Настоящее и будущее глубоководных аппаратов

Многочисленные погружения"ФНРС-Ш", "Триеста" и "Архимеда" доказали, что батискафы хорошо управляемы и безопасны в работе. Невольно возникает вопрос: действительно ли есть смысл заниматься чисто научными исследованиями на глубинах свыше одного-двух километров? Почему во всех индустриально развитых странах военные, научные и даже частные круги так живо интересуются усовершенствованием аппаратов всех размеров и типов, служащих для глубоководных океанографических исследований? Некоторые из этих аппаратов уже действуют, другие - строятся или проектируются. Описывать их здесь было бы скучно, и я отсылаю читателя к специальным работам, например, к книге "The Deep Sea Submersible" ("Глубоководный аппарат"), недавно появившейся в Соединенных Штатах; в ней на четырехстах двадцати страницах дан целый каталог, включающий примерно шестьдесят аппаратов, которые уже существуют или появятся в ближайшем будущем. Учитывая все умножающиеся требования ученых всех специальностей, а также материальные потребности развития современного общества, можно утверждать, что проектируемые сейчас глубоководные снаряды легко найдут себе применение или послужат прототипами новых моделей, которые появятся в ближайшем будущем.

Схематически погружающиеся аппараты можно разделить на три типа.

К первому типу относятся все аппараты, пилотируемые или беспилотные, которые опускаются на тросе с надводного судна, лежащего в дрейфе или имеющего ход,- то есть так называемые привязные аппараты.

В категории привязных беспилотных аппаратов следует различать две разновидности. Одни - такие, как "Тройка" капитана 1-го ранга Кусто; их просто буксируют на заданной глубине, причем имеющиеся на них фотокамеры автоматически производят съемку. Другие аппараты обладают ограниченной возможностью маневрирования - это так называемые беспилотные телеуправляемые аппараты. Они оборудованы двигателями и получают ток по трос-кабелю, на котором они опускаются с судна-базы. Наличие телекамер позволяет осуществлять телеуправление аппаратом с борта надводного судна. Трос-кабель служит также для буксировки аппарата в погруженном состоянии. Таковы, например, "Теленаут" Французского института нефти или "CURV", использованный военно-морским флотом США для поиска и подъема бомбы, затонувшей в море в районе Паломареса.

Существуют привязные аппараты и с экипажем. Хотя Бибу удалось на своей батисфере достигнуть глубины 1000 метров, но эти аппараты обычно используются для спуска на небольшие глубины.

Советский "Атлант" доставляет наблюдателя на глубину 300 метров¹, японский аппарат "Куросио" позволяет пяти-шести ученым работать на глубине 200 метров. Подобные аппараты служат для изучения фауны и флоры малых глубин, а исследования, проводимые с их помощью, позволяют совершенствовать методы ловли рыбы.

¹ (Рабочая глубина погружения "Атланта" составляет 100 метров.- Прим.. ред.)

Прообразом глубоководных снарядов второго типа является подводная лодка: они самоходны, принимают на борт значительное число людей; но принцип их действия не имеет ничего общего с батискафом, плавучесть которого обеспечивается за счет поплавка, наполненного бензином. В настоящее время аппаратами этого типа располагают все или почти все индустриально развитые страны; особенно много таких глубоководных аппаратов в Соединенных Штатах. Несколько аппаратов этого типа эксплуатируются военно-морским флотом США; кроме того, собственные аппараты имеют крупные фирмы, занимающиеся исследованием морского дна,- "Дженерал моторс", "Дженерал электрик", "Вестингауз электрик", "Дженерал дайнамик", "Рейнолдс интернэшнл". Размеры этих аппаратоз бывают самыми разными, порою вес их достигает 50 тонн; но, как правило, эти глубоководные аппараты отличаются малым весом и небольшими размерами, что облегчает транспортировку их, спуск на воду и возвращение на судно-базу.

