Город над бездной

Для того, чтобы овладеть богатствами Мирового океана, в его глубинах и на поверхности должна быть размещена хорошо продуманная единая система плавучих баз, автоматических станций, промышленных предприятий и других сооружений, выполняющих свои функции с неизменной точностью. Безусловно, имеющийся опыт подводных работ и использования ресурсов малых глубин может послужить базой для дальнейшего освоения богатств, скрытых на средних и больших глубинах. Но при овладении глубинами необходимо учитывать и наличие особых условий, отличных от наземных, и условий мелководья.

Громадное давление, отсутствие видимости, холод затрудняют любую работу на больших глубинах и ограничивают пребывание человека, даже защищенного глубоководным скафандром. Именно поэтому все рабочие операции на большой глубине должны быть максимально механизированы и автоматизированы, а работа машин и аппаратов в толще океана обеспечена совершенной системой автоматизации с высокой степенью надежности действия.

Читателю известно, что залежи полезных ископаемых часто находят на большой глубине и к тому же в районах, удаленных от берегов. Природа как будто нарочно спрятала свои богатства подальше от человека. Такое расположение природных кладовых выдвигает особые требования к ведению строительства и обслуживанию глубоководных предприятий.

Прежде всего в открытом океане отсутствует твердая надводная поверхность, т. е. такая неподвижная, не захлестываемая волнами площадь, которая могла бы служить местом сосредоточения необходимых материалов и машин, а также расположения жилого поселка для строителей подводного предприятия. Ведь сама строительная площадка будущего завода находится глубоко под водой и, естественно, не может использоваться для размещения складов, подсобных сооружений и тем более жилых помещений.

В распоряжении строителей лишь вечно подвижная, зыбкая поверхность океана, которую можно успешно использовать только для транспортной связи с берегом. Пожалуй, это единственное преимущество: к будущему океанскому предприятию не нужно прокладывать специальных дорог. Зато в остальном положение кажется весьма затруднительным. Впрочем, не будем отчаиваться, а постараемся, внимательно рассмотрев современное состояние техники, найти пути для преодоления поставленных природой препятствий.

Для начала вспомним, что в наши дни на просторах океанов работает множество (и число их растет) огромных плавучих заводов, перерабатывающих в пищевые продукты китов, рыбу, крабов и других морских животных непосредственно в районе промысла.

Так, современная база китобойной флотилии, по существу, является огромным плавучим городом. На базе расположены большой механизированный завод, перерабатывающий туши китов в разнообразные продукты, и многочисленные помещения, где живет более 500 человек. Если же учесть, что база обслуживает до 20 китобойных судов, на которых трудится около 600 человек, то всю китобойную флотилию можно считать плавающим городом с населением в тысячу с лишним человек. Примером современного "плавучего города" может служить советская рыбопромысловая база "Восток" с населением более 500 человек. Таким образом, плавучие суда-заводы уже могут служить как бы прообразом плавучих баз для строительства и эксплуатации океанских предприятий.

Теперь дадим некоторую свободу воображению и попытаемся представить подводное предприятие будущего, например рудник, и расположенный над ним плавучий город.

Совершенно ясно, что этот промышленный комплекс должен состоять как бы из двух этажей. Первый этаж - производственная часть, расположенная на дне океана, второй этаж - обслуживающий, находящийся на поверхности. Вот о "втором этаже" мы и поговорим.

Можно предположить, что наш воображаемый плавучий город весьма отдаленно, но все же будет напоминать современные крупные океанские суда. Его построят на судостроительном заводе, отбуксируют в заранее намеченный район океана и на более или менее длительное время установят на месте, отдав несколько якорей большой держащей силы.

Корпус плавучего города-базы можно изготовить из стали или прочного железобетона. Наше "судно" должно иметь значительные размеры. Длина не менее 1000 м, ширина около 300 м и большая высота борта необходимы для того, чтобы иметь внутри корпуса просторные помещения. Ведь в городе-базе требуется разместить мощную электростанцию, ремонтный завод, цехи, склады, ангары глубоководных аппаратов и многие другие вспомогательные хозяйства, а также помещения, необходимые как для строительства и обслуживания подводного предприятия, так и для обеспечения нормальных бытовых условий населению самого города.

