Ганс-Юрген Брозин - Атака на неизведанное
В прозрачной океанской воде на глубине 100 м интенсивность света составляет всего около 1,5 % от излучения, проникающего через водную поверхность. В то же время, если в воде много планктона или мельчайших неорганических частиц, то распространяющийся в море свет ослабляется еще больше. Так, например, в Балтийском море уже на глубине 15 м поглощается примерно 95 % всего падающего на поверхность моря света. Значительное ухудшение условий видимости вызывает также рассеяние света на этих частицах. Так как состав и концентрация рассеивающих частиц колеблются в широких пределах, закономерности рассеяния изучению поддаются с трудом. У водолаза создается впечатление, будто бы в его поле зрения перед предметами лежит дымка, уменьшающая контрастность.
Условия видимости под водой сильно изменяются в зависимости от времени года (колебания интенсивности излучения, различное развитие планктона), а также от местных факторов. Видимость от 30 до 40 м встречается только в прозрачных тропических водах, тогда как, например, в Балтийском море дальность видимости от 6 до 12 м считается хорошей. Часто условия бывают еще хуже, и водолаз в некоторых случаях полагается только на свое осязание. В сильно замутненной воде даже искусственное освещение не улучшает условий видимости, так как здесь источник света уподобляется автомобильной фаре в густом тумане. Водолаз видит только непроницаемую молочную стену.
Поэтому предъявляются высокие требования к способности водолазов ориентироваться, в особенности на больших глубинах и там, где речь идет об обследовании определенного района. В этих случаях должно быть надежно обеспечено возвращение водолаза в начальный пункт и возможность легко определять местонахождение технических устройств и приборов на морском дне.
В этом помогают подводные компасы различных конструкций.
В районах подводных работ в качестве ориентиров служат, например, направляющие тросы. В не слишком замутненной воде условия видимости улучшают сильные подводные прожекторы. Кроме того, водолазы снабжаются портативными лампами. Чтобы руки водолазов были свободными, разработаны питаемые от батарей налобные лампы. Водолаз, подобно горняку, укрепляет их на маске или шлеме.
В последнее время применяют также портативные сонарные аппараты, которые посылают звуковые импульсы, а затем улавливают и усиливают звуковые волны, отражаемые каким-либо предметом. Сейчас с помощью таких аппаратов, размером примерно с футбольный мяч, можно определять местонахождение предметов под водой на расстоянии до 200 м. Другой тип аппаратов, причем меньшего размера, принимает сигналы от подводных источников звука, что делает возможным пассивное определение их местоположения. Звуковой источник может устанавливаться как на каких-либо аппаратах, так и на подводных станциях.
При плохих условиях видимости большое значение приобретают технические возможности связи водолазов друг с другом — с помощью командных пунктов на поверхности моря или с помощью подводной станции. В отличие от телефонов в скафандрах вес и габариты этих аппаратов у легких водолазов должны быть гораздо меньше. Водолазы носят маски, закрывающие все лицо, с вмонтированными в них микрофонами. Все большее значение имеют беспроволочные средства связи. На коротких дистанциях используются специальные подводные громкоговорители; для больших дистанций были разработаны подводные радиотелефонные установки с ультразвуком в качестве несущей частоты. Пока достигнуты расстояния примерно до 1000 м.
Гелий, содержащийся в искусственных газовых смесях, влияет не только на теплопроводность, но и на человеческую речь. Из-за высокой скорости звука в гелии при разговоре происходит сдвиг частоты, человеческий голос производит впечатление писка и становится непонятным. Поэтому для ведения нормальных переговоров нужны дополнительные приборы, преобразующие частоту.
Несколько лет назад применение самоуправляемых водолазных аппаратов для погружения на глубины порядка 50–60 м казалось утопией. Однако знание физиологических процессов и надлежащие технические вспомогательные средства сделали возможным достижение больших глубин, причем не только при отдельных рекордных погружениях, но и во время регулярных работ. Еще несколько лет назад 95 % всех работ производилось на глубинах менее 50 м. Сегодня погружение на глубину от 100 до 150 м стало почти обычным делом, и скоро станут обычными рабочие спуски на глубину до 200 м.
