Ступени вглубь

12 марта 1968 г. американская компания "Интер-нейшнл Андеруотер Контракторс" (ИАК) объявила, что ее водолазы установили новый рекорд глубины имитационного погружения - 335 м.

Глава и основатель ИАК (год рождения фирмы - 1958) Анри Галлерн был известной фигурой и в европейском подводном мире. Именно под его руководством исследовательское отделение "Сожетрам" в начале шестидесятых годов выполнило серию спусков в барокамере, завершившуюся покорением "глубины" 250 м. Однако, несмотря на несколько сравнительно удачных попыток, "Сожетрам" так и не смогла превысить общий уровень достижений, как это, например, удалось сделать "Комексу". Галлерн решил покинуть "Сожетрам" и окончательно связать свою судьбу с ИАК.

После нескольких удачных, но ничем не примечательных водолазных операций в США он понял, что и в Новом Свете ему постоянно грозит та же опасность - затеряться среди бесчисленных американских водолазных компаний. И тогда Галлерн сделал кардинальный шаг: он заказал уникальный по тем временам палубный комплекс длительного пребывания, способныS обеспечить работу шести "насыщенных" водолазов на глубинах до 305 м.

Фирма "Питтсбург Дес Монс Стил" изготовила корпуса отсеков, компания "Эйр Редакшн" разработала системы жизнеобеспечения и произвела у себя в лаборатории сборку и отладку всего оборудования. Завершающую фазу сдаточных испытаний комплекса решено было провести как имитационное погружение экипажа на расчетную глубину, а может быть - используя уже запас прочности конструкции - и глубже.

Гипербарический комплекс фирмы ИАК. В сферическом водолазном колоколе этого комплекса был взят старт 'гонки вглубь'

Галлерн спешил - его французская соперница "Комекс", отработав методику "погружений" на 300 м, готовилась к решающему штурму: эксперимент, целью которого было достижение 335-метровой глубины, должен был начаться со дня на день.

У всех водолазных компаний, претендующих на ведущую роль в своей области, был очень сильный стимул участвовать в гонке за рекордами - ведь на финише их ждал не лавровый венок, а толстый кошелек нефтедобывающих корпораций, готовых платить тому, кто полнее и глубже (и в переносном, и в буквальном смысле слова) удовлетворит их запросы. Обладание наивысшим мировым достижением уже само по себе могло бы служить залогом "добропорядочности" и "солидности" его владельца.

11 марта 1968 г. два водолаза ИАК Карл Декман и Даниель Фрезер с удобством расположились в шестиместной жилой камере комплекса, установленного в эллинге "Эйр Редакшн". На следующий день они вышли на горизонт насыщения 244 м. Наступила решающая фаза эксперимента.

Карл Декман перешел из жилой камеры в пристыкованный к ней водолазный колокол и задраил люки. Техники обслуживающей группы разгерметизировали стык и откатили колокол на тележке в сторону. Затем давление в нем было поднято с уровня 244 м до величины, эквивалентной глубине погружения 335 м. В течение 5 мин Декман оставался на этой "глубине" - рекорд имитационного спуска пал.

Обратный путь в камеру прошел так же гладко. Теперь в освободившийся колокол вошел Фрезер. Вновь отстыкованный колокол отъехал на тележке на несколько метров от камеры. Через несколько минут Фрезер достиг "глубины" 320 м и оставался на этом уровне в течение 20 мин. Возвращение в жилой отсек прошло без осложненил.

13 марта давление дыхательной смеси в камере было поднято до горизонта, соответствующего 305 м, и в течение 2 ч 45 мин оба водолаза выполняли разнообразные упражнения и тесты. Обнаружилось, например, что даже при таких сверхвысоких давлениях человек способен выполнять работу, развивая в течение 10 мин мощность около 100 Вт. Программа физиологических исследований и медобеспечение опытов осуществлялись персоналом Подводного медицинского центра ВМС США. Вся собранная информация обрабатывалась также физиологами флота.

