Полвека тому назад произошло знаменательное событие в познании человеком Мирового океана - швейцарский исследователь Жак Пикар и лейтенант ВМС США специалист-подводник Дон Уолш совершили предельно возможное на Земле глубоководное погружение.

На батискафе «Триест» они достигли одного из самых глубоких мест расположенной в экваториальной области Тихого океана Марианской впадины, так называемой «бездны Челленджера», глубиной почти в 11 км. И хотя сегодня появились новые глубоководные обитаемые аппараты, больше никому из людей побывать на дне этой бездны пока не удалось.
Всякое техническое достижение обычно имеет длительную предысторию, но в данном случае все уложилось лишь в два человеческих поколения. В 1937 г. отец одного из покорителей «бездны Челленджера», швейцарский физик и изобретатель Огюст Пикар, сконструировавший уникальный для того времени стратостат (рекордная высота его подъема достигала 23 км), увлекся идеей погружения в морскую пучину и начал разрабатывать принципиально новый тип подводного плавcредства, получившего название батискаф. Дело в том, что субмарины в надводном состоянии имеют положительную плавучесть, батискаф - всегда только отрицательную. Подводная лодка погружается за счет того, что воздух в балластных системах замещается забортной водой, которая при всплытии выдавливается из них наружу сжатым воздухом. Батискаф же погружается, как утюг. В надводном положении его удерживает находящийся над гондолой с экипажем громадный, заполненный бензином поплавок, который под водой также предотвращает раскачивание и переворачивание. Когда из поплавка медленно выпускается бензин, замещающийся водой, батискаф начинает погружаться. Для того, чтобы подняться на поверхность, он должен сбросить металлический балласт в виде дроби, пластинок или болванок, удерживаемый электромагнитами.
С конструированием своего первого океанического детища, названного ФНРС-2, Огюст Пикар провозился до 1946 г., что было связано с бушевавшей в Европе Второй мировой войной. Спустя два года, батискаф, весящий 10 тонн и рассчитанный на экипаж из двух человек, оказался полностью готовым к изучению океанской пучины. Хотя расчетная глубина его погружения составляла 4000 м, ввиду принципиальной новизны аппарата и опасения за прочность гондолы диаметром 2,1 м, первоначально довольно долго испытания проводили без экипажа на борту.
Вначале батискаф опустился на 25 м, но уже через год достиг глубины 1380 м. Однако вскоре Бельгийский национальный фонд научных исследований отказался от дальнейшего финансирования данного проекта, поэтому в 1950 г. ФНРС-2 передали ВМФ Франции. Французские инженеры в итоге добились, чтобы в 1954 г. модернизированный батискаф, получивший название ФНРС-3, погрузился на 4176 м с экипажем на борту.
Между тем, Огюст Пикар вместе с сыном Жаком в 1952 г. приступил к созданию нового батискафа «Триест». Аппарат был назван в честь итальянского города, на верфи которого его изготовили в 1953 г. Столь короткие сроки объяснялись тем, что «Триест» не имел принципиальных конструктивных отличий от ФНРС-2: были лишь увеличены габариты прототипа и усилена конструкция гондолы.
В период с 1953 по 1957 гг. «Триест», пилотом которого стал Пикар-младший, совершил несколько погружений в Средиземном море, достигнув глубины 3150 м. В первых из них участвовал также Пикар-старший, которому в то время уже исполнилось 69 лет. В 1958 г. «Триест» был куплен ВМФ США, так как в то время Соединенные Штаты стали проявлять интерес к исследованиям океанских глубин, но еще не располагали подобными аппаратами. После его доработки на заводе Круппа в Германии, где гондола была упрочнена высококачественной легированной сталью, «Триест» обрел способность погружаться на любые известные глубины, не подвергая опасности экипаж. Поэтому местом следующих погружений выбрали Марианскую впадину, в которой расположена наиболее глубокая точка Мирового океана - 11034 м. Основным пилотом и техником аппарата в 1958-1960 гг. оставался Жак Пикар, имевший к тому времени большой опыт погружений.
В целом «Триест» представлял из себя заполненный бензином 15-метровый поплавок объемом 85 куб. м, к которому снизу крепилась 13-тонная стальная гондола диаметром 2,16 м (толщина ее стенок составляла 127 мм) для экипажа из двух человек. В гондоле имелся специальный иллюминатор для наблюдения за океаном и его обитателями. Батискаф обладал автономной системой регенерации воздуха, которая используется на космических кораблях, и гидроакустической аппаратурой связи для голосового общения с поверхностью. Именно на батискафе этой конструкции было совершено предельно возможное на Земле погружение.
23 января 1960 г. недалеко от острова Гуам «Триест» приступил к спуску на дно Марианской впадины. Погружение батискафа продолжалось 4 часа 48 минут и завершилось на отметке 10916 м ниже уровня моря. На этой колоссальной глубине, где давление более, чем в 1100 раз превышает атмосферное, Жак Пикар и Дон Уолш пробыли всего около 20 минут. Однако им удалось увидеть не только дно океана, но также креветок и двух рыб длиной около 30 см, проплывших мимо иллюминатора. Подъем «Триеста» к поверхности океана занял 3 часа 15 минут. Историю этого путешествия Жак Пикар очень увлекательно описал в своей книге «Глубина 11 тысяч метров», вышедшей на русском языке в 1974 г.
После рекордного погружения «Триест» еще некоторое время использовали в Атлантическом океане для поиска пропавшей подлодки ВМС США «Трешер», а также обследования различных участков океанского дна. В 1963 г. легендарный батискаф был разобран и помещен в Морском музее США в Вашингтоне.
Что же дало науке и человечеству погружение «Триеста» на дно Марианской впадины?
Во-первых, оно наглядно показало, что теперь люди могут непосредственно визуально изучать мир придонных глубин любой части Мирового океана.
Во-вторых, было получено неопровержимое доказательство существования высокоорганизованной жизни даже в столь экстремальных условиях.
В-третьих, одним из достижений этого погружения, благотворно повлиявшим на экологическое будущее нашей планеты, стал отказ ядерных держав от идеи захоронения радиоактивных отходов на дне глубоководных океанских впадин, поскольку наблюдения Жака Пикара свидетельствовали о существовании восходящих подводных течений.
Таким образом, Жак Пикар и Дон Уолш на сегодняшний день - единственные люди, побывавшие на дне Марианской впадины (к сожалению, первый из них в 2008 г. скончался на 87 году жизни). Все последующие погружения к самой глубокой точке Мирового океана с исследовательскими целями совершали уже беспилотные батискафы-роботы. Но и их было не так много, поскольку посещение «бездны Челленджера» - дело и трудоемкое, и дорогостоящее.
В 1990-е годы три погружения туда совершил японский аппарат «Кайко», управлявшийся дистанционно с судна по волоконно-оптическому кабелю. В 2000-е годы ему на смену пришел американский беспилотный батискаф «Нерей», которым можно управлять как посредством волоконно-оптического кабеля, так и с помощью радиосигналов. В настоящее время это единственный в мире подводный аппарат, способный достигнуть «бездны Челленджера». Знаменитые отечественные глубоководные «Миры», внесшие, безусловно, неоценимый вклад в познание океана, рассчитаны на глубины лишь до 6100 м.

