Ганс-Юрген Брозин - Атака на неизведанное
В будущем большое значение приобретут наблюдения и измерения с помощью искусственных спутников Земли. Хотя «космическая океанография» делает еще только первые шаги, проводимые по ее развитию работы являются многообещающими. Высокая скорость обращения космических аппаратов позволяет одновременно наблюдать большие районы и быстро повторять измерения. Поэтому космические летательные аппараты особенно целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо получение синхронной информации на обширных океанических областях. Если эти аппараты оснащены достаточно чувствительными измерительными датчиками, можно исследовать микро- и мезомасштабные явления. Они могут служить также в качестве радиорелейных станций для получения информации от сети заякоренных или дрейфующих буев.
В настоящее время главная проблема состоит в создании датчиков, которые работали бы достаточно надежно и точно на высотах в сотни километров. Следующая важная проблема заключается в том, чтобы освободить измерения от вредного влияния облачности. Именно поэтому современные методы использования искусственных спутников для океанологических целей применяются в сравнительно безоблачных субтропических районах.
Успешные космические наблюдения за морем в последние годы позволили судить о границах и сезонных перемещениях ярко выраженных морских течений, а по фотографиям метеорологических спутников делались выводы о характерных формах облаков. По солнечным бликам на этих фотографиях могут оцениваться условия волнения на море. С 1961 г., по данным метеорологических спутников, составляются карты ледовой обстановки. В дальнейшем с помощью искусственных спутников можно будет определять местоположение косяков рыбы.
Исследования, проводимые пилотируемыми космическими аппаратами и орбитальными станциями, также могут вносить ценный вклад в океанографию. В этой связи следует напомнить о первом совместном применении исследовательских судов, космических кораблей и метеорологических спутников в Индийском океане в 1970 г. при полете советского космического корабля «Союз-9» или о программе наблюдений, выполненной в 1971 г. первой советской орбитальной станцией «Салют».
Полноты ради следует упомянуть, что наряду с уже отмеченными вспомогательными техническими средствами в океанографии могут использоваться также и автоматические устройства, которые, будучи управляемыми на расстоянии по заранее составленной программе, отбирают пробы на различных глубинах, фотографируют или даже выполняют непосредственные измерения. Некоторые такие устройства были с успехом испытаны на глубине 5000 м и более. В дальнейшем их можно будет использовать в качестве автоматических обсерваторий на морском дне. По истечении предусмотренного срока по заранее разработанной программе или но акустическому сигналу они поднимаются на поверхность, где отбираются накопленные данные.
Большое значение имеют «подводные роботы», например для контрольных и ремонтных работ на подводных нефтепроводах. Для строительных работ под водой в Японии, Советском Союзе и США были разработаны автоматические подводные бульдозеры. Например, японская конструкция, плавбазой для которой на поверхности моря служит катамаран, может работать на глубинах до 60 м. Большинство подводных роботов кабелем связано с надводным судном, с которого они управляются и которое подает им необходимую энергию. Приводимые в действие гидравлическими приводами, грейферы позволяют выполнять подводные работы и транспортировку грузов. Их ориентирование обеспечивается с помощью прожекторов и подводных телевизоров.
Человек в море
Вероятно, уже в эпоху первых крупных египетских морских путешествий у побережья Красного моря погружались ныряльщики.
Во многих финикийских, а позднее греческих городах водолазное дело было специальностью. Жемчуг, кораллы или губки и съедобные моллюски были в то время ценными обменными товарами. Существовал большой спрос также на пурпурных улиток, из которых изготовлялись красители. В античных источниках можно найти сведения о строительных работах под водой, о погружении при спасательных работах на затонувших судах, а также о первых попытках использования водолазов в военных целях.
Отдельные сообщения указывают на участие водолазов даже в научных исследованиях. Так, упоминается, что Александр Македонский, который поручил Аристотелю описание животного мира, предоставил в его распоряжение группу водолазов. Водолазы должны были поднимать со дна редких животных и растения. В других преданиях говорится, что сам Александр в 330 г. до н. э. спустился на морское дно в своеобразном водолазном колоколе.