Декомпрессия Декмана и Фрезера была начата вечером 13 марта и проводилась по режиму, рассчитанному лично Галлерном. На одной из промежуточных ступеней водолазы ощутили дискомфорт, который был квалифицирован как проявление кессонной болезни. Пришлось провести рекомпрессию и удлинить режим. Вместо 18 марта по плану водолазы смогли покинуть свое стальное жилище лишь 24 марта. И именно в этот день стало известно, что Декман и Фрезер - уже не единственные, кто побывал на "глубине" 335 м: два водолаза "Комекса" в эксперименте PLC-1 повторили их результат. Но если для Галлерна такая глубина была более чем предельной (его комплекс рассчитан на 305 м), то для французов это был лишь первый шаг: в барокамерах "Комекса" можно было идти дальше вглубь. Галлерн проиграл соревнование, едва успев его начать. Победу одержал его старый знакомый Анри Делоз. В пятидесятых годах им обоим довелось работать под началом Кусто, теперь же их дороги разошлись.

Покинув фирму Кусто, перешел к Делозу и видный специалист по водолазной физиологии профессор Фрюктюз, внесший значительный вклад в успех программы "Преконтинент". Теперь, когда "Комекс" начинала решительный штурм глубин, превышающих 300 м, роль физиологов, в частности и Фрюктюза, становилась определяющей. Понимая, что достичь намеченной цели сложно, Делоз счел необходимым усилить их ряды. Он пригласил американского нейрофизиолога профессора Рольфа Брауэра принять участие в качестве консультанта в программах сверхглубоководных исследований фирмы. Брауэр согласился с предложением французов, однако первая такая программа, известная под шифром PLC, завершилась еще до его приезда в Марсель.

Серия глубоководных имитационных спусков PLC была предварительной. Специалисты "Комекса" намеревались накопить опыт и проверить правильность рассчитанных ими составов дыхательных смесей и режимов декомпрессии.

Погружение PLC-1 на "глубину" 335 м 24 марта 1968 г. прошло успешно, правда, не очень гладко. У физиологов не сложилось впечатления, что предел глубины близок, хотя в электроэнцефалограмме одного из испытуемых были обнаружены отклонения, интерпретировать которые не удалось. Режим декомпрессии оказался неудачным - водолазы "закессонили". Вероятно, поэтому в следующем "погружении" серии PLC-2, состоявшемся лишь 2 мая, "глубина" не превысила 274 м. Цели второго опыта - проверка скорректированных декомпрессионных таблиц и исследование физиологических реакций организма испытуемых при давлениях свыше 25 кгс/см². Этот спуск тоже прошел без особых осложнений.

Самочувствие водолазов на рабочем горизонте было хорошим. Один из них даже плавал в воде, наполовину заполнившей гидротанк комплекса. Однако, если физическое состояние водолазов оказалось удовлетворительным, то их способность к умственной деятельности на "глубине" упала. На 23 тестовых сигнала один из испытуемых неверно среагировал 15 раз, тогда как при нормальном давлении он допускал в аналогичной серии тестов в среднем одну ошибку. Его напарник на "глубине" 274 м допустил три ошибки, а на поверхности - ни одной.

Не был в достаточной степени скорректирован и режим декомпрессии. В первый раз водолазы ощутили "неудобство" на глубине 116 м, затем на горизонте 30 м у одного из них появилась боль в коленных суставах, а на "глубине" 15 м на боль в коленях стал жаловаться другой водолаз. Приходилось нарушать режим подъема и рекомпрессировать испытуемых. На последних двух десятках метров применили кислородную десатурацию: водолазы дышали смесью 50% кислорода и 50% азота по 50 мин каждый час.

Обсудив результаты "погружений", физиологи констатировали, что ряд важных вопросов решить пока не удалось: режим декомпрессии все еще был слишком жестким; причины отклонений в высшей нервной деятельности также остались невыясненными.

Почти сразу по окончании PLC-2 состоялся последний - третий "спуск" этой серии, на этот раз на "глубину" 305 м. В число испытуемых вошел .молодой врач-физиолог Пьер Фрюктюз, сын профессора Фрюктюза. Решение о включении врача в команду водолазов было, по-видимому, вынужденным, так как не имевшие медицинского образования профессиональные водолазы не могли толком объяснить, что с ними происходит под давлением. Цели у PLC-3 были те же, что и раньше: уточнение режима декомпрессии и оценка нейрофизиологических сдвигов в период пребывания на большой "глубине".