И названной в честь английского судна «Челленджер», с которого в 1951 году были получены первые данные о ней. Погружение продолжалось 4 ч 48 мин и завершилось на отметке 10911 м относительно уровня моря (mean sea level). На этой страшной глубине, где чудовищное давление в 108,6 МПа (что более чем в 1100 раз больше нормального атмосферного) сплющивает все живое, исследователи сделали важнейшее океанологическое открытие: увидели, как мимо иллюминатора проплывают две 30-сантиметровые рыбки, похожие на камбалу. До этого считалось, что на глубинах, превышающих 6000 м, никакой жизни не существует.

Пробыв на дне около двадцати минут, Trieste начал подниматься наверх. Подъем занял 3 ч 15 мин. На поверхности врачи не зафиксировали каких бы то ни было отклонений состояния здоровья двух смельчаков от нормы.

Таким образом был установлен абсолютный рекорд глубины погружения, превзойти который невозможно даже теоретически. Пикар и Уолш были единственными людьми, побывавшими на дне бездны Челленджера. Все последующие погружения к самой глубокой точке мирового океана с исследовательскими целями совершали уже беспилотные батискафы-роботы. Но и их было не так много, поскольку «посещение» бездны Челленджера — дело и трудоемкое, и дорогостоящее. В 90-е годы три погружения совершил японский аппарат Kaiko , управлявшийся дистанционно с «материнского» судна по волоконно-оптическому кабелю. Однако в 2003 году при исследовании другой части океана во время шторма оборвался буксировочный стальной трос, и робот был утерян.

На смену Kaiko пришел американский беспилотный батискаф Nereus , конструктивно представляющий собой катамаран, способный перемещаться на глубине со скоростью 3 узлов. Им управляют посредством волоконно-оптического кабеля. Однако возможно и радиоуправление. Первое погружение в бездну Nereus совершил 31 мая прошлого года, подняв со дна пробу грунта, в котором была обнаружена органическая жизнь. На нынешний момент это единственный в мире аппарат, способный достигать бездны Челленджера.

С небес в пучину морскую

Всякое рекордное техническое достижение имеет длительную предысторию. В данном случае сюжет уложился лишь в два человеческих поколения. Все началось с Огюста Пикара (Auguste Piccard , 1884-1962), швейцарского физика и изобретателя, отца одного из покорителей бездны Челленджера. Будучи профессором университета в Брюсселе , в 20-е годы прошлого века он занимался исследованиями в области геофизики и геохимии, изучал радиоактивные свойства урана . В 1930 году, «оторвавшись от почвы», переключился на исследование верхних слоев атмосферы , для чего сконструировал уникальный для своего времени стратостат . Его герметичная гондола имела сферическую форму и позволяла экипажу совершать полеты чуть ли ни в безвоздушном пространстве.

Стратостат, построенный при поддержке Бельгийского национального фонда научных исследований (Fonds National de la Recherche Scientifique, FNRS), получил название FNRS-1. В мае 1931 года Огюст Пикар вместе с ассистентом Паулем Кипфером (Paul Kipfer) совершил первый в истории полет в стратосферу, достигнув высоты 15 785 м. Штурм воздушного океана на FNRS-1 продолжался до середины 30-х годов, а рекорд высоты подъема был доведен до 23 000 м.

А в 1937 году Пикар, вдохновившись идеей погружения в пучины морские, начал разрабатывать принципиально новый тип подводного плавcредства, получившего название батискафа. Дело в том, что субмарины в надводном положении имеют «положительную» плавучесть, батискаф — всегда только «отрицательную». Подводная лодка погружается за счет того, что открываются клапаны вентиляции в балластных системах, воздух замещается забортной водой, и положительная плавучесть становится отрицательной. Для перемещения по вертикали рулями создается дифферент (наклон продольной оси относительно горизонтали), а воздух в балластных системах либо стравливается, давая место воде, либо расширяется, выдавливая воду наружу.

Батискаф же плавает по принципу утюга. В надводном состоянии его удерживает находящийся над гондолой с экипажем громадный поплавок, заполненный бензином. Поплавок имеет и еще одну важную функцию: в подводном положении он стабилизирует батискаф по вертикали, предотвращая раскачивание и переворачивание. Когда из поплавка начинают медленно выпускать бензин, который замещается водой, батискаф начинает погружение. С этого момента у аппарата только один путь — вниз, на дно. При этом, естественно, возможно и перемещение в горизонтальном направлении при помощи приводимых в движение двигателем гребных винтов.

