученые Кубы вместе с чехословацкими коллегами неподалеку от Гаваны установили «Карибе-I». К опытам с подводными домами приступили или приступают Голландия, Италия, Япония. Все эти работы выглядят не столь сенсационно, как работы французов и американцев, но в них есть немало уникального. Так, например, голландские акванавты будут питаться в основном продуктами моря. В Италии завершен проект научного городка, который предполагается создать на дне озера неподалеку от Рима.

Ныне почти все ученые мира сходятся в одном: освоение шельфа Мирового океана осуществится в ближайшие  десять-пятнадцать лет[3].

2.3 Погружение  на тысячу метров

По мнению ряда специалистов, уже в ближайшие 30—40 лет в центре Атлантики будет предпринята попытка возвести город-станцию с квартирами и магазинами, институтами и заводами, больницами и театрами, улицами и ресторанами. Однако для этого придется преодолеть трудности не меньшие, чем при высадке людей на Луну.

Начнем с того, что на глубине 3500 метров, где предполагается построить станцию, давление столь  велико, что современная подводная  лодка испытала бы там участь спичечного коробка, попавшего под кузнечный  пресс. Вообще говоря, металл вряд ли пригоден для такого строительства: сокрушительное давление способно найти в нем  самую микроскопическую трещинку и  разломать всю конструкцию. То, что  металлические батискафы опускались и на большую глубину, не должно нас  слишком обнадеживать, ведь сжатие, длящееся часами, — это одно, а  сжатие, длящееся годами, — нечто  совсем иное.

Кое-что нам подсказывает здесь природа. Так, на идею конструкции «Преконтинента-II» навела морская звезда, а очертания новой, проектируемой американцами станции «Силэб» (экипаж — 40 человек, глубина погружения — 200 метров), напоминают собой распластанного на дне осьминога. Еще более интересные инженерные решения открываются при изучении радиолярий и диатомей. Это поистине неисчерпаемый каталог прекраснейших и опробованных природой на больших глубинах конструкций[3].

Но как быть все-таки с  материалом? Если стали и сплавы не годятся, то может ли их что-нибудь заменить?

В принципе материал для  подводных городов уже найден. Это стекло. Это хрупкое вещество обладает одной изумительной особенностью: если полый стеклянный шар опускать в воду, то он с каждым метром становится все прочней. Специалисты называют это феноменальное явление глубинным  закаливанием. Первая опытная модель будущего шара-жилища была изготовлена  из специального сорта стекла и в 1969 году испытана на глубине 3500 метров. Стекло прекрасно выдержало давление.

Ну а как будет чувствовать  себя на этих глубинах человек? Телу не придашь другую форму, мускулы другим материалом не заменишь. На человека обрушатся сотни атмосфер давления!

 Ганс Келлер собирается нырнуть на глубину тысячи метров. Кусто собирается жить на этой глубине (проект «Преконтинент-VII»). Этих людей нельзя заподозрить в намерении покончить с собой столь экстравагантным способом. Они все трезво рассчитали и взвесили: человек может дышать и плавать на километровой глубине!