Владимир Ажажа - Дорогами подводных открытий
При посадке на грунт создаются возможности для точного измерения оптическим путем незначительных придонных течений, скорость которых меньше, чем порог чувствительности вертушек или других электромеханических приборов. Нужно лишь пронаблюдать за любой взвешенной частицей, дрейфующей в освещенном объеме, и измерить скорость дрейфа.
С подводной лодки, совершившей посадку на грунт, удалось измерить скорость звука в донных осадках на значительных глубинах. На мелководье такие замеры выполняются легкими водолазами. Таким же образом, вероятно, можно измерить «тепловое дыхание Земли» и получить характеристики слабых геотермических потоков.
Новые возможности, которые нельзя реализовать с надводного судна, открывает установка на подлодке эхолотов «вверх ногами», то есть с вибраторами, обращенными вверх. Например, такой способ позволил нам, когда мы проходили на «Северянке» сквозь скопление атлантической сельди, определять его плотность, зондируя пространство над лодкой и под ней. На «Северянке» верхним эхолотом определяли высоту и период волнения, бушевавшего где-то высоко над головой. Нам, в сущности, удалось автоматизировать процесс наблюдения над волнами — «валами морскими». Так их назвал в начале XIX века известный мореплаватель командир брига «Рюрик» лейтенант О. К. Коцебу, которому также принадлежат слова: «Теория сего движения еще весьма несовершенна и самый предмет столь скоротечен и мало удобен к объятию».
Обращенный вверх эхолот, доставленный подлодкой под лед, позволяет также измерять форму, толщину и плотность ледового покрова.
И наконец, оптика моря. Нужная направленность подводных оптических приборов — первое условие для точных измерений. На надводном судне, которое сносится ветром во время дрейфа, выполнить это условие не всегда позволяет наклонное (не вертикальное) положение кабель-троса. При стоянке на якоре кабель-трос отклоняется течением.
Другая помеха подводным оптическим измерениям — это прямой солнечный свет, отражаемый бортами надводного судна, или же затенение от его корпуса. Ошибки наблюдений в этом случае будут существенными.
И опять мы скажем, что выход здесь — в использовании подводной лодки, которая способна стать основным средством для оптических исследований. Приборы устанавливаются прямо на корпусе подлодки. Уже первые разовые наблюдения из «Триеста» показали, что предел восприятия человеком дневного света находится на глубине между 600 и 700 метрами (по расчетам — на 800 метрах). Систематических же работ по установлению предела глубины, ниже которого яркость становится слабее чувствительности глаза, для разных морей и океанов до сих пор не проводилось. Важный вклад в практику измерений и теорию дальности видимости под водой внес советский исследователь О. А. Соколов, использовавший для этой цели «Северянку». С помощью «Ныряющего блюдца» французские исследователи измеряли у берегов Корсики яркость погружаемой на различную глубину лампы с горизонтальным удалением от нее 360 метров. Как оказалось, человеческий глаз в условиях эксперимента смог различать лампу в 500 ватт на расстоянии до 275 метров.
Но это лишь часть задач из области оптики, решение которых под силу подводной лодке.
Преимущество пятое. Оторвавшись от поверхности и погрузившись на глубину или совершив посадку на грунт, подводная лодка превращается в относительно стабилизированное основание. А это значит, что и аппаратура и наблюдатели могут работать и получать результаты при любом состоянии моря.
Уже при волнении 3–4 балла работы со многими опускаемыми за борт приборами, в том числе и с малыми подлодками, на надводных научно-исследовательских судах прекращаются.
Американский исследователь Уильям Кроми указывает: «Порою на то, чтобы спустить якоря, провести измерения и сняться с якоря, уходило четыре дня». (Кроми имеет здесь в виду работу на глубине до 3,5 мили.) А свежая и штормовая погода, на которую в Мировом океане приходится около 20 процентов года, означает для надводных экспедиционных судов мертвый сезон. Если не считать, конечно, попутных наблюдений, которые удается провести в это время. Качка заставляет корпус судна вибрировать, отрицательно влияет на эксплуатационный режим приборов, на самочувствие и работоспособность людей. Если прибор на качке опущен за борт, то он вносит возмущения в окружающую среду. Этот фактор, конечно, отрицательно влияет на достоверность показаний. Но он, к сожалению, пока никак не контролируется. Даже огромные современные научные лайнеры типа «Академик Курчатов» или «Космонавт Владимир Комаров», оборудованные успокоителями качки, испытывают во время шторма неприятные минуты. Что же тогда говорить об исследовательских судах среднего и малого тоннажа?