Для того чтобы подняться на поверхность, в батискафе предусмотрен металлический балласт, который может быть дробью, пластинками или болванками. Постепенно освобождаясь от «избыточного веса», аппарат поднимается. Металлический балласт удерживается электромагнитами, так что если с системой энергоснабжения что-то случается, то батискаф сразу, словно стартующий в небо аэростат, «взмывает» вверх.

С конструированием своего первого океанического детища, которое было названо FNRS-2, Пикар провозился до 1946 года, что было связано с бушевавшей в Европе мировой войной. А спустя два года он был изготовлен. FNRS-2, рассчитанный на экипаж из двух человек, весил 10 т. Емкость сравнительно компактного поплавка составляла 30 м³, а диаметр гондолы — 2,1 м. Расчетная глубина погружения составляла 4000 м.

Ввиду принципиальной новизны аппарата и опасения за прочность гондолы довольно долго проводились его испытания в Дакаре без экипажа на борту. Вначале батискаф опустился на 25 м. А через год глубину погружения довели до 1380 м. Однако на этом все и завершилось: во время буксировки батискафа тросом был серьезно поврежден поплавок. Предстояло не только его отремонтировать, но и продолжить доработки по результатам испытаний. Однако Бельгийский национальный фонд научных исследований отказался от дальнейшего финансирования проекта. И в 1950 году FNRS-2 передали французскому ВМФ. Французские инженеры в итоге добились, чтобы в 1954 году модернизированный батискаф, получивший новое имя FNRS-3, погрузился на 4176 м с экипажем на борту.

Между тем Огюст вместе с подросшим сыном Жаком, успевшим поучиться в Женевском (Université de Genève, UNIGE) и Базельском (Die Universität Basel) университетах, в 1952 году приступил к созданию батискафа-рекордсмена Trieste. Аппарат был назван в честь итальянского города Триеста, на верфи которого он был произведен в 1953 году. Столь короткие сроки объяснялись тем, что «Триест» не имел принципиальных конструктивных отличий от FNRS-2. Разве что были увеличены габариты прототипа да усилена конструкция гондолы.

С 1953 по 1957 год Trieste, пилотом которого стал молодой Пикар, совершил несколько погружений в Средиземном море, достигнув глубины 3150 м. Причем в первых из них принимал участие и отец, которому тогда было уже 69 лет.

В 1958 году батискаф купили ВМС США. После его доработки на заводе Круппа в Германии , где гондола была упрочнена высококачественной легированной сталью, Trieste обрел способность погружаться на глубину до 13 000 м. Именно на этой конструкции в 1960 году и был установлен непобиваемый рекорд.

Одним из достижений этого погружения, благотворно повлиявшим на экологическое будущее планеты, стал отказ ядерных держав от захоронения радиоактивных отходов на дне Марианской впадины. Дело в том, что Жак Пикар экспериментально опроверг бытовавшее в то время мнение о том, что на глубинах свыше 6000 м не происходит восходящего перемещения водных масс.

Trieste в его последнем, «чемпионском» варианте имел поплавок длиной 15 м и объемом 85 м³. Толщина стенок поплавка, укрепленных внутри шпангоутами, составляла всего 5 мм. Толщина стенок гондолы диаметром 2,16 м равнялась 127 мм. Вес гондолы на воздухе составлял 13 тc, а в воде (при нормальных условиях) — 8 тc. Балласт из металлической дроби, которая порционно сбрасывалась электромагнитами для всплытия, обладал массой в 9 т. Имелся один иллюминатор для наблюдений, изготовленный из оргстекла, а также прожектор с кварцевой дуговой лампой.

Батискаф имел автономную систему регенерации воздуха, которая используется на космических аппаратах. При этом имелась возможность голосового общения с поверхностью при помощи гидроакустической системы связи.

В дальнейшем при помощи Trieste в Атлантическом океане безрезультатно пытались найти пропавшую субмарину Thresher, а также проводили обследование различных участков океанского дна. В 1963 году легендарный батискаф был разобран и помещен в Морском музее США в Вашингтоне .

Нынешний наследник легендарного Trieste — батискаф Nereus — создан в американском Вудхолсовском океанографическом институте (Woods Hole Oceanographic Institution). Это катамаран, имеющий размеры 4,25 м × 2,3 м и весящий менее трех тонн, плавучесть которого обеспечивают полторы тысячи полых сфер из особо прочной керамики. При помощи двух винтов он может перемещаться под водой со скоростью трех узов на протяжении десяти часов, что обеспечивается батареей из 4 тыс. аккумуляторов общей емкостью 15 кВт-час. Полезная нагрузка составляет 25 кг. К ней относятся манипулятор, сонар, камеры, приборы для химического анализа и контейнеры для забора проб.

Аппарат уходит на дно со скоростью утюга и на заданной глубине отстреливает часть балласта, что обеспечивает его плавучесть. Для подъема отстреливается остаток балласта.

Весь остальной мировой парк батискафов, куда входят как пилотируемые машины, так и роботизированные, не способен опуститься глубже 6500 м. Что предопределено прагматическими соображениями: более глубоководная часть мирового океана составляет лишь 12% его общей площади.

Наш ответ Чемберлену

В Советском Союзе проектирование глубоководных батискафов началось в конце 60-х годов. И предназначались они для ВМФ как спасательные аппараты, применяющиеся для ликвидации аварий субмарин. Батискафы классического поплавкового типа серии АС со стравливанием в воду бензина преодолели двухкилометровый рубеж лишь в 1975 году. Через четыре года появился пилотируемый супергигант АС-7 водоизмещением 950 т. За одно погружение он пожирал 240 т бензина, в связи с чем «материнский» корабль сопровождал танкер. И лишь в июле 1987 года он опустился чуть ниже глубины в 6035 м, заданной в ТЗ. Через год он разбился, и его ремонтировали два года. А в конце 90-х АС-7 затонул в бухте Раковая на Дальнем Востоке .