К городу-базе станут швартоваться транспортные суда, обеспечивающие связь с берегом - "большой землей". Они будут доставлять материалы, машины, оборудование, продовольствие и другое снабжение, необходимое для производственной деятельности и жизни людей. Транспортные суда могут также отвозить в порт добываемые с глубин полезные ископаемые (если их транспортировка не будет выполняться подводными судами-автоматами). Таким образом, наш город-база должен быть и городом-портом; форма его корпуса должна обеспечить удобную швартовку судов.

На палубе потребуется установить мощные грузовые краны и лебедки, мачты и антенны, разместить вертолетные площадки, посты управления и различные устройства.

Кстати, совсем не обязательно, чтобы наш плавучий город имел вид обычного судна. Можно, например, сделать его двухкорпусным по типу судов-катамаранов, уже появившихся на реках нашей страны, или в виде огромной (может быть даже и составной) подковы. Тогда защищенное пространство внутри этой подковы служило бы местом стоянки транспортных судов.

Во всех случаях плавучий город должен быть неподвижным, а ведь океан редко бывает спокойным! Ясно, что нужно поставить плавучий город на якоря.

Морякам всего мира якоря известны с незапамятных времен. Но морякам обычных судов - больших и малых - приходится отдавать якоря только на малых глубинах, а кроме того, незначительные перемещения судна, стоящего на якоре, как правило, вполне допустимы. В нашем случае глубина под килем может быть очень большой!

Ветер, течения и волны стремятся сдвинуть стоящее на многочисленных якорях огромное судно. Направление воздействующих на судно сил все время изменяется, что намного усложняет решение задачи, так как придется непрерывно регулировать натяжение всех якорных канатов. Для этого каждый якорный канат должен иметь свою лебедку - брашпиль, а всеми лебедками должна управлять машина-автомат. На дне находятся неподвижные ориентиры - маяки-ответчики. Ультразвуковые приборы машины-автомата держат их в поле своего "зрения"; стоит городу сместиться в сторону, как автомат немедленно обнаружит движение относительно дна, даст сигнал-команду и заработают брашпили, выбирая якорные канаты и возвращая город в прежнее положение.

Читатели, не знакомые с морским делом, вряд ли осознают всю сложность постановки такого огромного судна на якоря на многокилометровых глубинах. Вот, например, проблема выбора якорных канатов. Канат должен выдерживать не только вес якоря и собственный вес (а чем канат толще - тем его собственный вес больше!), но и огромные усилия, возникающие, например, при действии штормового ветра на судно. Напомним, что стальной трос диаметром 25 мм при длине 9 км уже не выдерживает даже собственного веса. Наилучшим материалом являются тросы из синтетического волокна: они не только прочны, но и очень легки, что особенно важно, кроме того, они не подвержены коррозии в 'морской воде. Естественно, что верхняя часть якорного каната должна выдерживать большие усилия, чем нижняя, поэтому и диаметр троса должен быть переменным - увеличивающимся с уменьшением глубины...

Есть и другие возможности удержать город на месте. Можно обойтись вообще без якорей и "держаться" не за дно, а за воду. Представьте, что под огромным плоским днищем корпуса установлены крыльчатые движители. Когда в океане мертвый штиль, движители неподвижны, но стоит подуть ветру или увеличиться волне, как автоматы включат мощные электродвигатели и движители начнут работать. Послушные команде автомата они будут создавать упор, равный и направленный противоположно действию ветра и волн. Эти же движители можно использовать в качестве ходовых, если плавучий город потребуется переместить в другой район океана.

Плавучий город над глубоводным заводом

Якорные канаты или мощные движители прочно удержат океанский город на месте. А как же быть со штормом? Огромные океанские волны, обрушиваясь на плавучий город, раскачивают его. Непрерывная качка будет нарушать нормальную работу машин и беспокоить население. Удары волн могут причинить городу немало бед. Известно, что при ударе о препятствие океанские волны достигают порой высоты 60 м, а стихийная мощь штормового прибоя разрушает железобетонные портовые молы (так, с волнолома Вик в Шотландии однажды была сдвинута стена весом в 1350 г).

Оказывается, есть средство и против штормовых волн. Инженеры называют его пневматическим волноломом. Принцип устройства волнолома прост и вполне применим для защиты города-базы. На глубину около 20 м, на расстоянии примерно 300 м вокруг города погружают пластмассовую трубу со множеством небольших отверстий. Труба удерживается на поплавках, которые не дают ей тонуть, а чтобы труба не всплыла на поверхность, ее ставят на якоря. Дырчатая труба волнолома, опоясывающая акваторию города, соединяется с компрессорной станцией.

