Что такое батискаф

Батискафы представляют собой устройства относительно простой конструкции, сходной с самолетами. Однако, имеются некоторые особенности, которые делают их уникальными.

Главное достоинство батискафа заключается в его гондоле, внутри которой пилот находится при нормальном атмосферном давлении. Благодаря этому, батискаф может осуществлять достаточно быстрые спуски и подъемы без риска развития декомпрессионной болезни или ДКБ.

Декомпрессионная болезнь (ДКБ) возникает из-за выхода растворенного в крови азота при уменьшении давления. Если контроль за скоростью этого процесса не осуществляется, происходит активное образование газов (подобно открытию газировки), что может привести к закупорке сосудов и, в конечном итоге, к смерти. Поэтому аквалангистам, погружающимся на большие глубины, необходимо проводить медленные и продолжительные процессы всплытия. Однако благодаря наличию гондолы в батискафе, где пилот находится при атмосферном давлении, можно избежать риска развития ДКБ при быстром всплытии.

Из-за того, что батискафы спускаются на значительные глубины, гондолы часто имеют форму сферы, которая способна выдерживать высокие давления. Это обеспечивает безопасность погружения и защищает экипаж от неблагоприятных последствий давления на больших глубинах.

Первый успешный спуск на значительную глубину с помощью батискафа был совершен в 1960 году. Швейцарский исследователь Жак Пикар и лейтенант Дон Уолш из ВМС США спустились на батискафе Триест в Марианскую впадину на глубину около 10 916 метров. Это было первое человеческое погружение на самую глубокую точку океана, известную как Черная дыра.

Одним из знаменитых батискафов, разработанных Огюстом Пикаром, был FNRS-2. Этот батискаф совершил лишь несколько погружений, прежде чем был создан его более известный наследник — батискаф Триест. Именно на батискафе Триест Огюст Пикар и его товарищ совершили знаменитое погружение в Марианскую впадину, расположенную на глубине около 11 километров от поверхности океана.

Понимая сложность и опасность батискафов, Огюст Пикар стремился к созданию простой и надежной конструкции, сравнимой с пробкой. Он выбрал коническую форму для иллюминаторов и других пробок в гондоле, чтобы давление сжимало их плотнее по мере увеличения глубины. Сама гондола имела форму сферы, состоящей из двух полусфер, которые были тщательно обработаны и идеально подогнаны друг к другу, чтобы стык между ними также был герметичным под воздействием огромного давления воды. Сфера является самой прочной формой, так как равномерно распределяет давление со всех сторон.

Батискаф Триест, созданный Огюстом Пикаром и его сыном Жаком, совершил знаменитое погружение в Марианскую впадину 23 января 1960 года. Погружение заняло около 4 часов и 47 минут, а максимальная достигнутая глубина составила 10 916 метров. Это остается самым глубоким погружением человека под водой в истории.

Сферическая форма гондолы батискафа также помогает распределить давление равномерно по всей поверхности, обеспечивая прочность и безопасность под воздействием высоких давлений на глубине.

Можно с уверенностью сказать, что батискафы являются уникальными и инновационными средствами для исследования глубин океана, обеспечивая безопасность и комфорт для пилотов в условиях высокого давления.

Плавучий поплавок, на котором располагалась гондола батискафа, был разработан с еще большей изощренностью. Фактически, это была цистерна, заполненная бензином. Бензин, как известно, легче воды, поэтому цистерна служила поплавком. Однако, благодаря тому, что бензин является жидкостью, поплавок не мог быть раздавлен снаружи водой. В случае избыточной плавучести можно было сбросить небольшое количество бензина, заменив его водой (хотя это вызывало экологические проблемы). А для компенсации избыточного веса предусматривался балласт в виде дроби, которая удерживалась в специальных бункерах с помощью электромагнитных замков.

Каждая деталь была продумана практически до мельчайших подробностей. Даже в случае возникновения проблем или разрядки аккумуляторов, электромагнитные замки отключались, и дробь начинала высыпаться, что позволяло батискафу спокойно всплыть на поверхность. Подобные принципы были использованы практически во всех последующих моделях батискафов с учетом современных технологий.