При этом на первом месте стоят задачи океанографии. Добыча сырья на континентальном шельфе теперь немыслима без участия водолазов. Добыча нефти в «открытых»[9] районах у американского побережья, работы по обслуживанию и ремонту технических устройств относятся к компетенции повседневной работы водолазов. В Каспийском море легкие водолазы, работая на подъемных установках, оказывают ценную техническую помощь. Наоборот, научные исследования с помощью водолазов на этих глубинах до сих пор проводятся в незначительном объеме и ограничиваются чаще всего расстановкой измерительных приборов. Расширению исследований научными сотрудниками океанографических институтов препятствовали большие технические затраты и необходимость их специальной подготовки.
Технической предпосылкой увеличения радиуса действия на глубине послужила разработка аквалангов, работающих на газовых смесях. Они позволяют довести период работы примерно до 30 мин даже на глубине 200 м. Разумеется, водолаз не может свободно погружаться на эти глубины с водной поверхности. В большинстве случаев он доставляется к своему рабочему месту с помощью погружаемой камеры. Погружаемую камеру часто используют для обеспечения водолаза дыхательным газом по шлангу, что увеличивает рабочее время до 2–3 ч. Для длительных работ применяют описанный выше способ погружения насыщением в барокамере на поверхности и доставку водолаза к месту работы в погружаемой камере или в подводном доме. Однако для работ продолжительностью менее 2 ч большая затрата времени на насыщение и последующую декомпрессию является неэкономичной. Простые погружаемые камеры позволяют опускать водолаза непосредственно с поверхности воды. После завершения работ их поднимают лебедками в закрытом состоянии. В этом случае декомпрессия осуществляется на поверхности. Новые водолазные аппараты с газовой смесью работают с полузамкнутой циркуляцией, т. е. дыхательный газ регенерируется при одновременном поглощении углекислого газа. Благодаря этому потребление газа даже на глубине 200 м составляет всего около 50 л/мин. При высокой стоимости гелия это имеет существенное значение. В зависимости от рабочей глубины (до 60 м) применяются готовые газовые смеси с различными долями гелия и кислорода. При этом парциальное давление кислорода поддерживается без применения дорогостоящего регулировочного механизма. Имеются приборы, которые автоматически, в зависимости от глубины, вырабатывают требуемые газовые смеси или работают с полностью замкнутой циркуляцией. Однако для повседневного применения они еще слишком сложны и дороги.
Успехи водолазной техники натолкнули на мысль о возможности акклиматизации людей в море в течение длительного времени. До сих пор водолазы, опускавшиеся в море или непосредственно с его поверхности или в погружаемых камерах, совершали туда лишь кратковременные визиты.
Прежде всего, продолжительное пребывание человека в море потребовало проведения ряда предварительных мер. Нужно было оборудовать подводные станции, в которых водолазы могли бы отдохнуть после своих экскурсий или обработать свои наблюдения. В таком подводном доме должно быть обеспечено снабжение дыхательным газом, питанием и всем необходимым. Кроме того, стояла проблема связи с водной поверхностью.
Большое значение имел вопрос о влиянии длительного пребывания под водой на человеческий организм. Следовало также решить проблему возможных психологических реакций при совместной жизни нескольких людей на ограниченном пространстве под водой. С технической стороны особых трудностей не предвиделось, так как повседневное применение аквалангов с искусственным дыхательным газом и соответствующие способы подводных контактов позволили считать эту сторону дела достаточно отработанной.
Полтора года спустя после первого космического полета Юрия Гагарина в Средиземном море, в рамках американской программы «Человек в море», было проведено первое длительное погружение. 6 сентября 1962 г. бельгийский водолаз в погружаемой камере цилиндрической формы был спущен на глубину 61 м и оставался там в течение четырех дней.
Несколькими днями позже у Марселя Кусто осуществил свой эксперимент «Преконтинент I». Два водолаза в течение недели находились на глубине 10 м под давлением 2,06 атм в бочкообразном подводном доме длиной 5,2 м. Во время ежедневных подводных выходов, общей продолжительностью 5 ч, они находились на глубинах между 5 и 25 м. Этим экспериментом Кусто хотел доказать, что при применении соответствующих технических средств пребывание на морском дне в течение нескольких дней возможно, даже если водолаз постоянно находится под двойным воздушным давлением. Целью программы «Преконтинент» в первую очередь было исследование физиологических проблем, которое при условных погружениях не могло быть проведено в полной мере. При операции «Преконтинент I» снабжение энергией и сжатым воздухом производилось с близлежащей наземной станции. Вода и продукты питания доставлялись к станции водолазами с судна-базы. Для обслуживания двух акванавтов (это понятие по аналогии с космонавтами распространилось на обитателей подводных домов) потребовалось более 60 человек, из которых только в качестве посыльных использовалось 15 водолазов.