За состоянием моря зорко наблюдают особые автоматы. Если океанские волны небольшие, сила которых не может вывести огромное судно-базу из состояния покоя, волнолом не работает; но как только размеры волн станут угрожающими, автоматы включат мощные компрессоры и сжатый воздух устремится в пневматический волнолом. Бесчисленные пузырьки воздуха станут стеной вокруг океанского города, не подпуская к нему волны.

Каким же образом воздух удерживает огромные океанские волны, способные опрокинуть плиты весом в тысячи тонн? Любознательный читатель может в специальной литературе узнать о происхождении и характере морских волн, которые достигают высоты 25 м. Мы отметим другое: при достаточной глубине волна сохраняет свою форму, но если ее подошва начинает притормаживаться на мелком месте или задевает за подводные рифы, волна теряет равновесие. Ее верхняя часть как бы обгоняет подошву; в результате появляется высокий, загнутый вперед гребень, и водяной вал опрокидывается. Это явление знакомо каждому, кто наблюдал морской прибой и видел, как "спотыкаются" волны, если на их пути встречается мелкое место или подводные камни.

Стена из воздушных пузырьков, конечно, не останавливает волны; она действует иначе. Когда огромная волна накатывается на пневматический волнолом, передний край ее подошвы вместо водяной опоры встречает как бы глубокий ров, заполненный легкой подвижной смесью воды и воздуха. Равновесие волны сразу нарушается. Ее подошва глубоко проваливается в этот воздушный ров, и тяжелый штормовой вал с ревом обрушивается, как будто на его пути встречается подводная гряда камней.

Чем сильнее шторм, тем гуще и шире становится воздушная завеса вокруг плавучего города. Шторм любой силы может бушевать в океане, но даже самые огромные волны не смогут преодолеть воздушную преграду, и внутри замкнутого пневматического волнолома всегда будет спокойная поверхность воды, покрытая лишь мелкой рябью.

Глубоководный завод может сообщаться с надводной базой Огромной шахтой, проходящей через весь корпус базы в ее средней части. Это - ворота в глубоководный мир, начало пути всех грузов, оборудования и машин к подводному заводу. Над шахтой установлены мощные грузоподъемные краны, при помощи которых спускают на дно или поднимают на базу необходимые грузы. Стены шахты облицованы пневматическими матами, напоминающими резиновые надувные матрацы. Поэтому случайный удар о стенку шахты поднимаемого аппарата или груза не причинит ему какого-либо повреждения.

Створчатыми воротами шахта соединена с цехами и складами, находящимися на внутренних палубах, расположенных выше ватерлинии. Через открывающиеся в стене шахты ворота груз вкатывают в межпалубное помещение нужного этажа.

Подводный контур шахты обрамлен мощными светильниками, посылающими в пучину океана яркие лучи зеленого света. Зеленый свет служит ориентиром для подводника, когда он в своем аппарате приближается к входу в шахту. Но при всплытии всегда - существует опасность удара, поэтому днище корпуса-базы тоже должно быть покрыто пневматическими матами.

Многоэтажный корпус плавучего города-базы уходит глубоко вниз, и большая часть его этажей находится под водой. Это - город как город, с удобными квартирами, школами и детскими садами, клубами, стадионами и магазинами, со всеми удобствами, необходимыми для нормальной жизни и работы его обитателей.

В "подводных этажах" можно разместить мощную электростанцию для снабжения электроэнергией глубоководного предприятия и всего города. День и ночь будут работать бесшумные турбогенераторы, посылая потоки энергии многочисленным потребителям. Электростанция, конечно, должна быть полностью автоматизирована; лишь изредка специальный сигнал будет вызывать наладчиков для предупреждения возможной аварии. В особом помещении размещается компрессорная станция - надежный защитник города от океанских волн.

В подводных этажах будет находиться также ремонтный завод с разнообразными цехами, обеспечивающий безаварийную работу многочисленных подводных и надводных машин. Ниже сосредоточены складские помещения, в которых хранятся резервные машины, запасные детали, материалы, продовольствие и другое оборудование завода и города. В самом низу хранятся жидкое топливо, смазочные масла и жидкие грузы.

Автоматизированные системы трубопроводов распределяют по всему городу пресную и забортную воду и подают топливо к турбинам электростанции; система внутригородских конвейеров и лифтов перемещает твердые грузы.

Во все помещения подается кондиционированный воздух; особые системы изоляции обеспечивают тишину в каждой квартире и в общественных помещениях. В зависимости от назначения глубоководного предприятия в океанском городе могут жить сотни и даже тысячи людей. Для них, этих тружеников глубин, должны быть созданы все удобства, которые позволят им забыть оторванность от родных берегов и привычных условий "сухопутной" жизни.

