Подводные обитаемые аппараты. Книга рассчитана на широкий круг читателей
 Скачать 22.21 Mb.
|
|
Модернизация коснулась и движителыюго комплекса, изменился внешний вид «Алви- на. Титановая обитаемая сфера, по расчетам конструкторов, могла быть разрушена на глубине 5720 м. Вторая сфера — запасная, она тестирована до давления, соответствующего глубине 6850 м. Обе сферы имеют диаметр 2080 мм. В сферах по пять иллюминаторов, один из них — в крышке люка, второй закрыт пайолом и обычно не используется для наблюдений. После серии испытаний сферы в камере «Алвин» был сертифицирован как аппарат, способный погружаться на глубину 12 000 футов. Питание основных и вспомогательных потребителей осуществляется от батарей 120 и 26 В. Три кормовых двигателя обеспечивают движение впереди реверс, два из них разворачиваются вниз и помогают двум вертикальным двигателям, установленным в средней части аппарата. Еще один двигатель — кормовой, служит для поворота аппарата в горизонтальной плоскости. Эти небольшие электродвигатели были установлены на «Ал- вин в 1986 году взамен большого кормового и боковых вертикальных двигателей. Переменный балласт на аппарате — морская вода. Дифферентовка осуществляется путем перекачки 230 кг ртути из носовой в кормовую цистерну и обратно. Фото- и видеоаппаратура представлена двумя миллиметровыми фотокамерами Бентос и четырьмя наружными видеокамерами Для съемок и наблюдения используется комбинация подводных светильников с кварце- во-йодистыми газоразрядными, таллиевыми и источниками. С 1983 года по настоящее время носителем «Алвина» является самое крупное судно Вудс-хольского института «Атлантис» с сильной дизельной установкой и скоростью хода в 12 узлов. Команда «Атлантис» — 20 человек, из них человек — пилоты и техники «Алвина». На палубе судна установлена А-рама для спуска и подъема аппарата. Сам «Алвин» находится в ангаре на главной палубе. С модернизацией «Алвина» ученые-океанологи получили великолепную возможность изучать абиссальную зон' Мирового океана — наиболее пустынную и неизвестную, лежащую на глубинах от 2000 мВ 1970 году американская экспедиция обнаружила расположенную в осевой зоне подводного Галапагосского хребта впадину. Через два года, вовремя восьмого рейса судна Института океанологии Дмитрий Менделеев, драга, опущенная в этом районе, подняла образец, относящийся к редкой ассоциации минералов. После его исследования в работе Т. В. Розановой появилось заключение "Подобные геологические образования преобразовались из осадков в гидротермальных растворах с температурой более 350 °С". Горячие источники можно обнаружить на дне океана, там, где гигантские участки земной коры расходятся, освобождая путь расплавленной магме. Магма, разогретая до 1200°С, со временем остывает и образует новую земную кору. В результате взаимодействия с магмой химический состав воды меняется, почти полностью поглощается магний, в океан поступают большие порции лития, рубидия, марганца, кремнезема и еще элементов. Морская вода в зонах гидротермальных источников для множества живых организмов, от бактерий до гигантских трубчатых червей-погонофор, становится питательным раствором. Поиск районов с гидротермальной активностью был одной из главных задач экспедиции ФАМОУС. Работы начались в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта. С 30 июня по 6 августа 1974 года «Алвин» совершил 17 погружений на глубины от дом. Впервые с помощью подводного аппарата тщательно исследована рифтовая зона, доказано перемещение вдоль границ литосферных плит. Ученые непосредственно стали свидетелями рождения руд в недрах океанского дна в районах гидротермальных месторождений. Вместе с «Алвином» в этой экспедиции принимали участие французские аппараты «Сиана» и «Архимед». 17 июля вовремя погружения № пилот «Алвина» Джек Доннелли сообщил на поверхность Нас заклинило в трещине, кажется, нам не всплыть Для того чтобы взять пробу воды и замерить температуру, Джек попытался опуститься в расселину гья- ра — узкого подводного каньона. При движении вдоль стенок эхолот давал очень неравномерную картину расстояние до дна менялось от единиц до десятков метров. Под аппаратом находилось нагромождение крупных глыб, обрушившихся со склонов. «Присев» на одну из глыб, ученые начали проводить измерения. Температура не отличалась от общих фоновых значений, было решено поискать другой гьяр. Нона включение вертикального двигателя аппарат никак не реагировал. Зазор между стенками трещины и бортами аппарата был не меньше метра, и непонятно было, что могло удерживать «Алвин». Пилот выключил электропитание всех потребителей, лишь аварийная лампа слабо освещала кабину. Что можно было предпринять в такой ситуации? Во-первых — сбросить аккумуляторные боксы, то есть освободиться от значительного груза. Нов этом случае «Алвин» оставался полностью обесточенными беспомощным. Во-вторых, конструкция «Алвина» позволяла отстрелить обитаемый корпус вместе с рубкой от остальной части аппарата. Ноне было никакой гарантии, что не застрял сам корпус. Наконец, можно было дождаться помощи Архимеда, который работал в этом же районе. И все же, прежде чем прибегнуть к этим экстраординарным мерам, нужно было попробовать выбраться собственными силами. В течение двух часов Джек, поочередно включая двигатели, пытался вырвать аппарат из каменной ловушки. Но все было тщетно «Алвин» ни