Испытуемые выполняли практические операции, имитирующие обслуживание водолазного колокола. По командам, передаваемым снаружи камеры, они открывали и закрывали в необходимой последовательности вентили, считывали и передавали на "поверхность" показания манометров и других измерительных приборов. Скорость реакции испытуемых несколько уменьшилась. Больше времени они тратили на то, чтобы вспомнить порядок операций и выполнить их. Однако это задержка была незначительной. Специалисты "Ко-мекса" пришли к выводу, что тренированный оператор колокола, находясь на глубине 300 м, сможет обслуживать его системы и не совершит роковой ошибки или промедления. Как показал анализ электроэнцефалограмм, в электрических ритмах мозга появляются мед- ленные волны, характерные для состояния сна. При- чины их возникновения у бодрствующего водолаза остались неясными, и возможные последствия подобного нарушения деятельности мозга предсказать также не удалось. Факт был отмечен и зарегистрирован: никто пока не догадывался, что это лишь первые еле заметные симптомы расстройства центральной нервной системы, которое с полной силой даст о себе знать во время последующих экспериментов.

"Погружение" PLC-3 отличалось от предыдущих несколько более медленным режимом компрессии водолазов. Как предположили физиологи, благодаря именно этому обстоятельству водолазы чувствовали себя на рабочей глубине бодрее, чем их предшественники. Однако, несмотря на улучшение самочувствия водола- зов, большого значения наметившейся тенденции - влиянию скорости "спуска" на состояние испытуемых - не придали. Это была серьезная ошибка физиологов "Комекса", которая менее чем через три месяца завела их в тупик.

Декомпрессия и на этот раз прошла с осложнениями. На "глубине" 15 м оба водолаза почувствовали боль в коленных суставах. После лечебного режима с дыханием чистым кислородом в течение 135 мин болевые ощущения прекратились.

Серия неудачных "подъемов" очень характерна для подобного рода экспериментов. Дело в том, что до последнего времени в распоряжении врачей не было никаких средств ранней диагностики развивающегося декомпрессионного заболевания. Единственным способом индикации газовых пузырьков, появляющихся в тканях тела при чрезмерно быстром снижении внешнего давления, являлось ухудшение самочувствия водолаза.

Как же защитить водолаза от коварного и жестокого недуга? Единственная мера профилактики болезни - правильно выбранный режим декомпрессии. Но кто может гарантировать, что теоретически рассчитанный режим правилен? Только эксперимент в камере на живом человеке способен дать ответ на этот вопрос. Конечно, можно применять "щадящие", заведомо более длинные, чем нужно, режимы. Однако конечная цель глубоководных опытов - дать возможность человеку производительно трудиться в морских глубинах, а вопрос экономии рабочего времени водолаза-глубоководника занимает одно из центральных мест в этой проблеме. Вот почему на каждом рубеже ошибки экспериментаторов оказывались, к сожалению, неизбежными.

Сейчас работы по ранней диагностике декомпрессион-ной болезни сдвинулись с мертвой точки. В ряде стран созданы первые образцы ультразвуковых индикаторов, которые способны зарегистрировать появление в крови, скажем, в капиллярах мочки ушной раковины - микроскопических газовых пузырьков, предвестников начинающейся "кессонки". Этот прибор может подать сигнал бедствия еще задолго до того, как сам водолаз почувствует первые даже самые слабые признаки развивающегося заболевания. Работы по совершенствованию таких приборов продолжаются.

Погружения по программе PLC позволили специалистам "Комекса" еще раз оценить пригодность гелио-кислородных дыхательных смесей, уточнить режимы компрессии и декомпрессии, получить новые данные по физиологии человека, находящегося под давлением около 30 кгс/см², отработать методику сверхглубоководных экспериментов (определить рациональны! режим труда, отдыха и питания испытуемых, подготовить методику сбора необходимых научных данных, наладить эффективный контроль состояния и поведения водолазов в отсеке). Было решено, что "Комекс" готова к штурму рекорда глубины погружения в береговой гипербарической камере.