В древние времена водолазы могли обнаружить интересующие их предметы только в прозрачных и спокойных водах. Их пребывание под водой было ограничено способностью задерживать дыхание. О достигнутых глубинах никаких подробных данных не имеется. Видимо, они опускались не более чем на 20 м. Не установлено, но и не исключено, что уже тогда были известны некоторые технические вспомогательные средства, такие, например, как прообразы наших современных водолазных очков или дыхательных трубок. Во всяком случае, позднее, начиная с XIV столетия, искатели жемчуга в Персидском заливе применяли примитивные водолазные очки из полированного черепахового панциря.
У берегов Греции, Турции и Северной Африки вплоть до XIX столетия неизменно практиковались свободные погружения. Ныряли здесь прежде всего за губками и кораллами, тогда как в Красном море, Персидском заливе и у берегов Индийского океана с морского дна добывали главным образом жемчуг. Оснащение водолаза состояло исключительно из водолазных очков и иногда из носового зажима для облегчения выравнивания давления. Часто, чтобы экономить время при погружении, ныряльщики затягивали себя в глубину камнем. И сейчас подобным способом погружаются за съедобными морскими кубышками [8], а также за жемчужными раковинами и губками большинство женщин в Японии и Южной Корее.
Давно известным техническим вспомогательным средством для пребывания человека под водой был водолазный колокол. По первым, правда недостоверным, преданиям еще в древние времена, а позднее, в XVI столетии, упоминается о подводных работах с помощью водолазных колоколов. Они представляли собой открытые снизу деревянные ящики со своеобразной платформой, на которой могли стоять рабочие. При погружении колокола вода проникала в него снизу и сжимала находящийся там воздух, пока не устанавливалось состояние равновесия. Один или даже несколько человек могли выполнять работы в таком колоколе на морском дне до тех пор, пока хватало запаса кислорода. В качестве примера успешного применения водолазного колокола в районе Балтийского моря следует упомянуть спасение в 1663 г. свыше 50 орудий с затонувшего в 1628 г. у Стокгольма шведского военного корабля «Ваза». Здесь были заняты два водолаза. Работа в холодном Балтийском море с тогдашними примитивными вспомогательными средствами считалась большим достижением.
В 1717 г. английский астроном Хэлли предложил дополнительное снабжение водолазного колокола воздухом из воздушных резервуаров. Из погруженных резервуаров воздух должен был попадать в колокол по кожаным шлангам. Говорят, что Хэлли сам спускался на глубину 17 м.
В дальнейшем водолазные колокола различных конструкций нашли широкое применение при спасательных работах и при строительстве подводных сооружений. Их используют еще и в настоящее время. Однако из-за их ограниченной несколькими метрами глубины погружения и неподвижности они вряд ли применялись когда-либо в океанографических целях. Правда, известно, что в 1820 г. швейцарский врач Колладон у побережья Ирландии с помощью водолазного колокола выполнил измерения температуры воды на глубине 10 м.
Однако водолазные колокола и исторически и технически положили начало всем видам водолазной аппаратуры, работающей на сжатом воздухе. От водолазного колокола развитие пошло по двум направлениям. Плотное закрытие водолазного колокола снизу и снабжение воздухом при нормальном атмосферном давлении привели к появлению батисферы, о которой будет идти речь в следующей главе. С другой стороны, путем увеличения подачи воздуха, чем достигалось выравнивание давления с окружающим давлением воды, удалось перейти к водолазным аппаратам, обладающим большей маневренностью под водой.
Представления о водолазном снаряжении сложились еще в средние века. Так, в старой немецкой рукописи 1415 г. имеется рисунок водолаза в водонепроницаемой одежде с идущим к поверхности воды длинным воздушным шлангом, который поддерживается там двумя поплавками. У Леонардо да Винчи также имеется подобный рисунок. Разумеется, в то время еще не понимали неосуществимости подобного проекта, обусловленной физиологическими причинами. Ведь через дыхательный шланг легкие водолаза соединялись с наружным воздухом, в то время как грудная клетка подвергалась давлению находящегося над его туловищем водяного столба. При избыточном давлении в 0,1 атм, т. е. на метровой глубине, грудная мускулатура не может растягивать грудную клетку против давления воды.