Всего было выпущено около тридцати батискафов серии АС. Сейчас «в живых» осталось около пяти, и все они не «ныряют» глубже 1000 м. Один из них — АС-28, разработанный в КБ «Лазурит» в 1987 году. Им управляет экипаж из четырех человек, конструкция предполагает прием на борт до двадцати спасаемых. В 2005 году АС-28 потерпел аварию, спасти спасательный аппарат удалось при помощи британского подводного робота.

Мирные исследования морских пучин, как в научных интересах, так и по заказу рыбопромыслового ведомства, до середины 80-х годов осуществлялись на глубинах менее 800 м. И лишь в 1987 году в результате совместной разработки АН СССР и финской компании Lokomo отечественные ученые получили два полноценных глубоководных батискафа «Мир-1» и «Мир-2» . Каждый из них на испытаниях преодолел отметку 6100 м. Батискафы базируются на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш».

Длина аппаратов — 7,8 м, ширина — 3,8 м, высота — 3 м, сухой вес — 18,6 т. Корпус изготовлен из высокопрочной легированной никелевой стали, имеющей предел текучести вдвое больший, чем у титана. Аппаратом управляет экипаж из 3 человек. Принцип погружения и всплытия «Мира» такой же, как и у субмарины, использующей систему водных балластных цистерн.

Электродвигатели получают питание от аккумуляторов емкостью 100 кВт-час и позволяют развивать под водой скорость 5 узлов. Продолжительность автономной работы — 80 часов. На борту установлена исследовательская аппаратура. Связь с поверхностью поддерживается как через волоконно-оптический кабель, так и с помощью гидроакустической аппаратуры.

В советский период, до 1991 года, «Академик Келдыш» принял участие в тридцати пяти экспедициях в Атлантический, Тихий и Индийский океаны. Затем активность исследовательской деятельности резко снизилась. Более того, «Миры» стали выступать в не совсем свойственных им ролях. При их участии сняли три голливудских фильма, один из которых — «Титаник» (как писали отечественные СМИ, эти съемки принесли «Мирам» мировую известность.) Они, не обладая спасательными функциями, принимали участие в обследовании потерпевших аварии подводных лодок «Комсомолец» и «Курск». И, наконец, с их помощью на дне Северного Ледовитого океана был установлен титановый вымпел с символикой РФ. Два последних сезона батискафы исследуют дно Байкала , погружаясь на глубину до 1600 м. Одной из многочисленных задач, поставленных перед исследователями, является поиск золота руководителя Белого движения Колчака . Однако на настоящий момент на дне обнаружены лишь ящики с патронами времен Гражданской войны.

Новости партнёров

Если вы когда-нибудь смотрели знаменитые фильмы команды Кусто про подводный мир, то вы не могли не запомнить удивительные, похожие на космические корабли подводные аппараты - батискафы. Так чем интересен батискаф, что такое можно с помощью него исследовать? С помощью этих судов человек может погрузиться в океанские пучины для научных наблюдений и познания загадочнх глубин Мирового океана.

Этимология названия

Своим названием батискаф обязан Огюсту Пиккару - изобретателю, придумавшему этот аппарат. Слово образовано от пары греческих слов, которые обозначают "судно" и "глубокий". В 2018 году "глубоководное судно" будет отмечать 80-летний юбилей.

Изобретение батискафа

Пиккар изобрел глубоководный аппарат вскоре после окончания Второй мировой войны, в 1948 году. Предшественниками батискафов были батисферы - глубоководные аппараты в форме шара. Первое такое судно было изобретено в Америке в 30-х годах ХХ века и умело погружаться на глубины до 1000 метров.

Отличие батискафа и батисферы заключается в том, что первые умеют самостоятельно двигаться в толще воды. Хотя скорость перемещения невелика и составляет 1-3 узла, но этого достаточно для выполнения возложенных на аппарат научно-технических задач.

До войны швейцарец работал над стратостатом, и ему пришла идея сделать подводное судно схожее по принципам устройства с такими летательными аппаратами, как дирижабль и аэростат. Только у батискафа вместо аэростатного баллона, который заполняется газом, баллон должен быть заполнен каким-либо веществом, имеющим плотность, меньшую, чем плотность воды. Таким образом, принцип работы батискафа напоминает поплавок.

Устройство батискафа

Как же устроен батискаф, что такое гондола и поплавок? Конструкция различных моделей батискафов схожа друг с другом и включает в себя две части:

• легкий корпус, или как его еще называют - поплавок;
• прочный корпус, или так называемая гондола.

Основное назначение поплавка - удерживать батискаф на необходимой глубине. Для этого в легком корпусе оборудуются несколько отсеков, наполняемых веществом, имеющим меньшую, чем у соленой воды, плотность. Первые батискафы наполнялись бензином, а современные используют уже другие наполнители - различные композитные материалы.

Научное оборудование, различные системы управления и обеспечения, экипаж батискафа размещаются внутри прочного корпуса. Сферические гондолы первоначально изготавливались из стали.

Современные подводные судна имеют прочный корпус, изготовленный из титановых, алюминиевых сплавов или композитных материалов. Они не подвержены коррозии и удовлетворяют требованиям по прочности.

Чем рискованно погружение на батискафе?

Основная проблема всех глубоководных аппаратов и субмарин - огромное давление воды, увеличивающееся с глубиной. Корпус сдавливает все сильннее и сильнее, а локатор батискафа равномерно погружается вниз.

Недостаточно прочный корпус подводного судна может быть деформирован или разрушен, что приведет к затоплению судна и потере дорогостоящего исследовательского оборудования и гибели людей. Недостаточно качественно спроектированные аккумуляторные батареи, большое количество сложной электроники, химических веществ и материалов от сжатия корпуса на больших глубинах повышают вероятность возгорания и возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, ограниченные возможности в обзоре пространства вокруг аппарата несут в себе угрозу столкновения батискафа со скалами или другими препятствиями. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в толщу воды, не всегда может их обнаружить в связи с особенностями распространения акустических волн в водной среде.