В середине мая 1968 г. в марсельском исследовательском центре фирмы наконец-то появился Брауэр, и программа "Физали", снискавшая впоследствии мировую известность, началась.

Название новой программы (от латинского Physalis - общее физическое состояние) должно было подчеркнуть, что объектом ее исследования был организм человека, его способность противостоять чудовищному давлению окружающей среды, в несколько десятков раз превышающему привычное атмосферное давление.

21 мая 1968 г. начался первый эксперимент. Состав группы испытуемых выглядел несколько необычно: в камеру вошли Рольф Брауэр и Анри Делоз. Брауэр принадлежит к тому типу ученых, которые проводят опыты под лозунгом: "не подвергай другого тому, что не испытал сам". Фактор моральной ответственности не был чужд и инициатору программы "Физали" главе фирмы Анри Делозу.

Главными задачами "спуска" были проверка объективных данных, полученных в погружении PLC-1 в марте 1968 г. и субъективная оценка специалистом- нейрофизиологом состояния человека на "глубине" 335 м. Эксперимент подтвердил результаты PLC-1, однако субъективные ощущения испытуемых четко сформулировать не удалось. Делоз говорил потом, что его общее самочувствие "как-то изменилось" и было состояние "лихорадочной активности". Брауэр же определил свои ощущения как "еле уловимые изменения общего самочувствия и способности к умственной деятельности".

Декомпрессия испытуемых проходила нормально до тех пор, пока оператор при выходе на ступень 4 м не снизил по недосмотру давление в камере до 3,5 м. Эта ошибка всего в полметра водяного столба немедленно дала себя знать: Делоз почувствовал боль в коленях и лодыжках. Водолазов тотчас рекомпрессировали до "глубины" 14 м, и болевые ощущения прошли. Результаты "Физали" признали удовлетворительными. Был намечен следующий рубеж - 360 м. Под таким давлением не находился еще ни один человек в мире.

В опыте "Физали-2", начавшемся 11 июня 1968 г., приняли участие инженер Вейрюн и снова Брауэр. Неприятности начались уже с "глубины" 330 м. Изменения в электроэнцефалограммах стали нарастать, волны медленного ритма - "волны сна" - начали преобладать над остальными частотами колебаний электрических потенциалов мозга. Вейрюн, а за ним и Брауэр впали в состояние "прерывистой сонливости". Сознание испытуемых тормозилось; на максимальной глубине требовались уже значительные психические усилия, чтобы сохранять способность к активной деятельности. Еще на уровне 260 м у испытуемых появилась резкая дрожь всех мышц, особенно рук и пальцев. Это явление - гелиевый тремор - уже встречалось и раньше, но теперь оно проявилось в большой степени.

После отметки 320 м испытуемым стало трудно совершать координированные движения.

Весь путь до 360-метровой "глубины" Брауэр и Вейрюн совершили всего за 120 мин, при этом на последние 50 м они затратили почти 40 мин. После 5 мин 20 с пребывания на рекордной глубине они начали подъем. Во время декомпрессии, начиная с давления 18 кгс/см², Вейрюна непрерывно тошнило, несколько раз его рвало. Ближе к поверхности он почувствовал боль в коленях, и ему пришлось дышать кислородом. Режим декомпрессии удлинили на 3 ч.

И все-таки эксперимент "Физали-2" оценили как удачный. Нарушение чувства равновесия, которое испытывали некоторое время водолазы после выхода из камеры, не превышало максимально возможного уровня подобного рода расстройств, возникающих после длительного пребывания в ограниченном объеме. Было решено продолжить наступление на рекорд и попытаться вновь увеличить глубину погружения.

Эксперимент "Физали-3", в котором снова приняли участие Вейрюн и Брауэр, начался неудачно. Летнее полуденное солнце разогрело газ в баллонах-хранилищах, и при подъеме давления в камере температура дыхательной смеси стала быстро расти. На "глубине" 130 м она достигла 50°, и Вейрюн потерял сознание. Компрессию немедленно прекратили, Брауэр быстро привел напарника в чувство, однако продолжать "спуск" было бессмысленно.