Также у батискафа Триеста был интересный детектор дна, предотвращающий его пробитие. На корпусе батискафа находился стальной трос, закрепленный с помощью электромагнитного замка. Когда нижний конец троса касался дна и начинал ложиться на него, он "разгружал" батискаф, заставляя его остановиться. Перед всплытием трос мог быть сброшен. Таким образом, батискаф мог осуществлять очень плавное погружение и обладал механической и относительно простой защитой от удара о дно, а также в случае аварийного всплытия.

Батискаф Триест прославился не только своим историческим погружением в Марианскую впадину, но и участием в ряде научных исследований. Например, в 1963 году батискаф Триест был задействован для обследования останков затонувшего лайнера "Титаник". Это позволило получить ценные данные о состоянии и разрушении корабля на глубине.

В конце 1980-х годов СССР заказал два батискафа "Мир" у Финляндии для проведения исследований океанских глубин. Как и у других батискафов, гондола в этих моделях была сферической. Однако, система аварийного спасения предусматривала возможность сброса аккумуляторов в качестве балласта в экстремальных ситуациях. Также был предусмотрен спасательный буй с тросом, который позволял судну-спасателю опустить трос с поверхности и поднять батискаф с глубины.

В 1990-х годах батискафы "Мир" не были активно задействованы, и заинтересовался ими Джеймс Кэмерон, прославивший их в нескольких своих фильмах. Самыми известными из них являются "Титаник" и "Бисмарк". В своих документальных работах Кэмерон показал работу батискафа "Мир" изнутри.

У батискафов "Мир" уже были внешние манипуляторы, которые существенно облегчали запуск подводных дронов внутрь корпуса "Титаника". За несколько лет был накоплен обширный материал для создания нескольких фильмов.

Позднее Кэмерон решил пробить новые глубины и погрузиться в Марианскую впадину, превзойдя достижение Пикарра. Однако в США существовал запрет на изготовление гражданских батискафов. Поэтому он в секрете обратился к австралийцам. Возникла сложная бюрократическая история, и спустя 8 лет австралийцы представили ему "Deepsea Challenger". Этот батискаф весил в 10 раз меньше "Триеста" и превосходил его по всем параметрам. Но, все же, между ними была разница в возрасте около 50 лет.

Погружение Джеймса Кэмерона на "Deepsea Challenger" в Марианскую впадину, которое состоялось в 2012 году, считается одним из самых глубоких соло-погружений человека. Он достиг глубины около 10 908 метров и провел несколько часов на дне океана, собирая образцы грунта и снимая видеоматериалы. Это погружение стало значимым вкладом в исследование Марианской впадины и ее уникальной экосистемы.

Действительно, австралийцы применяли ту же технологию, что и финны, для изготовления сферической гондолы батискафа. Удаление дефектных слоев отливки позволяло значительно повысить прочность металла и обеспечить безопасность погружений на большие глубины.

Погружение Джеймса Кэмерона в Марианскую впадину было относительно коротким, всего на несколько часов, из-за ограниченной продолжительности нахождения на дне и ограниченных ресурсов батискафа. В то время там было темно, и особых видимых объектов на дне не было. Однако он смог осуществить некоторую активность на дне, взять образцы грунта и сделать видеозаписи. Через несколько часов, когда батискаф начал испытывать проблемы, Кэмерон дернул балласт и всплыл на поверхность.

После этого грандиозные проекты подобного рода были редкостью. Однако батискафы и подводные исследования продолжают развиваться, и новые технологии и методы позволяют исследовать океанские глубины с ещё большей точностью и эффективностью.

Относительно кораблей, затонувших на меньших глубинах, действительно видно, как давление воды может смять искривить металлические конструкции, подобно смятым пивным банкам. Глубины, на которых находятся затонувшие суда, определяются давлением воды, и с каждым дополнительным метром глубины это давление возрастает. Это одна из причин, почему исследование глубоководных областей требует особых средств и технологий для обеспечения безопасности и успешного проведения исследований.