Так что погружение этого судна - сложная и ответственная операция, требующая тщательной и заблаговременной подготовки.

Первые батискафы

Первый батискаф, изобретенный О. Пиккаром, имел название "FNRS-2", прослужил на французском флоте 5 лет и был выведен из строя в 1953 году. В качестве наполнителя в данном аппарате был использован бензин, который имеет в 1,5 раза меньшую, чем у воды, плотность.

Кабина батискафа, как и в воздухоплавании, называемая гондола, имела сферическую форму и толщину стенок в 90 мм. В ней достаточно свободно могли расположиться два человека.

Основной недостаток FNRS-2 заключался в месторасположения люка для входа в батискаф. Он был в подводной части аппарата. Войти и покинуть гондолу батискафа можно было лишь в том случае, если аппарат находился на судне-носителе.

Второй моделью батискафа стал FNRS-3. Этот аппарат стал использоваться для глубоководных исследований с 1953 года и вплоть до 70-х годов двадцатого века. Это судно стало музеем. В настоящее время FNRS-3 находится во Франции, в г. Тулоне.

По инженерным расчётам, аппарат, как и его предшественник, мог погружаться на глубины до 4 километров. Судно имело одинаковую с FNTS-2 конструкцию гондолы, но в остальном модель была значительно доработана.

Технические характеристики

Батискафы разных поколений можно сравнить с помощью их технических характеристик.

Батискаф "Триест"

Чем знаменит этот батискаф, что такое это за судно можно более детально понять дале? На "Триесте" в начале 1960 года было совершено первое погружение на дно Марианской впадины в Тихом океане. Эту операцию под кодовым названием "Проект Нектон" проводило ВМС США в сотрудничестве с сыном изобретателя батискафа Жаком Пикаром.

Несмотря на штормовую погоду 26 января состоялось первое в истории человечества погружение на 10900 метров. Главное открытие, сделанное исследователями в этом день - на дне Марианской впадины есть жизнь.

Батискаф Deepsea Chalanger

Этот аппарат, названный в честь глубоководной впадины, знаменит тем, что на нём в марте 2012 года совершил Джеймс Кэмерон. Знаменитый кинорежиссер 26 марта достиг дна Бездны Челленджера - еще одно название Марианской впадины.

Это был четвертый по счету спуск в самой глубокой точке океана в истории человечества примечательный тем, что оказался самым длительным по времени и совершался одним человеком. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в пучину, обследовал дно, а режиссёр набрался вдохновения для создания продолжения фантастического фильма «Аватар».

Локатор батискафа

Гидроакустическая станция - это локатор батискафа, равномерно обследующий толщу воды и обнаруживающий скалы, дно и другие препятствия. Это, пожалуй, единственное средство, позволяющее «видеть», а точнее "слышать" под водой. Локатор батискафа, равномерно погружающегося на глубину, по сути, является ушами аппарата.

Происшествия с батискафами

В августе 2005 года у берегов Камчатки случилось затопление батискафа ВМФ Российской Федерации. Глубоководный аппарат с экипажем из семи человек запутался в рыболовецких сетях на глубине около 200 метров.

На место происшествия прибыли спасательные корабли, которые попытались переместить батискаф в меньшие глубины, чтобы затем осуществить спасательную операцию с помощью водолазов. После безуспешных попыток, российские моряки обратились к британским коллегам.

Совместная российско-британская спасательная операция с использованием глубоководного робота завершилась успехом, весь экипаж оказался спасен, а батискаф поднят на поверхность.

Самую загадочную и недоступную точку нашей планеты - Марианскую впадину - называют «четвёртым полюсом Земли» (Северный и Южный - географические полюсы, гора Эверест и Марианская впадина - геоморфологические). Впадина располагается в западной части Тихого океана и простирается в длину на 2 926 км, а в ширину - на 80 км. На расстоянии 320 км к югу от острова Гуам (Марианский архипелаг) находится самая глубокая точка Марианской впадины и всей планеты - 11 022 метра ниже уровня океана. В этих малоизученных глубинах тоже обитают живые существа.

Погружение человека в океан сначала преследовало чисто практические задачи: ремонт подводных частей кораблей или портовых сооружений и тому подобного. И только много лет спустя человек стал погружаться в глубины с научными целями. Но осуществление этой давнишней мечты человека было связано с чрезвычайно большими трудностями. Прежде всего, человека надо было изолировать от огромного давления воды. С каждыми 10 метрами глубины давление растёт на 1 атм.

Первый подводный аппарат для погружения человека, так называемый водолазный колокол, был построен в 1538 году в испанском городе Толедо и испытан на реке Тахо. В 1660 году немецкий физик И.X. Штурм и в 1717 году английский астроном и геофизик Э. Галлей построили более совершенные водолазные колокола. Колокол Галлея, несмотря на то, что был деревянным, погружался на глубину 20 м и имел специальное отверстие для выдыхания воздуха. В 1719 году крестьянин подмосковного села Покровское Ефим Никонов предложил первое автономное водолазное снаряжение и создал проект первой подводной лодки, которую он назвал «потаённым судном». По указанию Петра I такое судно было построено, но при испытаниях его повредили. После смерти Петра I правительство отказало Никонову в необходимых для ремонта судна средствах, и изобретение было забыто.

В дальнейшем появилось много новых конструкций водолазного снаряжения, но только в последней четверти XIX в. удалось создать такие технические устройства, которые позволили человеку свободно работать под водой. В 1882 году открылась первая в России водолазная школа. В 1930 году наши водолазы опускались уже на глубины 100–110 м в специальных скафандрах. В настоящее время скафандры позволяют человеку погружаться на глубины более 200 м. Эти тяжёлые водолазные костюмы предназначены для спасательных, ремонтных и других работ.

Исследователям морей и океанов нужны были лёгкие водолазные аппараты, обеспечивающие большую подвижность человека под водой. Такие аппараты - акваланги - были созданы в 40-х годах XX в. французскими инженерами. Рекордная глубина погружения человека в акваланге немногим более 100 м.

