Владимир Ажажа - ПОДВОДНАЯ ОДИССЕЯ «Северянка» штурмует океан
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 эхо–сигнал. Он может ослабнуть настолько, что его нельзя будет уловить. В океане существует целая группа факторов, ослабляющих звуковую энергию. Она 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[14], 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 сопоставишь 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».
Хуже, чем глаз, различает предметы и передающая телевизионная трубка. Но все‑таки поворотная телевизионная камера, если ее установить на подлодке, может увеличить поле и дальность зрения наблюдателя, ограниченное иллюминаторами. Ведь существуют же подводные лодки, где конструкторы вместо иллюминаторов предусмотрели только телевизионные «окна» в подводный мир.
Немало придонных живых существ благодаря окраске и форме так могут слиться с фоном, что нет никакой возможности их обнаружить, не заставив их каким‑то образом сдвинуться с места. В апреле 1959 года в Териберской губе мы именно таким образом обнаружили камбалу и крабов, когда в поисках промысловой рыбы в районе Мурманского побережья несколько раз садились на грунт. Однажды, как только осело облако частиц, вызванное прикосновением лодки к грунту, наблюдавшие в иллюминатор обратили внимание, как во многих местах неподвижное до этого дно «ожило». С него медленно поднимались имеющие такую же, как и грунт, окраску, похожие на лепешки камбалы и, энергично двигая хвостами, устремлялись под корпус «Северянки». Невозможно было заметить и крабов до того момента, пока и они не начали ползти под лодку.
Интересный факт приводят американские исследователи, работавшие у Калифорнийского побережья. Бурное развитие фитопланктона в этих водах заметно ослабляет проникновение солнечного света, и уже на 180 метрах его уровень может быть ниже порога чувствительности человеческого глаза
В этой тускло–зеленой от планктона воде обитает множество совершенно прозрачных живых организмов. Ни на фото-, ни на кинопленку заснять их практически не удается, а между тем через иллюминаторы эти живые существа наблюдаются легко.
Если опуститься глубже, в сумеречную зону, то там только наблюдатель способен различить цвет биолюминисцентных вспышек[15], оценить их продолжительность, интенсивность, удаленность, прикинуть объем концентрации и увидеть, кто же испускает свет. Приборы здесь, пожалуй, пока не справятся. Когда сумерки переходят в темноту, надо включать искусственное освещение. Но даже в прозрачной воде, где можно осветить большие участки дна, фотосъемка бывает затруднена или попросту невозможна. Дело в том, что морское дно — плохой отражатель света. А это означает, что изображение будет, как говорят фотографы, вялым Подсчитано, что суммарная площадь морского дна, сфотографированного к сегодняшнему дню при помощи дистанционных камер с надводного корабля, гораздо меньше той, которую можно осмотреть и снять на кинопленку за одно погружение движущейся подводной лодки.
Уже говорилось о том, что определять распространение и концентрацию планктона традиционными методами можно лишь приблизительно. Эти мелкие и мельчайшие живые существа часто сосредоточиваются на границе слоев воды с разной плотностью. Обитатели средних глубин дрейфуют хаотично, ориентируя тело произвольно, вне зависимости от течения и влияния силы тяжести. Увидеть это можно из подводной лодки.
Из «Северянки» мы видели, что планктон в море распределяется пятнами. Как же определять его количество и состав? Единственным выходом представляется непрерывное измерение распространения планктона в пространстве по изменению освещенности с помощью фотометра с движущегося подводного судна. А качественный состав можно будет определять на глаз через иллюминатор или беря пробы воды. То есть создается уникальнейшая возможность зондирования биологического параметра.
