Немного истории. - Можно ли сосчитать, сколько рыбы в океане? - Аппарат и трал. - Аппарат и рыба.

Первый автономный обитаемый подводный аппарат был сконструирован и построен швейцарским ученым Огюстом Пикаром в 1948 г. Это был батискаф ФНРС-2, предназначенный для погружений на глубины в несколько тысяч метров. В последующие десять лет появилось несколько подобных батискафов.

Интересно, что проникновение человека в океан с помощью автономных технических средств началось сразу с больших глубин. Дело в том, что первые погружения преследовали скорее рекламные и престижные, чем научные цели. Впоследствии, побывав в совершенно новом и необычном мире, исследователи и конструкторы стали задумываться о возможностях практического применения батискафов.

Всех заинтересовал в первую очередь океанский шельф, или материковая отмель, ограниченная глубиной 200 м. На шельфе, который занимает площадь 27,5 млн. км², или всего около 8% дна Мирового океана, сосредоточены его основные богатства. Одним из первых оценил возможности, которые представляет подводный аппарат для исследований океана, Жак-Ив Кусто - первопроходец океанских глубин. (В 1953 г. Жак-Ив Кусто опустился в батискафе ФНРС-3 на глубину 1230 м.) В своей книге "Живое море" он писал: "Я все более убеждался в том, что для исследования океанских глубин необходимы обитаемые подводные аппараты, построенные специально для подводных работ".

Проведение исследований на малых глубинах с помощью батискафов экономически невыгодно и нецелесообразно вследствие их больших размеров, трудностей доставки в районы работ и обслуживания, а также высокой стоимости эксплуатации. Поэтому начиная примерно с середины шестидесятых годов почти во всех развитых странах стали строить автономные подводные аппараты, предназначенные для погружений на глубины в несколько сот метров. Это были новые подводные транспортные средства для доставки исследователей в глубь океана, которые принципиально отличались от батискафов. Во-первых, плавучесть их обеспечивается в основном за счет прочного корпуса, а не за счет поплавка, наполненного бензином или другой жидкостью с плотностью меньшей, чем плотность морской воды, как это сделано у батискафов. Во-вторых, водоизмещение этих аппаратов в несколько раз меньше водоизмещения батискафов и не превышает 10-15 т. Значительно меньше и габариты автономных аппаратов, поэтому их можно доставлять в район исследования на борту судна-носителя или даже самолета.

В 1955 г. во французском Управлении подводных исследований приступили к проектированию одного из первых подводных аппаратов "Дениза", названного так по имени жены главного конструктора Жана Моллара. В основу конструкции были положены идеи Ж.-И. Кусто.

В 1957 г. был изготовлен прочный корпус, имевший форму чечевицы и рассчитанный на глубину погружения 900 м. Во время испытания корпуса без экипажа в Средиземном море произошла авария - трос, на котором он был подвешен, оборвался и корпус погрузился на глубину 990 м. Только через два года после этой неудачи был построен новый аппарат, и в 1959 г. начались его испытания в море, которые на сей раз прошли успешно.

За время эксплуатации "Дениза" совершила больше погружений, чем любой другой аппарат такого же типа (около 500), для проведения многочисленных океанографических исследований, а также наблюдений за поведением обитателей морских глубин. Дважды аппарат арендовали на долгое время ученые США для проведения широкого комплекса подводных работ, в частности для выполнения геологических исследований. Многие могли видеть этот аппарат в великолепных фильмах Ж.-И. Кусто, снятых под водой.

Появление "Денизы" положило начало строительству подводных аппаратов во многих странах мира.

Начиная с 1960 г. всего в мире построено более 150 подводных аппаратов, причем примерно 90 из них могут погружаться на глубины до 200 м. Наибольшее количество аппаратов было построено в США, ФРГ, Японии и Франции. С их помощью успешно проводятся как комплексные, так и специализированные гидрологические, океанологические, ихтиологические, геологические, археологические исследования на шельфе Мирового океана. В последнее время появились аппараты, предназначенные для выполнения таких технических работ, как прокладка кабеля, обследование подводных нефтяных скважин, контроль трубопроводов и т. п.

Проектируемый аппарат ТИНРО-2 предназначался для проведения на шельфе исследований в области промысловой океанографии, в том числе определения численности рыб, беспозвоночных и ракообразных, для рационального ведения промысла. Надо было четко сформулировать круг задач, которые должны решать исследователи с помощью аппарата и которые во многом определяли работу проектировщиков, выбор необходимой аппаратуры и оборудования.

При традиционных способах подсчета численности рыб с надводных судов обычно осуществляют пробные траления, гидроакустические съемки и драгирование грунта. Полоса обследуемого грунта при таких способах исследований очень ограничена, а результаты носят довольно приближенный и случайный характер.

Исследования с помощью привязных подводных аппаратов намного увеличивают возможность получения достоверной информации о распределении биологических форм. Но так как подобные аппараты не могут самостоятельно двигаться, подводные исследователи лишены возможности выбирать объекты и районы наблюдений.

Этих недостатков лишен автономный подводный аппарат. С его помощью можно планомерно обследовать большие площади грунта, экстраполируя потом результаты наблюдений на целые районы промысла,, где из-за особенностей грунта невозможна постановка трала и буксировка драги.

Представлялось, что подводный автономный аппарат поможет объяснить ошибки гидроакустической: рыбопоисковой аппаратуры, применяемой на промысловых судах. До появления подводных наблюдений расшифровка записей делалась в результате анализа траловых уловов. На основании этого были выпущены специальные дешифровальные альбомы. На практике часто бывают случаи, когда на рыбопоисковом эхолоте появляются четкие записи, а трал приходит пустой, или, наоборот, эхолот молчит, а трал возвращается, полный рыбы.