Из числа аппаратов данного типа укажем на следующие: "ныряющее блюдце" Кусто (вес - 5 тонн, максимальная глубина погружения - 300 метров), американский "Дипджип" (5 тонн, 600 метров) и несколько моделей "Стар", в том числе "Стар-Ш" (9 тонн, 600 метров), а также "Сабмарей" (2 тонны, 300 метров), "Сабманаут" (3 тонны, 300 метров), "Перри сабмарин" (7 тонн, 200 метров). В недалеком будущем мы услышим и о других аппаратах. Это - новое "ныряющее блюдце" Кусто (1200 метров), "Джеминаут" (12 тонн, 2200 метров), "Дипстар" системы Кусто - "Вестингауз" (10 тонн, 1200 метров) и "ныряющее блюдце" Кусто (3000 метров) с судном-базой "Командор Шарко".

Весьма различные по форме и виду, эти глубоководные аппараты требуют для постройки самых различных материалов - от обычной стали до специальных сталей, изготовляемых для нужд космической техники. Корпуса некоторых аппаратов делаются из пластиков.

Наряду с аппаратами ограниченных размеров не надо забывать и об обычных подводных лодках: "Йомиури" (35 тонн, 300 метров), "Мезоскаф" (170 тонн, 7,5 метра), построенный для посетителей Лозаннской выставки и вмещающий 40 пассажиров (его довольно трудно использовать для океанографических исследований); "Северянка" (80 метров) - советская подводная лодка, приспособленная для океанографических целей; "Дельфин", принадлежащий военно-морскому флоту США (920 тонн, 1300 метров), и "Дипквест" (50 тонн, 2000 метров).

Следует особо отметить аппараты "Алвин" и "Алюминаут"; названия их хорошо известны широкой публике, поскольку о них говорилось в газетных отчетах об операции в районе Паломареса. "Алвин" сочетает в себе принципы подводной лодки и батискафа: при погружении балластная цистерна заполняется морской водой, а затем насосом внутрь прочного корпуса перекачивается масло, содержащееся в эластичных емкостях, и таким образом уменьшается объем аппарата. Для всплытия нужно проделать те же операции, но в обратном порядке, причем балластная цистерна продувается сжатым воздухом. Этот аппарат может погружаться до 1800 метров, весит он 13 тоня. Кроме сжатого воздуха, плавучесть его обеспечивается комплектом блоков из пенопласта, выдерживающих высокое давление. Толщина прочного корпуса - 3,4 сантиметра, легкий корпус имеет толщину всего 2,3 миллиметра.

Второй аппарат - "Алюминаут" - назван так потому, что корпус его изготовлен из сплава алюминия. Весьма непросто построить такой аппарат. "Алюминаут" рассчитан на глубину 4800 метров. Водоизмещение - 80 тонн; в отличие от "Алвина", этот аппарат не имеет цистерн, которые можно продуть сжатым воздухом, чтобы начать всплытие. При всплытии на "Алюминауте" применяют ту же технику, что и на батискафе,- сбрасывают твердый балласт.¹

¹ (В издаваемой у нас литературе ранее об этом не упоминалось.- Прим. ред. )

Эти два американских аппарата убедительно продемонстрировали свои возможности при совершенно особых обстоятельствах. Сменяя друг друга или работая одновременно на больших глубинах, они с помощью уже упоминавшегося "CURV" обнаружили, а затем подняли на поверхность знаменитую атомную бомбу, угрожавшую океану радиоактивным заражением.

Но и сам "Алвин" попал в историю, из-за которой чуть не был навсегда исключен из списков глубоководных аппаратов. 16 октября 1968 года в 135 милях к юго-востоку от -Вудс-Хола - крупного океанографического центра, где был сконструирован этот аппарат,- "Алвин" всплыл после очередного погружения. Когда его поднимали на борт судна-базы, он сорвался: лопнули стальные тросы лебедки. Люк глубоководного снаряда был открыт, и двоим членам экипажа, находившимся на его борту, удалось спастись. Сам же "Алвин" затонул на глубине 1500 метров. Чтобы зафиксировать его местонахождение, на поверхности был установлен буй. Оказавшиеся в этом районе суда совместными усилиями составили подробную карту дна. Управление военно-морских исследований, которому принадлежала эта подводная лодка, решило сделать все возможное, чтобы поднять ее. Уже в конце 1968 года была предпринята первая попытка, в которой участвовал "DOWB" - аппарат, рассчитанный на глубину 2000 метров.