Но ни тяжёлые, ни тем более лёгкие водолазные костюмы не обеспечивают погружение человека на большие глубины.

Для решения этой задачи инженеры многих стран разработали подводные аппараты - гидростаты и батисферы, которые опускались с судна на стальных тросах. Их недостатком были неприятные рывки при спуске, грозившие обрывом троса.

В СССР гидростат был построен в 1923 году, и в течение многих лет на нём велись работы в Чёрном море и Финском заливе. В последующие годы в нашей стране были построены усовершенствованные гидростаты ГКС-6, «Север-1» и другие. С их помощью можно было погружаться на глубину 600 м. Гидростаты были построены также в США, Италии и других странах.

В 40-х годах появились новые подводные аппараты - батискафы, которые могли самостоятельно передвигаться, погружаться и всплывать с больших глубин. Батискаф представляет собой бак с лёгкой несжимаемой жидкостью (бензин), к которому подвешивается балласт и толстостенная стальная кабина-сфера с людьми. Передвижения обеспечиваются винтами и электродвигателями. Плавучесть регулируется сбрасыванием балласта и выпусканием бензина. Первый батискаф был создан в 1948 году швейцарцем Огюстом Пикаром и назван ФНРС-2.

Интересен тот факт, что О. Пикар сначала покорял стратосферу на изобретенном им стратостате и достиг высоты 16 370 м (1932 год), затем заинтересовался морскими глубинами.

В августе 1953 году Ж. Гуо и П. Вильм на батискафе ФНРС-3 совершили погружение на глубину 2 100 м. Этот рекорд просуществовал лишь полтора месяца. В конце сентября 1953 года О. Пикар и его сын Ж. Пикар на батискафе «Триест» в Атлантике у берегов Западной Африки достигли глубины 3 150 м. Но в феврале 1954 года Ж. Гуо и П. Вильм в этом же районе океана погрузились до глубины 4 050 м и установили новый рекорд.

В 1957 году США приобрели и переоборудовали «Триест», и в 1959 году началась новая серия рекордных погружений. 15 ноября 1959 года в районе Марианских островов Тихого океана «Триест» достиг глубины 5 530 м, а 8 января 1960 года - 7 025 м. В обоих этих погружениях участвовал Жак Пикар, в первом случае вместе с Андреасом Рехнитцером и во втором - с Доном Уолшем.

А 23 января 1960 года отмечено величайшим событием в истории проникновения человека в глубины океана. Жак Пикар и Дон Уолш погрузились на батискафе «Триест» в Марианской впадине Тихого океана и достигли дна на глубине 10 912 м (максимальная глубина впадины - 11 022 м). «Триест» оставался на дне Марианской впадины в течение 30 минут. Учёные воочию убедились в том, что, несмотря на огромное давление (1 100 атм.), самые глубинные слои воды океана населены живыми организмами. Исследователи измерили температуру (+3,0 ° C) и радиоактивность воды у самого дна впадины.

В СССР, США, Японии и других странах учёные и инженеры также работали над созданием управляемых подводных аппаратов для исследования средних глубин. Такими аппаратами стали научные океанографические подводные лодки и мезоскафы. Пока большее распространение получили подводные лодки. Первая из них - советская «Северянка» - вела исследования в Баренцевом море с 1958 года.

В США в 60-х годах построили двухместные лодки-малютки «Кабмарин» и «Наутилетте» для биологических и геологических исследований на малых глубинах. Такова же вместимость и подводной лодки «Элвин», глубина её погружения достигала 1 850 м. С её помощью исследовали дно Тихого океана. Четырёхместная лодка «Алюминаут» могла достигать 4 500 м. В Японии в 1968 году построили четырёхместную научно-исследовательскую подводную лодку «Синкай». Она была предназначена для океанографических, рыбопромысловых и геологических наблюдений на глубинах до 600 м.

Другой вид подводного аппарата - двухместное «ныряющее блюдце» «Дениза» - был построено во Франции. Этот аппарат представляет собой компактную плоскую конструкцию диаметром лишь 2,85 м и высотой 1,4 м. Он транспортируется на судне и по мере необходимости погружается в воду. «Дениза» может совершать плавание на глубинах до 300 м и на расстоянии 3 морских миль (5,5 км).

В СССР получили известность подводные обитаемые аппараты «Аргус» (глубина до 600 м) и построенный в Канаде «Пайсис-XI» (глубина до 2 000 м). «Пайсис» достиг дна Байкала.

Покорение человеком глубин океана имело чрезвычайно большое значение, особенно для изучения живых организмов и геологии дна. С помощью подводных аппаратов были получены новые данные об оптических и акустических свойствах воды океанов и морей.

Что же касается Марианской впадины, то, по мнению некоторых специалистов-ихтиологов, благодаря наличию активных гидротермальных источников на её дне могут существовать колонии доисторических морских животных, сохранившихся до наших дней.

Есть свидетельства, что в 1918 году ловцы омаров из города Порт-Стивенс (Австралия) видели в море удивительную прозрачно-белую рыбину 35-метровой длины. Было ясно, что эта рыба всплыла с огромной глубины. Многие исследователи считают, что Марианская впадина скрывает в своих неисследованных глубинах и последних уцелевших представителей гигантской доисторической акулы вида Carcharodon megalodon . На основании немногочисленных уцелевших останков учёные воссоздали облик мегалодона. Этот хищник обитал в морях 2–2,5 миллиона лет назад и был чудовищных размеров: длиной около 24 метров, весом 100 тонн, а ширина его усеянной 10-сантиметровыми зубами пасти достигала 1,8–2,0 м - мегалодон мог запросто проглотить автомобиль.

Недавно, исследуя дно Тихого океана, океанологи нашли отлично сохранившиеся зубы мегалодона. Одна из находок имела возраст 24 тысячи лет, а другая была ещё моложе - 11 тысяч лет! Значит, не все мегалодоны вымерли 2 миллиона лет назад?