Глубоководники, живущие в городе, - это шахтеры моря. Утром, защищенные прочной оболочкой батиандра, они уходят на дно, спускаясь в толщу воды, вниз, как на многокилометровом бестросовом лифте, а после окончания работы в темных глубинах моря возвращаются наверх в привычный мир воздуха и солнца.

Производственные процессы на дне океана будут автоматизированы, поэтому управление подводной техникой должно осуществляться дистанционно с центрального поста, расположенного в городе. Но многим глубоководникам придется "нырять" на завод для монтажа, осмотра и наладки подводных агрегатов, устранения неисправностей и т. п.

Путь от дома до места работы может составлять, например, 6 или 8 км; поэтому надо сделать так, чтобы погружение или подъем не занимали много времени. Можно предположить, что наши глубоководники будут иметь в своем распоряжении быстроходные батискафы, и в том числе многоместные "автобусы". Очевидно, деятельность океанского города будет сопровождаться периодической отправкой глубоководных аппаратов с рабочими и исследователями. После выполнения заданий глубоководные аппараты будут подниматься и устанавливаться в ангаре. Для перемещения аппаратов внутри города-базы необходимы специальные рельсовые пути с платформами и большие лифты (наподобие самолетоподъемников на авианосцах).

Ангар представляет просторное светлое помещение, в котором вдоль стен устанавливают глубоководные аппараты различного назначения: батискафы-автобусы для группового плавания, спасательные, исследовательские, разведочные глубоководные корабли и индивидуальные рабочие аппараты-батиандры.

Специальный персонал осматривает и готовит каждый аппарат к очередному погружению. Затем люди садятся в аппарат, входные люки закрываются и проводится окончательное опробование всех приборов, устройств и механизмов аппарата. Только после самого тщательного осмотра готовый к погружению аппарат с находящимися в нем людьми (или батиандр с одним человеком) передвигается на платформу лифта. Нажимается кнопка - и лифт опускается вниз, под днище плавучего города. Оказавшись под водой, глубоководный аппарат чуть всплывает, отрываясь от платформы, и своим ходом покидает лифт.

На верхней палубе города-базы располагается площадка для вертолетов, способных летать на большие расстояния и поддерживать постоянную связь с ближайшим наземным аэропортом. Аэродромом для посадки многоместных гидросамолетов может служить и окружающая город акватория, защищенная пневматическим волноломом.

На этой же акватории стоят транспортные суда. Это и быстроходные подводные суда-автоматы, и огромные надводные суда-катамараны для перевозки особо громоздких грузов и сооружений. Здесь же разъездные суда на воздушной подушке и быстроходные пассажирские лайнеры на подводных крыльях и "старомодные" водоизмещающие суда. Разумеется, все погрузочно-разгрузочные работы в порту автоматизированы.

Над надстройками, имеющими обтекаемую форму (для уменьшения давления ветра), возвышаются мачты, на которых установлены радиолокационные, телевизионные и радиоантенны, а в темное время зажигаются сигнальные огни. Впрочем, освещенные окна, яркие палубные люстры и прожекторы освещают окружающую тьму, и зарево ночного города на океанской равнине видно за много миль!

В особом помещении расположен главный диспетчерский пункт, откуда ведется управление глубоководным предприятием. Здесь же дежурят диспетчеры, поддерживающие, постоянную связь со всеми работниками, находящимися в глубине океана.

На огромном экране ультразвукового телевизора будет видна вся панорама подводного хозяйства. При желании можно рассмотреть отдельные районы, например, участок работы того или иного глубоководника. Для этого достаточно изменить надстройку аппарата и в увеличенном масштабе выделить интересующий участок. На случай аварии в распоряжении диспетчера имеются мощные и быстроходные аварийно-спасательные глубоководные суда, способные снять людей с аварийных аппаратов и прибуксировать их к городу.

Можно предположить, что со временем на безграничных просторах Мирового океана появятся подобные плавучие города, выполняющие самые различные функции: обслуживание глубоководных добывающих предприятий, подводных или надводных промысловых флотилий, разведение морских животных и рыб, а также проведение других работ, связанных с длительным пребыванием в океане. Это может быть, наконец, плавучий научный городок ученых-океанологов с соответствующим вузом и студенческим общежитием!