Из-за плохой погоды и неисправности в механизмах, которая выявилась на "DOWB", эта попытка провалилась. В июне 1969 года в тот же район было направлено океанографическое судно ВМС США "Мизар", снабженное специальным океанографическим оборудованием, с целью найти "Алвин" и попытаться его заснять. Ранее "Мизар" весьма успешно действовал, принимая участие в подобной операции: он обнаружил и детально заснял "Скорпион" - атомную подводную лодку военно- морского флота США, затонувшую к югу от Азорских островов.

Буй, поставленный над "Алвином", исчез - безусловно, в результате столкновения с каким-то кораблем. Тем не менее "Мизару" потребовалось на поиски меньше двух недель. Фотоснимки показали, что "Алвин" мало пострадал от падения в воду и продолжительного пребывания на дне. Управление военно-морских исследований приняло решение поднять аппарат. Снова прибегли к услугам "Мизара". Спасательная флотилия состояла из нескольких судов, главным из которых был "Алюминаут". Наиболее сложная часть спасательной операции заключалась в том, чтобы завести траверсу¹ в люк "Алвина", оставшийся открытым после аварии. Подцепив аппарат на траверсу, как на крючок, можно было поднять его. Первая попытка 19 августа закончилась неудачей. Экипаж "Алюминаута" был переутомлен, к тому же оказалось, что необходимо изменить некоторые детали конструкции траверсы. Флотилия вернулась на базу. Следующая попытка состоялась 27 августа. На сей раз после напряженной работы, продолжавшейся 8 часов 20 минут и совершенно измотавшей весь экипаж, пилот "Алюминаута", изнемогавший от усталости, сумел, наконец, завести пресловутую траверсу в люк. ,Алвин" попался на крючок; поднять его на поверхность было, конечно, нелегко, но в конце концов это удалось. Какие выводы можно сделать из этой операции? Прежде всего, стало ясно, что некоторые работы можно производить на глубине 1500 метров и даже ниже. Однако не следует думать, что мы уже располагаем средствами для подъема затонувших подводных лодок. "Алвин" весил всего несколько тонн, обычная же подводная лодка весит 1000 - 2000 тонн. К тому же работу спасателей облегчило то обстоятельство, что в момент аварии люк "Алвина" оставался открытым.

¹ (Траверса - короткая балка, к середине которой крепится трос.- Прим. ред.)

Совершенно по-иному обстоит дело со спасанием экипажа затонувшего глубоководного аппарата. Здесь приходится принимать во внимание фактор времени, и без "Deep Submergence Rescue Vehicle" ("DSRV" - глубоководного спасательного аппарата) тут не обойтись. Но прежде чем перейти к этому специальному классу аппаратов, продолжим описание различных моделей, способных действовать на больших глубинах.

Третий тип погружающихся аппаратов образуют собственно батискафы. В настоящее время существуют только два таких аппарата - "Архимед" и "Триест"; при этом последний используется исключительно для обучения будущих специалистов- спасателей. "Архимед" - единственный батискаф, способный совершать океанографические экспедиции на большие глубины. Не следует ли уже сейчас подумать о преемнике для него? Если не позаботиться о будущем, Франция может в один прекрасный день остаться, так сказать, с носом. Чтобы осветить подробнее виды на будущее, я просил моего друга Пьера Вильма, чей авторитет не подлежит сомнению, высказать в конце этой книги свою - инженерную - точку зрения по этому вопросу.

Подготовка пилотов будущих батискафов, которую с помощью "Триеста" пытается наладить военно-морской флот США, проводится в рамках программы DSRV (Deep Submergence Rescue Vehicle). Речь идет о малогабаритных подводных лодках, состоящих из двух соединенных между собой сфер, такие лодки могут погружаться на глубину до 1500 метров; основная сфера снабжена "юбкой", предназначенной для стыковки с люком глубоководного аппарата, потерпевшего аварию; состыковавшись с люком, "юбка" образует шлюз. Такие подлодки можно разобрать на секции и перевозить их на самолетах, доставляя в отдаленные от базы районы, туда, где ведутся спасательные работы,- если только авария произошла на такой глубине, на которой корпус подводной лодки может выдержать давление.

