Исследователь получает идеальную возможность наблюдать самому, тут же делать измерения приборами. Многое, что было получено другими способами, теперь можно проверить лично. Благодаря этому традиционный метод исследования «наугад», то ебть с помощью опускаемых на тросе приборов, получает громадное подспорье.
Присутствие под водой исследователя придает наблюдениям новое качество: высокую достоверность и быстрое получение результатов. Многие сомнения или догадки разрешаются на месте. Более того, человек тут же может принять решение повернуть подводную лодку, направить ее в другое место. Поэтому все измерения или сбор образцов можно делать селективными, то есть выборочными. Исследователь-подводник способен точно размещать и ориентировать под водой научную аппаратуру и контролировать ее работу. Например, если нужно взять пробу воды у самого дна, входное отверстие пробоотборника с помощью манипулятора можно нацелить так, что оно не коснется ила и не вызовет мути. Такую же операцию можно провести и с надводного корабля, а лодка снизу будет ее по акустическому телефону направлять и корректировать.
Морские геологи из американского института Скриппса, находясь на борту подлодки «Дениза», обнаружили у берегов Калифорнии неизвестное подводное течение. Под их наблюдением с подводного судна опустили измеритель скорости течения. Через иллюминатор исследователи имели возможность контролировать эту операцию. Они проследили, чтобы прибор не попал за какой-нибудь большой камень или в углубление, где показания оказались бы неверными. Так была точно измерена скорость, составившая около четверти узла.
Важно, что в руках исследователя не только носитель, способный перемещаться в трех измерениях. Лодка способна двигаться быстрее, медленнее, останавливаться (зависать на месте, на подводном якоре, на гайдропе, ложиться на грунт), дрейфовать в водной массе. Она позволяет возвращаться в прежнюю точку, отмеченную гидроакустическим или другим указателем, чтобы осмотреть тщательнее и определить, что и насколько изменилось.
И вот здесь, пожалуй, уместно привести слова заведующего кафедрой океанологии МГУ профессора А. Д. Добровольского по поводу практики океанологических наблюдений: «К сожалению, очень редко работы ведутся в соответствии с принципами прослеживания неожиданно обнаруженного явления; преобладает стремление выполнить заранее намеченный план — это свойственно не только американским исследованиям, но и нашим».
И действительно, планируя подводные наблюдения на «Северянке», мы обнаружили, что не в состоянии предсказывать что-либо наверняка. Поэтому каждый рейс «Северянки», выполнявшийся по программе, был в то же время и научной разведкой.
В самом деле, как поступать, если что-то встретится вне программы? В условиях, предоставляемых подводной лодкой, исследователь может изменять содержание наблюдений, комбинацию и режим работы приборов. Вся система может быть тут же «запрограммирована» на изучение нового объекта. При этом для получения результатов возможны любые импровизации, неосуществимые при слепом погружении аппаратуры с надводного судна. Словом, подводная лодка позволяет перейти от пассивного сбора научной информации к постановке управляемого эксперимента.
И еще один важный момент. Некоторые подводные приборы нуждаются в частой корректировке, другие — в периодической калибровке, настройке и даже в ремонте. Только человек, находящийся рядом, может среагировать на непредвиденные или необычные отклонения в показаниях приборов и принять решение на месте.
Таким образом, человек (исследователь) и машина (подлодка) выступают как единая система, позволяющая извлечь максимум информации из приборов и умения, способностей и знаний человека.
Важно еще, что результаты ценны и своим комплексным характером — ведь наблюдение за любым объектом может сопровождаться измерением разнообразных характеристик окружающей среды.
Преимущество второе. Подводное судно доставляет измерительную аппаратуру прямо к объекту, а это повышает точность измерений и уменьшает их трудоемкость.
В самом деле, ошибки в показаниях многих опускаемых с надводного судна приборов и устройств растут с глубиной.
С возрастанием измеряемой глубины падает точность эхолотов. Ошибка эхолотов увеличивается, кроме того, и в случае изрезанного или наклонного дна. На ее величину также влияет и изменение плотности морской воды. Так, для глубины 1000 метров ошибка может составить 40 метров, то есть 4 процента измеряемой величины. Профиль дна на эхограмме обозначается неверно: глубины неточны, уменьшены углы наклона дна, сглажены неровности.