Во время одного из погружений в районе Марианской впадины немецкий научно-исследовательский аппарат «Хайфиш» с экипажем на борту, находясь на глубине 7 км, неожиданно «отказался» всплывать. Пытаясь понять причину этого, гидронавты включили инфракрасную камеру. То, что они увидели, сперва показалось им коллективной галлюцинацией: огромное, похожее на доисторического ящера, существо вцепилось зубами в корпус батискафа, пытаясь разгрызть его, как орех... Опомнившись, экипаж привёл в действие устройство, именуемое «электрической пушкой». Поражённое мощным разрядом, чудовище разжало свои ужасные челюсти и скрылось во мраке бездны...

Сенсационно завершилось погружение в бездны Марианской впадины американского беспилотного батискафа-платформы. Оснащённый мощными прожекторами, высокочувствительными датчиками и телекамерами, он опускался в глубины океана с помощью стальной сети, сплетённой из тросов толщиной 20 мм. После того как батискаф достиг дна, камеры и микрофоны несколько часов не регистрировали ничего существенного. А затем внезапно на экранах телевизионных мониторов в лучах прожекторов замелькали силуэты странных огромных тел. Когда аппарат был спешно поднят на поверхность, часть его конструкций оказалась погнутой.

А в 2004 году британский журнал «Нью сайентист» подробно рассказал о таинственных звуках в глубинах Тихого океана, засеченных подводными датчиками американской системы слежения SOSUS. Она была создана в годы «холодной войны» для наблюдения за советскими подводными лодками. Специалисты, которые изучали записи сигналов высокочувствительных гидрофонов, выделили на фоне шума, представляющего собой «позывные» различных морских обитателей, некий гораздо более мощный звук, явно издаваемый каким-то существом, живущим в океане.

Этот таинственный сигнал, впервые зафиксированный в 1977 году, значительно мощнее и тех инфразвуков, с помощью которых общаются между собой крупные киты на расстоянии сотен километров друг от друга.

История покорения самой глубокой точки Мирового океана неразрывно связана с именем швейцарского учёного Огюста Пикара, физика и изобретателя .

Огюст Пикар, родившийся в семье профессора химии, в 1930-х годах увлекся аэронавтикой и разработал первый в мире стратостат — воздушный шар со сферической герметичной гондолой из алюминия, позволяющей совершать полёты в верхних слоях атмосферы при сохранении нормального давления внутри.

На своем аппарате Пикар, которому к тому моменту было уже 47 лет, совершил 27 полетов, достигнув высоты в 23000 метров.

Швейцарский ученый, физик и изобретатель Огюст Пикар, 1931 год. Фото: www.globallookpress.com

В ходе экспериментов со стратостатом Пикар понял, что те же принципы можно использовать и для покорения морских глубин. Так швейцарский ученый начал работать над созданием аппарата, способного погружаться на большие глубины.

Вторая Мировая война прервала работы Огюста Пикара. Несмотря на то, что Швейцария оставалась нейтральной страной, научная деятельность в это время была серьёзно осложнена и там.

Тем не менее, в 1945 году Огюст Пикар закончил строительство глубоководного аппарата, получившего название батискаф.

Батискаф Пикара представлял собой высокопрочную герметичную стальную гондолу для экипажа, которая прикреплялась к большому поплавку, наполненному бензином для обеспечения положительной плавучести. Для погружения использовалось несколько тонн стального или чугунного балласта в виде дроби, удерживаемого в бункерахэлектромагнитами. Для уменьшения скорости погружения и для всплытия электрический ток в электромагнитах отключался, и часть дроби высыпалась. Такой механизм обеспечивал всплытие даже в случае отказа оборудования, через определённое время просто разряжались аккумуляторы — и вся дробь высыпалась.

Батискаф получил название FNRS-2. FNRS означало аббревиатуру Бельгийского Национального Фонда Научных Исследований (Fonds National de la Recherche Scientifique), который финансировал работы Пикара.

Любопытно, что название FNRS-1 носил… стратостат Пикара. Сам учёный на сей счет шутил: «Эти аппараты чрезвычайно сходны между собой, хотя их назначение противоположно. Возможно, судьбе было угодно создать это сходство именно для того, чтобы работать над созданием обоих аппаратов мог один учёный».

Создание «Триеста»

Первое испытательное погружение FNRS-2 состоялось в Дакаре 25 октября 1948 года, и пилотом батискафа был, разумеется, сам его создатель. Правда, никаких рекордов в тот раз поставлено не было — аппарат погрузился всего на 25 метров.

Дальнейшие работы с батискафом оказались осложнены тем, что бельгийский фонд прекратил финансирование. Огюст Пикар в итоге продал FNRS-2 ВМФ Франции, специалисты которого пригласили ученого для строительства новой модели батискафа, получившего название FNRS-3.

Идеи батискафов, тем временем, захватывали мир, и новую модель намеревались строить в Италии. В 1952 году Огюст Пикар, оставив FNRS-3 на французских инженеров, отправляется в Италию, чтобы заняться разработкой и строительством батискафа, получившего название «Триест».

Батискаф «Триест». Фото: www.globallookpress.com

«Триест» был спущен на воду в августе 1953 года. В работах по строительству батискафа Огюсту Пикару помогал его сын, Жак Пикар , которому и предстояло стать главным пилотом нового глубоководного аппарата.

В 1953-1957 годах «Триест» проводит серию успешных погружений в Средиземном море, и даже достигает фантастической по тем временам глубины в 3100 метров. В первых погружениях «Триеста» наравне с Жаком Пикаром участвует и сам создатель батискафа Огюст Пикар, которому исполнилось к тому времени 69 лет.