Первый аппарат этого рода был спущен на воду в Сан-Диего 24 января 1970 года; длина его - 15 метров, водоизмещение - 30 тонн. В перерывах между спасательными работами - а катастрофы, к счастью, очень редки - DSRV будут заниматься океанографическими исследованиями.

Но вернемся к "Архимеду". Здесь я снова должен признаться, что мне очень часто задают вопрос: "Зачем нужен батискаф?" И я не могу удержаться от того, чтобы вновь не вступить в бой со всеобщим скептицизмом в отношении возможностей нашего аппарата. С тех пор как появились батискафы, к их помощи прибегают всякий раз, когда на большой глубине происходит несчастный случай. После гибели "Трешера" "Триест", спешно доставленный в район происшествия, совершил несколько погружений; его экипаж сумел обнаружить подводную лодку и заснять некоторые части остова. Операции, которыми он занимался, являются, разумеется, военной тайной, но, не рискуя ошибиться, можно утверждать, что батискаф занимался также измерением радиоактивности морской воды в том районе, где погибла подводная лодка.

Говоря об этой операции и о работах, которые вели "Алвин" и "Алюминаут" в районе Паломареса, следует отметить отличные результаты военно-морского флота США в области навигации на больших глубинах, точного определения местонахождения аппаратов, а также подводной связи. Понятно, что в толще океанских вод нет никаких естественных ориентиров; роль же искусственных весьма ограничена плохим обзором; даже самые мощные прожекторы позволяют пилоту глубоководного аппарата видеть на расстоянии всего 10 - 20 метров.

При поисках как "Трешера", так и бомбы, затонувшей в районе Паломареса, американцы пользовались гидроакустическими маяками. Сброшенные с палубы вспомогательного судна, следовавшего постоянным курсом, сигнальные буи образовали на дне прямоугольную сетку координат. Подводные маяки позволяют взять столь точный пеленг, что "Алвин" и "Алюми- наут" несколько раз сумели с их помощью устроить рандеву в море и сменять друг друга при выполнении задания. Такие подводные работы, конечно, не лишены риска; "Алвин", например, едва не запутался в стропах парашюта водородной бомбы; аппарат не остался на дне только благодаря хладнокровию и находчивости своего пилота.

Все увеличивающееся число атомных подводных лодок, полеты самолетов с ядерными бомбами на борту, появление в ближайшем будущем мирных торговых судов с атомными двигателями, естественно, заставляют нас задуматься над вопросом, не стоит ли заранее создать средство, которое в случае катастрофы позволило бы предотвратить опасность радиоактивного заражения или любого другого вида загрязнения Мирового океана. Гибель "Торри кеньона" только подчеркнула актуальность этой проблемы. При этом надо иметь в виду, что даже 100000 тонн нефти, разлитой по поверхности океана,- это пустяк в сравнении с опасностью радиоактивного заражения.

Батискаф может опуститься на любую глубину, экипаж его имеет возможность исследовать морское дно; кроме того, батискаф способен поднимать весьма солидные предметы (груз весом 5 - 6 тонн вполне под силу "Архимеду") или же руководить работой автоматических аппаратов. Даже если не углубляться в мир идей научной фантастики, следует подумать о строительстве уже в настоящее время спасательного батискафа, способного обнаруживать на дне ядерное топливо и участвовать в подъеме его на поверхность? Могут возразить, что оно безвредно, поскольку находится, скажем, внутри корпуса затонувшей бомбы.

А что если в момент аварии корпус окажется поврежден? Возьмем обычные торпеды, начиненные взрывчаткой. Разве международные соглашения не предусматривают, что всякое устройство, не попавшее в цель, должно автоматически пойти ко дну после истощения запаса энергоресурса?