Из физики моря известно, что с увеличением глубины погружения резко уменьшаются радиусы орбит вращения частиц воды. То есть силы, вызывающие качку, уменьшаются. На глубинах, составляющих примерно половину длины волны, волновое движение ослабляется настолько, что им практически можно пренебречь. Достаточно подводному судну во время шторма погрузиться на несколько десятков метров, чтобы попасть в обстановку относительного покоя. Я пишу «относительного» потому, что поверхностное волнение, как известно, может быть источником особого вида внутренних волн, влияние которых на подводные операции изучено еще недостаточно. Сейчас трудно анализировать причину явлений, с которыми мы встретились в Норвежском море и от которых нас отделяет несколько лет. Но, может быть, именно вызванные штормом внутренние волны заставляли «Северянку», укрывшуюся от непогоды на глубине 50 метров, время от времени накреняться то на один, то на другой борт до 5 градусов. Но это исключение. Обычно пребывание на глубине — это плавание в спокойной во всех отношениях обстановке, и подводники предпочитают погружение качке на поверхности. Погрузиться во время шторма и долго находиться под верхним штормовым слоем моря могут лишь автономные большие подводные лодки.
Еще в 30-х годах нашего столетия военные подводные лодки стали использоваться в качестве стабилизированных платформ для гравиметрических измерений, то есть определения силы тяжести в море. В основу измерений заложен принцип маятника, требующий спокойной обстановки. Таким способом выполнено не менее б тысяч измерений. Некоторые из них были сделаны во время посадки на дно, как, например, с исследовательской лодки «Триест». Эта лодка выполнила серию наблюдений на значительных глубинах впервые, а также проверила некоторые предшествующие наблюдения.
Итак, перечислены и более или менее детально рассмотрены основные доводы в пользу применения для исследовательских работ подводных судов. К сожалению, их справедливость разделяется пока не всеми океанологами. Правда, спектиков со временем становится меньше. Но интересно то, что среди несогласных нет ни одного, кто или в подводной лодке, или в гидростате, или просто с аквалангом опускался бы под воду.
Те же, кому удалось поработать и на палубе надводного исследовательского судна и в тесном отсеке субмарины, всегда высказываются в пользу более широкого применения подводных лодок для изучения океана.
Говорят, что достаточно одного погружения, чтобы превратить обычного, то есть надводного, океанолога в подводного. Именно это и случилось, например, с моими коллегами по «Северянке» гидрооптиком О. А. Соколовым, ихтиологами Д. В. Радаковым и Б. С. Соловьевым, морским геологом Д. Е. Гершановичем и многими другими, «прикоснувшимися» к подводному миру и безоговорочно признавшими научную силу глубинного судна.
Конечно, полная реализация всех названных возможностей в каждом конкретном случае будет зависеть от технических характеристик и научного оборудования отдельной реальной подводной лодки. Сегодня еще не существует подводного корабля, который бы по своим качествам полностью удовлетворял всем пяти выдвинутым положениям.
Впрочем, верно и другое: по существу, нет и надводного судна, которое удовлетворяло хотя бы одному из них. Создание в будущем такой универсальной лодки, которая «может все», — это не фантастика, а разрешимая техническая проблема, хотя и достаточно сложная. Другой вопрос — есть ли необходимость в таком многоцелевом средстве. А может быть, правильнее создавать лодки специализированные для выполнения узкого круга научных задач? Сделать это легче, дешевле, и поэтому второй путь представляется сейчас более правильным.
И при всем этом нужно помнить, что пока подводные лодки, способные погружаться на километровые глубины, не могут быстро и долго плавать в горизонтальном направлении. И наоборот, для способных к длительному подводному плаванию лодок большие глубины недостижимы. Большинство же исследовательских лодок не может ни глубоко погружаться, ни долго и быстро плавать. Кроме того, их работа в море связана с целым рядом ограничений, влияющих на эффективность использования.