25 июня эксперимент "Физали-3" начался еще раз. Чтобы избежать перегрева атмосферы, стены камеры снаружи обложили ледяными плитами, а водолазам дали патроны, заполненные дробленым льдом. В случае необходимости они могли вдыхать через них охлажденную смесь. На этот раз температура в камере не превысила 36° и за 74 мин водолазы достигли уровня 305 м. Затем давление стало повышаться медленнее. Через 123 мин после начала "спуска" испытуемые находились уже на "глубине" 366,5 м, но ... в полубесчувственном состоянии. Все неприятности, обнаруженные при погружении "Физали-2", проявились вновь, но в гораздо большей степени.

Брауэр писал впоследствии: "На глубине 330 м стало почти невозможно вести записи наблюдений. Начался тремор, ощущались общая вялость и замедленность двигательных реакций, нарастала сонливость. За 360-метровой глубиной половину времени мы проспали.

Трудно было отметить момент перехода от сна к бодрствованию. Достаточно было одного слова или мигания иампочки для стимулирования этого перехода и, наоборот, стоило прервать действие раздражителя, как Вейрюн снова засыпал. Я наблюдал у себя прогрессивно развивающиеся нарушения: случаи микросонливости, некоторую дезориентацию при попытках отличить правую сторону от левой, а также затруднения при считывании показаний с циферблатов приборов. Однако мы не теряли сознания и прекрасно понимали, в каком состоянии находимся. Поэтому вскоре, когда глубина несколько превысила 360 м, нам стало ясно, что эксперимент нужно прекратить..."

Это же, но только в гораздо большей степени, было ясно и обслуживающим эксперимент врачам-физиологам. Изменения в энцефалограммах у обоих испытуемых были очень похожими и расценивались как "угрожающие". Стало ясно, что даже небольшое повышение давления может привести к роковому исходу. На отметке 366,5 рост давления был прекращен, и спустя 4 мин началась декомпрессия. Эксперимент закончился благополучно.

Внимательно изучив результаты трех опытов программы "Физали", специалисты "Комекса" во всеуслышание объявили, что фирмой достигнут, по-видимому, абсолютный предел глубины имитационных погружений с использованием дыхательных смесей на основе гелия. Этот предел находится в районе 350 - 360 м, и дальнейшее продвижение вглубь невозможно из-за катастрофического развития нарушений в центральной нервной системе организма человека. Обнаруженный эффект был назван "гипербарическим нервным синдромом".

Категоричность заключения физиологов "Комекса" в немалой степени основывалась на уверенности Брауэра, что пределы применимости гелиокислородных смесей должны лежать именно в районе 35 кгс/см². Брауэр еще раньше, до начала программы "Физали", пришел к этому выводу после многочисленных опытов на животных - мышах, морских свинках и обезьянах. Анализируя собранные материалы, он создал свою собственную теорию о влиянии на организм так называемых биологически инертных газов, составляющих основу дыхательных смесей в условиях сверхвысоких давлений. Уважая мнение Брауэра как специалиста по гипербарической нейрофизиологии, сотрудники "Комекса" даже не попытались обойти обнаруженный тупик: они хотели найти абсолютный предел использования гелия и они его нашли.

Но Делоз не собирался складывать оружие. Он сделал новую ставку: по совету Брауэра в качестве замены гелию был выбран водород. В том же 1968 г. в исследовательском центре в Марселе началась постройка камер для опытов с животными, рассчитанных на использование водородно-кислородных смесей, а к действующим отсекам гипербарического комплекса стали пристраивать еще три камеры, в одной из которых можно было имитировать спуски на глубину ... 1200 м!

А что же гелий? Большинство специалистов по глубоководным погружениям восприняло весть о "гелиевом" барьере как нечто давно ожидавшееся и ... примирилось с ней. Большинство, но не все. Нашлись и такие, кто усомнился в правильности выводов "Комекса".