В усовершенствовании техники и создании приборов для навигации на больших глубинах заинтересованы не только военные. Разумеется, морские державы, имеющие подводные лодки с атомными двигателями, в первую очередь занимаются этими проблемами. И все же подобными вопросами - пусть и по разным причинам - занимаются ученые многих стран. Точность запуска ракет, например, зависит от того, с какой точностью штурман определит координаты своего судна. К тому же, учитывая, что глубоководный аппарат целые недели, а то и месяцы не поднимается на поверхность, навигация и подводные рандеву также требуют точного знания местонахождения. Неудивительно поэтому, что военно-морской флот США, например, чрезвычайно заинтересован в установке на морском дне стационарных станций, играющих в известной мере роль подводных маяков.

Создание сети таких маяков в глубинах океанов несомненно отвечает нуждам развивающегося подводного транспорта. Сейчас уже думают о строительстве больших подводных грузовых судов, и ввод их в эксплуатацию ознаменует значительный шаг вперед в развитии транспорта; и тогда придется всерьез заняться организацией навигации на больших глубинах. Во многих случаях подводное грузовое судно, не боящееся штормов, сможет выбирать более короткие маршруты. Один из таких маршрутов, проходящий под Северным полюсом, свяжет между собой Западную Европу и Дальний Восток. Ориентируясь с помощью гидроакустических маяков, установленных на дне, грузовые подводные суда смогут пересекать Арктику под вечными льдами.

Сейчас, в середине XX века, человек приступает к завоеванию двух сред, которые до сих пор оставались для него недоступными, - это космос и большие глубины. Хотя подвиги космонавтов более эффектны, задачи, стоящие перед океанографами, представляют более непосредственный практический интерес; они, можно сказать, жизненно важны для человечества, поскольку связаны с проблемой питания. Могут возразить, что итоги шестилетней эксплуатации "Архимеда" довольно скромны: замечено несколько рыб, открыты различные формы подводного рельефа, испытаны и нормально функционируют кое-какие измерительные приборы. Но все это - только начало, и специалисты уже сейчас задумываются над строительством более легких и менее дорогостоящих батискафов из пластиков, которые будут иметь не поплавки с бензином, а цистерны с твердым веществом, удельный вес которого меньше удельного веса воды - например, с пеносмолами, то есть опять-таки с синтетическими материалами.

Некоторые из этих материалов уже используются при строительстве ряда американских аппаратов, но стоимость их остается слишком высокой, а применение носит пока только опытный характер. Мы еще плохо знаем их коэффициент надежности. Однако нет никаких сомнений в том, что через несколько лет благодаря прогрессу в технике мы сможем строить легкие и недорогостоящие батискафы.

Надводное судно в известной мере всегда будет зависеть от прихотей моря. Хотя в борьбе с качкой корабля уже достигнуты известные успехи, все же волнение на море слишком часто срывало погружения "Архимеда", препятствовало его буксировке. В скором будущем начнется, вероятно, строительство подводных океанографических судов, которые смогут в погруженном состоянии спускать или принимать обратно на борт один или несколько батискафов.

Эти аппараты должны быть автономны и обладать большим радиусом действия. Если говорить об источниках энергии, то "Архимед" располагает всего лишь аккумуляторными батареями; опыты, проводимые сейчас с топливными элементами¹, довольно многообещающи, и, по всей вероятности, их станут использовать на будущих батискафах, отчего эти аппараты сильно выиграют. К тому же весьма возможно, что когда-нибудь удастся создать малогабаритные атомные двигатели; тогда мы получим возможность строить батискафы либо очень легкие, либо весьма просторные, а это значит, что их можно будет оснастить целым рядом научных приборов, обслуживаемых многочисленным экипажем.

¹ (Топливные элементы - установка для получения энергии электрохимическим путем.- Прим. ред.)

Появление все большего числа аппаратов, расширение их возможностей потребуют, разумеется, и значительного увеличения расходов. И уже сейчас очевидно, что здесь, как и во всех других областях научных исследований, мы сумеем достичь желаемых результатов только благодаря международному сотрудничеству.

Первый батискаф - "ФНРС-III" - детище франко-бельгийского сотрудничества. На сегодняшний день - это пройденный этап; но разве не имеет смысла разработать более обширный план эксплуатации батискафов в пределах европейских вод или даже всей Атлантики? Во все времена море способствовало сближению континентов; не относится ли это и к толще океанских вод, к еще неизведанным морским глубинам, где таится столько сокровищ, где нас ждет столько сюрпризов?