Первое погружение на глубину 12,5 м было осуществлено летом 1968 г. в Голубой бухте у Кавказского побережья Черного моря.
В течение месяца 28 акванавтов, разбитые на пять рабочих групп, изучали различные возможности для океанографических работ и проводили методические исследования. Во время второго погружения в 1969 г. на глубины 12 и 24 м программа предусматривала комплексные океанологические исследования. Геологи изучали перемещение донных отложений и с помощью пневматического бура углубились в дно на 11, 2 м. При биологических работах прежде всего изучались вопросы экологии и исследовалось поведение рыб. Для физических исследований, которые касались главным образом подводного светового поля и мелкомасштабной турбулентности, вблизи «Черномора» был оборудован полигон с многочисленными измерительными приборами, которые были размещены на мачте высотой 28 м.
Вблизи от «Черномора» располагалась надувная лаборатория «Спрут», в которой находились два акванавта. «Спрут» представляет собой заякоренную на морском дне палатку каплеобразной формы высотой 1,8 м и кубатурой 6 м3. Закрытая снизу, она наполнена дыхательным газом, благодаря чему покрышка стабилизируется. Воздух может подаваться через шланг с водной поверхности, а также из баллонных батарей. Этот вид лаборатории сравнительно прост в изготовлении (прототип был разработан и построен тремя водолазами-любителями) и может быть установлен в течение 80 мин.
Дальнейшие работы с подводной станцией «Черномор» подтвердили правильность выбранной концепции. В 1971 г. на этой станции работали пять экипажей, в том числе 60 ученых. Станция может служить прототипом серии подводных лабораторий, которые смогут работать и на больших глубинах. За исключением корпуса все применяемые агрегаты и устройства — серийного производства, так что изготовление ее сравнительно недорого. По советским оценкам промышленное изготовление первой лаборатории стоило около 100 тыс. руб., а дальнейшее изготовление по готовому образцу будет дешевле примерно на одну треть.
За последние годы сильно возросло количество экспериментов с подводными домами. К настоящему времени построено примерно 50 станций.
Объем этой книги не позволяет обсудить все важные эксперименты последних лет, поэтому мы остановимся только на некоторых существенных результатах. Во время проведения американской программы «Тектит I» четыре акванавта находились на глубине 12,7 м 59 дней. Этим было доказано, что человек может долго находиться под водой без ущерба для своего организма. Эта операция, которая стоила около 2,5 млн. долларов, была организована фирмой Дженерал Электрик в сотрудничестве с военно-морскими силами и космическим ведомством. В то время как космическое ведомство использовало океаническую окружающую среду для имитации длительных космических полетов, интерес морских служб состоял в получении физиологических и психологических научных результатов для передачи их экипажам атомных лодок.
Впервые опробованная в 1969 г. в Северном море станция «Гельголанд» стоимостью 1 млн. марок послужила доказательством возможности применения подводных лабораторий для задач океанографии, даже при очень неблагоприятных условиях окружающей среды: при низкой температуре и незначительной дальности видимости, сильном течении и частых штормах. Проблема обеспечения станции была решена при помощи трехкратно заякоренного специального буя, в котором находились автоматически работающий дизельный генератор, компрессоры и баллоны сжатого воздуха.
Однако опыт первого погружения показал, что необходимы значительные изменения в конструкции. Для этого снова потребовалось около 1 млн. марок. В 1971 г. было проведено новое испытание в западной части Балтийского моря.
С помощью станции «Эгир», принадлежащей группе американских фирм, в июне 1970 г. у Гавайских островов подводная лаборатория была опущена на глубину 157 м. Пять дней шесть водолазов находились на этой рекордной глубине. Условия окружающей среды в районе испытаний были, разумеется, сравнительно благоприятны.
В заключении следует сказать, что техническая и методическая разработка подводных станций еще далеко не закончена. Область их применения в настоящее время ограничивается, в частности, тем, что они требуют хорошо подготовленных водолазов. Кроме того, с увеличением глубины чрезвычайно резко возрастают расходы. По этой причине, а также потому, что на небольших глубинах легче разрешить физиологические проблемы, можно пользоваться обычным дыхательным газом — примерно 80 % всех испытаний проводились на глубинах до 30 м.