Исследователь с помощью подводного аппарата может не только оценить плотность рыбы в косяке и получить представление о его горизонтальных и вертикальных размерах, но и определить ее вид, размеры, возраст, а следовательно, сделать выводы о целесообразности промысла.

Очень заманчиво было оценить работу трала в реальных условиях. Длина современных тралов достигает 200 м, а раскрытие - 100 -150 м. Трал представляет собой сложное инженерное сооружение, при проектировании которого нужно учитывать различные факторы, например скорость его буксировки. Движение трала можно, конечно, изучать на уменьшенных, моделях в специальных гидролотках или бассейнах, но для конструкторов и промысловиков наблюдения в натурных условиях чрезвычайно ценны. Их интересует, как трал раскрывается, идет на нужной глубине, как заходит в него рыба?

Автономный подводный аппарат, ничем не связанный с судном-носителем, сможет найти под водой движущийся трал и наблюдать за его работой только в том случае, если будет оборудован совершенными средствами гидроакустики и, главное, сможет развивать большую скорость, чтобы можно было догнать трал и обойти его. Однако максимальная скорость подводных аппаратов 2-3 уз, да и автономность их плавания сравнительно невелика, поэтому решено было не ставить такую задачу перед создателями ТИНРО-2, тем более что в это же время велось проектирование аппарата "Атлант-2", специально предназначенного для изучения движущихся орудий лова. Предполагалось, что впоследствии можно будет проверить работоспособность аппарата ТИНРО-2 вблизи неподвижных орудий лова, таких, как ставные сети, сети для ловли крабов и т. п.

Наблюдения из подводного аппарата открывают большие возможности для ихтиологов, которых в первую очередь интересуют изменения поведения рыбы в зависимости от внешних условий, времени суток. Когда рыба кормится, когда собирается в стаи и косяки, в какое время поднимается в толщу воды и когда снова опускается до грунта; как влияет на поведение рыбы изменение таких параметров морской воды, как температура, соленость, освещенность, прозрачность, содержание различных химических элементов - вот далеко не полный перечень вопросов, на которые хотели бы получить ответы ученые.

Конечно, наблюдения можно проводить, поместив рыб в большие аквариумы, как это и делается до сих пор. Но такой способ не позволяет делать окончательные выводы, так как рыба находится в искусственной среде, что не может не сказываться на ее поведении. Нельзя получить исчерпывающие ответы и при проведении наблюдений за рыбой с помощью акваланга, так как глубина погружения и время пребывания аквалангиста под водой существенно ограничены.

Большой интерес для ученых представляют исследования грунта. При их проведении с борта надводного судна характеристики рельефа дна записываются эхолотами, данные о грунте получают с помощью грунтовых трубок и дночерпателей. Из подводного аппарата можно выполнять непосредственные наблюдения, "привязанные" к эхолотограммам и карте района, в результате которых можно точно определять форму и размеры обнажений, элементы структуры породы и т. п. Только из подводного аппарата можно наблюдать биогенные формы рельефа: всевозможные воронки, конусы, валики, углубления - результат жизнедеятельности различных организмов. Анализируя новые сведения, можно будет установить взаимосвязь между грунтом, рельефом, течением и распределением донных живых организмов.

Для определения круга задач, которые нужно было решать с помощью аппарата ТИНРО-2, и выбора необходимого научно-исследовательского оборудования проводились многочисленные совещания представителей рыбохозяйственных научно-исследовательских институтов, консультации со специалистами ТИНРО, которым, как предполагалось, предстояло в будущем работать с аппаратом, и обсуждения. Только после этого были сформулированы основные задачи, для решения которых предназначался подводный аппарат ТИНРО-2.

С его помощью предстояло осуществлять:

- изучение распределения и миграции промысловых рыб, ракообразных и моллюсков;

- наблюдение за работой неподвижных орудий лова;

- визуальные наблюдения для расшифровки показаний рыбопоисковых приборов, установленных на научно-поисковых судах;

- изучение поведения рыб и других биологических объектов в естественных условиях;

- наблюдение за скоплениями планктона и бентоса;

- проведение комплекса гидрологических исследований;

- исследование дна материкового шельфа.

Основным способом получения информации, естественно, должны стать визуальные наблюдения. Однако для выполнения перечисленных задач потребуется и оборудование, в первую очередь кино - и фотоаппараты с мощными подводными светильниками и лампами-вспышками.

На аппарате решено было также установить гидрологический комплекс приборов для регистрации восьми параметров забортной воды (подобных комплексов для подводных аппаратов не существовало ни в отечественной, ни в зарубежной практике) и специальный портативный магнитофон для записи подводных наблюдений.

Правда, все это были еще общие наметки. Насколько пригодным окажется аппарат для выполнения намеченных работ? Не распугает ли он рыбу? Позволит ли она себя фотографировать? Многое оставалось еще неясным, ведь у нас имелся опыт эксплуатации только бесшумных гидростатов или буксируемых аппаратов, которых рыба не боялась. Некоторые считали, что подводным наблюдателям вообще не удастся увидеть ни одной рыбы, так как аппарат является источником шума, света, вибрации, волновых возмущений, электромагнитного поля, которые будут ее отпугивать. Гидрологи предсказывали мощные подводные течения, против которых аппарат будет бессилен. Достаточной ли окажется прозрачность океанской воды на больших глубинах и смогут ли светильники хорошо освещать зону наблюдения? Вопросы, вопросы ... Ответить на них можно было только в процессе эксплуатации аппарата.