Кстати говоря, идея плавучего города-острова не нова: достаточно упомянуть два романа Жюля Верна - "Плавучий остров" и "Плавающий город". Первый из них неоднократно переиздавался и, безусловно, известен советскому читателю, а вот второй на русском языке не печатался уже лет пятьдесят. Самое интересное, что этот роман совсем не "фантазия". Его основу составило описание реально существовавшего тогда судна Грейт Истерн, огромные размеры которого поражали современников. Характеризуя возможности судостроения наших дней, мы уже говорим о судах водоизмещением около 1 млн. т. Теперь уместно напомнить, что Грейт Истерн, о котором Жюль Берн с восхищением писал как о плавающем городе, имело водоизмещение в тридцать раз меньше! Таков прогресс техники за истекшие сто лет.

Теперь идея создания большого плавучего города-острова уже вышла из области фантастики и стала предметом внимания инженеров.

Так будет выглядеть город по проекту японских инженеров

Коллективом японских архитекторов разработан проект плавающего города, который должен быть расположен в открытом море (хотя и не очень далеко от берега). Город будет иметь вид не обычного судна, а настоящего острова. Это гигантская круглая железобетонная платформа диаметром до 800 му выступающая из воды всего на несколько метров. Плита поддерживается на поверхности моря плавучими жилыми зданиями, находящимися под водой, и огромными шаровыми понтонами, расположенными внизу по периметру платформы.

Каждое жилое здание - по сути дела тоже понтон - имеет цилиндрическую форму и представляет многоквартирный дом, уходящий в глубину моря более чем на 30 м. Из окон домов открываются чудесные картины подводного мира. Установки искусственного климата обеспечивают жителям подводных квартир нормальные условия жизни. В центре каждого здания имеются лифты и лестницы, соединяющие все этажи с открытой поверхностью города.

Плавучему городу не страшны землетрясения, весьма часто повторяющиеся на японских островах, а для защиты города от натиска волн по краю платформы поставлен высокий и прочный бетонный барьер.

На острове проложены транспортные магистрали, имеются скверы, спортивные площадки, магазины, кинотеатры и другие общественные здания; здесь же находятся и посадочные площадки для вертолетов. В городе могут быть расположены различные заводы и фабрики, но он особенно удобен для размещения людей, занятых морским промыслом и переработкой морских продуктов.

Не за горами то время, когда на просторах океана будут воздвигнуты настоящие морские города с электростанциями и цехами, ангарами для надводных и глубоководных судов и многоэтажными домами со всеми удобствами современной городской жизни. Для строительства плавучих городов необходимы совершенно новые технические средства.

Для освоения океана потребуются не только плавучие, но и подводные города. Такой город спроектирован американской фирмой "Дженерал Электрик". Он будет установлен на дне океана между Африкой и Южной Америкой на глубине 3840 м.

Выбранное для глубоководного города место представляет комплекс холмов, на которых легко закрепить жилища океанавтов. Глубоководные дома будут составлены из множества батисфер диаметром около 4 м. Постройку города, предназначенного для океанографических исследований, предполагается осуществить к 1980 г.

В 1968 г. в Англии разработан проект большого города на 30 000 жителей, который будет построен в море в виде огромного 16-этажного амфитеатра на сваях внутри лагуны. Лагуна должна обогреваться теплыми водами от расположенных в городе предприятий. Диаметр амфитеатра несколько больше 1 км. Пояс пластмассовых мешков, наполненных водой, окружает город и служит первой защитой от волн, а выпуклые стены амфитеатра отклоняют ветер. Энергию должна поставлять электростанция, работающая на природном газе. Внутри города будут ходить электрические автобусы, работающие на батареях, а связь с берегом - осуществлять суда на воздушной подушке и вертолеты.

Главным занятием населения будет рыболовство, консервное производство, добыча нефти и газа, ценных химических веществ и благородных металлов из концентрированных соляных растворов, строительство мелких судов. Предусмотрена постройка жилых домов с искусственным охлаждением и отоплением, больниц, библиотек, театров, разбивка городских садов.

Город предполагают построить у восточного побережья Англии.

Глубоководный город (проект американских инженеров)

Очевидно, плавучие и подводные города и другие большие океанские сооружения будут строить крупными блоками на береговых предприятиях, а затем собирать в океане. Само появление и рост морских свайных городов, на которых воздвигаются светлые многоэтажные здания, строительство подводных лабораторий, проекты плавучих и глубоководных городов служат залогом того, что и создание океанских городов по силам человеку XX в.