Правда, многие исследователи смирились с «пороками» эхолота, считая, что они перекрываются такими его качествами, как автоматическое действие и наглядность изображения результатов. А если поставить эхолот на подводной лодке? Погружаясь, она сокращает глубину, приближает приемо-излучающую систему эхолота к объекту, искажения в показаниях уменьшаются.
Приближать эхолот нужно еще и потому, что с возрастанием измеряемой глубины ослабляется эхосигнал. Он может ослабнуть настолько, что его нельзя будет уловить. В океане существует целая группа факторов, ослабляющих звуковую энергию. Ока теряется при переходе сигнала через слой скачка плотности; ослабляющее влияние оказывают также и волнение моря, и насыщенность верхнего слоя воды пузырьками воздуха, примерно до глубины 50 метров, и, наконец, планктон, концентрирующийся главным образом тоже в верхних слоях воды до 300 метров. Подводные лодки, движимые электроэнергией, имеют в отличие от надводных судов сравнительно небольшой уровень собственных шумов. Чем не идеальные условия для изучения в океане звуков различного происхождения?
И еще одно: установка приборов на наружной части подлодки освобождает от необходимости думать о надежности лебедок, тросов, кабелей, не потеряется ли проба при подъеме, не изменится ли ее качество, то есть о том, что обычно волнует на надводных судах. А ведь и с подводной лодки можно опускать приборы на тросе еще глубже, за пределы ее погружения. Свердруп описывал устройство шлюзового колодца «Наутилуса», предназначенного для этого. Опускать приборы с подлодки можно независимо от погоды.
Преимущество третье. Движущееся подводное судно позволяет делать непрерывные комплексные измерения в трехмерном пространстве. Как это понять?
Обычно надводное научно-исследовательское судно позволяет выполнить две гидрологические станции в сутки. Так называется остановка в океане для выполнения измерений. При этом невозможно опустить за борт сразу все многочисленные приборы — не хватит места на палубе, да и лебедок маловато. Кроме того, метод станций не позволяет составить точную картину об окружающем пространстве, то есть обладает пониженной информативностью. Другое дело подводная лодка. Ее можно направить любым курсом: вверх, вниз, вбок, вперед и при этом непрерывно измерять и регистрировать недоступные глазу физические и химические характеристики среды: температуру, соленость, электропроводность, радиоактивность и многое другое.
Для этого на лодку ставят разную аппаратуру. Но любой ее вид содержит источник питания, датчики и регистраторы. Представьте: лодка идет, приборы работают и исследователь сразу же получает данные о распределении многих физических и химических полей в океане. Есть приборы, которые автоматически вычерчивают графики распространения таких полей.
Разумеется, в пределах глубины погружения лодки и чувствительности приборов.
А если поставить на подлодку фильтр с ионитами, как это делают на надводных кораблях, то можно определять концентрацию растворенных в воде элементов (стронция, висмута, селена, меди, железа, алюминия, цинка, драгоценных металлов) не только на поверхности, но и на глубине. Интересно, что единственный непрерывный температурный профиль от поверхности до самой большой в океанах глубины 10 919 метров был получен в 1960 году с помощью исследовательской подводной лодки «Триест».
Совершив посадку на грунт или став на подводный якорь, подводное судно можно использовать и как многосуточную станцию, иначе говоря, как подводную обсерваторию. Тогда можно, например, измерять элементы внутренних волн[10], период которых в большинстве случаев определяется часами, а иногда даже днями.
Преимущество четвертое. Подводное судно позволяет получать информацию, которая недоступна для других средств, а также дает возможность применить новые методы для получения известных данных.
Если сопоставить подводные фотоснимки с увиденным в иллюминатор подводной лодки, то сравнение будет не в пользу фотоаппарата. Оказывается, человеческий глаз лучше разбирается в деталях и в цвете. Часто некоторые мелкие морские организмы, легко опознаваемые через иллюминатор подлодки, были неразличимы на фотопленке. Но фотографировать нужно. И лучше это делать с подлодки, чем опускать фотоаппарат на тросе, так как исследователь сам способен выбрать объект съемки, определить освещенность, установить фокусное расстояние. То же и с киносъемкой. Убедительное этому доказательство — кинокадры, снятые на недоступных водолазам глубинах с подводных лодок «Северянка» и «Дениза».