Проект «Нектон»

Исследовательские работы «Триеста» требовали серьёзных капиталовложений. Каждый спуск аппарата необходимо было обеспечивать поддержкой нескольких судов сопровождения. Батискаф Пикара к месту погружения необходимо было буксировать, поскольку своего горизонтального хода он не имел.

В 1958 году «Триест» был приобретен ВМФ США, проявившим интерес к исследованию морских глубин. Вместе с аппаратом в Америку отправился и Жак Пикар, которому предстояло обучать управлению батискафом американских специалистов.

Прочность, заложенная в конструкции «Триеста», позволяла погружаться на максимальные глубины, известные в Мировом океане. При этом сам Жак Пикар отмечал, что для большинства исследований этого просто не требуется, поскольку 99 процентов дна Мирового океана расположено на глубинах не более 6000 метров. Правоту Пикара подтвердила последующая история — более поздние глубоководные аппараты, включая известные российские «Мир-1» и «Мир-2», строились именно с расчётом на глубину около 6000 метров.

Однако человечество любит ставить перед собой максимальные задачи, поэтому «Триест» решено было направить для покорения самой глубокой точки Мирового океана — Марианской впадины в Тихом океане, глубина которой достигает 11 км.

Батискаф «Триест» перед погружением, 23 января 1960 года. Фото: Public Domain

Эта операция, в которой были задействованы силы ВМФ США, получила кодовое название «Проект «Нектон». Для её осуществления были проведены серьёзные доработки аппарата, в частности, в Германии на заводе Круппа была изготовлена новая, более прочная гондола.

В конце 1959 года «Триест» был доставлен на военно-морскую базу США на тихоокеанском острове Гуам. В годы Второй Мировой войны остров был ареной кровопролитных сражений, а к моменту проведения «Проекта «Нектон» в джунглях продолжал скрываться как минимум , не считавший войну оконченной.

Впрочем, это никак не отразилось на подготовке исторического погружения. После нескольких пробных спусков на 5 км и 7 км (что уже было рекордом для того времени), было дано «добро» на так называемое «Большое погружение».

«Большое погружение»

Тут, правда, возникло непонимание между Пикаром и американской стороной. Американцы заявили, что в «Большом погружении» Пикар принимать участия не будет. Возможно, в ВМФ США посчитали, что историческое достижение должно быть чисто американским, а не американо-швейцарским.

Не сумев переубедить коллег, Пикар привел последний аргумент — достал контракт и показал пункт, в котором указывалось, что он имеет право участвовать в «особых погружениях». То, что нырок на 11 км — особый случай, американские представители оспаривать не стали, и допустили Пикара до погружения.

Марианская впадина. Фото: wikipedia.org / wallace

Сам Пикар потом вспоминал, что упорствовал не просто из желания установить рекорд — он нырял на «Триесте» более 60 раз, в то время как у его коллег из США было минимальное количество самостоятельных погружений.

На точку спуска «Триест» был отбуксирован в ночь на 23 января 1960 года. Стояла тяжелая, штормовая погода, батискаф был потрепан из-за волнения на море, и решать, идти на погружение или нет, предстояло Пикару. Швейцарец дал «добро».

Утром 23 января 1960 года Жак Пикар и лейтенант ВМС США Дон Уолш начали историческое погружение. Пикар писал, что из-за особенностей верхних слоев вод в этом месте они очень много времени потратили на то, чтобы погрузиться на глубину 300 метров. Скорость, с которой они погружались, говорила о том, что погружение продлится 30 часов, что было абсолютно нереально. К счастью, затем скорость вышла на расчетные показатели.

В 13:06 23 января 1960 года, после пяти часов погружения Пикар и Уолш достигли дна Марианской впадины на отметке 10919 метров. По словам Пикара, точность измерений равнялась плюс минус несколько десятков метров.

Исторический спуск «Триеста» решил вопрос, мучивший ученых-океанологов: могут ли жить на такой глубине сложные организмы. Как только аппарат достиг дна, Пикара и Уолша «приветствовала» рыба, внешне походившая на ската, оказавшаяся в лучах прожектора батискафа. Хотя впоследствии заявление Пикара было подвергнуто сомнению ввиду отсутствия документальных доказательств.

Исследователи пробыли на дне 20 минут, после чего аппарат в течение трех часов возвращался на поверхность. Там Пикар и Уолш попали в объятия других участников исторического проекта.

Третьим в бездне стал создатель «Аватара»

Погодные условия и технические сложности привели к тому, что погружение Пикара и Уолша на дно Марианской впадины стало единственным в рамках «Проекта «Нектон». А для самого Жака Пикара оно получилось и прощальным — с этого момента «Триест» окончательно перешел в руки специалистов ВМС США, и швейцарец с ним больше не работал.

Жак Пикар в книге, посвящённой историческому погружению, писал, что с достижением дна Марианской впадины человеку больше негде будет устанавливать подобные рекорды — останется только отправиться в космос. Ученый не ошибся: чуть больше, чем через год, 12 апреля 1961 года .

Семейная тяга Пикаров к изобретениям передалась и сыну Жака, Бертрану Пикару . В 1999 году он стал первым человеком, совершившим кругосветное путешествие на аэростате.

Батискаф «Триест» до 1963 года входил в состав ВМФ США, а ныне является экспонатом военно-морского исторического центра в Вашингтоне.

В 2012 году на одноместном батискафе Deepsea Challenger дна Марианской впадины достиг режиссер Джеймс Кэмерон. Фото: www.globallookpress.com

С 1960 по 2012 год ни один человек, кроме Пикара и Уолша, не опускался на дно Марианской впадины. В 2012 году на одноместном батискафе Deepsea Challenger дна Марианской впадины Джеймс Кэмерон , создатель «Титаника» и «Аватара». Именно на съёмках «Титаника», ныряя на российских аппаратах «Мир» к погибшему судну, режиссер и увлёкся глубоководными погружениями. А в подготовке покорения Кэмероном дна Марианской впадины участвовал не кто иной, как напарник Пикара по историческому погружению Дон Уолш.