Проводившиеся до сих пор эксперименты показали, что длительное пребывание человека под водой принципиально возможно, а для определенных работ даже необходимо. По английским расчетам подводные работы экономически выгодны, если подводный дом используется на глубине 30 м и требуемый объем работ составляет 60 ч на одного водолаза. По американской оценке эффективность акванавтов, которые постоянно находятся на глубине 60 м, примерно в 30 раз выше, чем эффективность свободно погружающихся плавающих водолазов.
Однако эксплуатация подводных станций ставит целый ряд проблем. Очень высоки технические требования, которые часто находятся в противоречии друг с другом. Прежде всего, важное значение имеют автономность станции в отношении ее обеспечения и снижение затрат на обслуживание. Выполнение всех пожеланий потребовало бы недопустимо высоких расходов на персонал и на технические нужды. Расходы на строительство станций большого размера и так уже составляют миллионы, причем нечего говорить о том, что с их помощью можно более или менее удовлетворительно разрешить все проблемы. Эксплуатационные расходы и расходы на дальнейшее техническое усовершенствование также весьма велики и совершенно несравнимы с расходами на небольшое исследовательское судно.
Наконец, наряду с техническими и экономическими проблемами не должны оставаться без внимания и психологические вопросы. Так же как и их «коллеги» в космосе, акванавты находятся в изолированной среде, для которой характерно обеднение внешними раздражителями. Без технических вспомогательных средств жизнь там была бы невозможной. К этому добавляется большая физическая нагрузка при работах под водой.
Использование подводных станций открыло океанографии новые возможности. Круг задач в принципе остается тем же, что и для автономных водолазов, но более длительное пребывание под водой позволяет проводить обстоятельные и трудоемкие исследования. При этом возможно оборудование периодически действующих подводных полигонов со стационарно установленной измерительной аппаратурой, как это показал, например, опыт советских океанологов с «Черномором». Акванавты могут непрерывно наблюдать жизненные формы в определенном районе, причем могут быть отведены большие площади под своеобразные заповедники. В дальнейшем возможно создание периодически действующих подводных обсерваторий с филиалами, измерительными полигонами и, быть может, даже с базами для подводных судов.
Намечается применение подводных лабораторий и в области морской техники. Они могли бы, например, оказывать ценную помощь при разработке и испытаниях измерительной и рабочей аппаратуры или при длительном исследовании коррозии. И все же в настоящее время, в противоположность общей позитивной оценке относительно применения подводных станций в океанографии, мнения об их пользе в решении технических задач еще расходятся. Многие технические работы по обслуживанию и ремонту подводных установок должны проводиться в сравнительно короткое время. Применение подводных станций для таких задач было бы слишком дорогостоящим, тем более что они привязаны к определенному месту, тогда как подъемные установки и другие устройства на морском дне могут быть распределены по большим площадям. Суда и барокамеры, в которых водолазы после выполненной работы снова поднимаются на поверхность, более экономичны. С другой стороны, для решения некоторых задач подводные суда с устройствами для всплытия водолазов считаются более дешевыми и эффективными. Но и здесь еще не сказано последнего слова.
Проникновение на максимальные глубины
Несмотря на успешное использование водолазов для решения технических и научных задач под водой, все же для непосредственного наблюдения таким способом доступна лишь небольшая область водной оболочки нашей планеты. Как мы видели, шельф, т. е. примыкающая к континенту часть морского дна с глубинами до 200 м, занимает только 27,4 млн. кв. км. Это составляет всего 7,6 % Мирового океана. 77 % Мирового океана имеет глубины большие, чем 3000 м, а свыше половины всего океана — даже большие 4000 м. Погружение водолазов на эти глубины в ближайшем будущем, вероятно, будет невозможно. Однако давно уже стремились к тому, чтобы с помощью технических средств доставлять людей на большие глубины. За последние 20 лет в этом направлении достигнуты значительные успехи.