на сантиметр не продвинулся с мертвой точки. Оставалось только одно — вырываться вперед по оси гьяра, навстречу подводному течению, которое, скорее всего, и стало виновником пленения аппарата, затащив его в узкую часть трещины. Включение бортовых двигателей, развернутых в горизонтальное положение, и главного двигателя в максимальный режим дало наконец положительный результат — аппарат задрожали стал рывками продвигаться вперед. Развернутые вниз боковые двигатели вытолкнули «Алвин» к верхней границе гьяра. Через часа плена экипаж подводного аппарата продолжил работу на прерванном мар- шруте. В 1975 году в районе южнее мыса Горн «Алвин» покорил сертификационную глубину мВ году аппарат сертифи- цировали уже нам. После этого была проведена серия геологических погружений Кайманового желоба. Продолжение глубоководных работ в Тихом океане в 1977 году было достаточно успешным. Здесь, в 300 км к северо-востоку от Галапагосских островов, располагается Галапагосская трещина, образованная литосферными плитами Кокос и Наска. В своих исследованиях ученые-океанологи из Вудс-Хола использовали тонный буксируемый аппарат «Ангус», оснащенный цветными телекамерами с широким обзором, фотоаппаратурой, сонаром и навигационным акустическим повторителем. «Ангус» буксировался научно-исследовательским судном «Кнорр» со скоростью около миль в час на расстоянии 20 мот грунта. Из множества полученных фотоснимков было отобрано несколько. На каждом на фоне застывшей в виде лежащих столбов и подушек базальтовой лавы ярко выделялись крупные двустворчатые моллюски. Руководитель работ Роберт Баллард принял решение спуститься к одной из этих точек, К «Кнорру» присоединилось судно-база «Лулу» с «Алвином» на борту. Полтора часа «Алвин» опускался до глубины м. Слегка увеличив плавучесть, пилот повел аппарат над причудливо застывшими языками лавы. Унылые базальтовые поля бурых подушек не радовали глаз многообразием жизни. Через полчаса подводной разведки стали попадаться одиночные, окрашенные в темно-красные цвета актинии. Еще несколько метров, и перед учеными предстал новый сказочный мир оазис в мрачной подводной пустыне. В свете прожекторов через марево колеблющейся воды цветными россыпями проявлялись актинии, крабы, крупные рыбы, гряды двустворчатых моллюсков. Теплые струи воды пробивались прямо из морского дна. Восемь часов пролетели незаметно, батареи «Алвина» сильно разрядились. Балласт остался на дне, аппарат устремился к поверхности, неся в своих бункерах множество представителей фауны оазиса. Всего «Алвин» выполнил 15 погружений. За это время были обнаружены выходы геотермальных вод с температурой Сине- обычный мир живых организмов. Встречались и несколько видов макрурид и угрей, креветок и крабов. Нитевидные существа длиной дом погонофоры — живут в хитиновых трубках, напоминающих бамбуковый лес. Необычны погонофоры тем, что не имеют пищеварительную систему. А живут они за счет растворенного вводе сероводорода, который образуется при выходе воды в местах разломов земной коры. В течение ] 978 года «Алвин» успел поменять старую раму на новую — титановую и принять участие во второй экспедиции в район Срединно-Атлантического хребта. В ноябре 1979 года, когда обследовался Калифорнийский залив, на фотоснимках донной поверхности, полученных с буксируемого аппарата «Ангус», обнаружили клубы черного дыма. Подводу ушел «Алвин». Черный дым оказался фонтанами черной воды, бьющей из высоких конических построек на дне океана. Мощное придонное течение долго не давало «Алвину» подойти к одной из труб, напоминающей гигантский термитник Наконец удалось ввести датчик электротер- мометра прямо в жерло постройки. На дисплее появилась цифра «350», Стоящие рядом «черные курильщики также извергали фонтаны черной воды с температурой не ниже 350°С. Учитывая то, что иллюминаторы «Ал- вина могли расплавиться при температуре около С, работа непосредственно у горячих струй была сопряжена с большим риском. Нагретая вода, просочившаяся сквозь дно и выходящая в океан через разломы, создает эти необычные постройки. При охлаждении вода отдает часть выносимых из глубин веществ, которые осаждаются и образуют трубу курильщика. Сера, выпадающая при охлаждении, окрашивает воду в черный цвет. Частички пирротина, взвешенные вводе, отражают свет светильников, поблескивают и придают всей этой необычной картине еще более торжественный вид В 1980 году манипулятор «Алвина» вытащил кусок породы вместе с многощети- нистым червем, обитающим в нижней части курильщиков. Червя, для которого комфортной является температура 260°С, назвали в честь Аллена Вайна — Альвинел- ла помпейяна. В 1982 году «Алвин» погрузился на глубину 2650 м в Тихом океане, в районе Галапагосского рифта. Американцам Дж. Бэрросу и Дж. Демингу посчастливилось взять пробу воды из гидротермального источника с температурой более СВ пробе были найдены новые живые бактерии. Ученые наблюдали за ними при температуре воды С. Более жесткая конструкция белковых молекул тела бактерий позволяет им существовать при такой температуре и давлении. Кроме бактерий, в зонах гидро- терм было обнаружено более 30 новых видов живых организмов. Огромное количество животных, обитающих в районах курильщиков, питаются органическими веществами, которые при помощи химического синтеза производят серные бактерии. Многочисленные обитатели оазисов — креветки не имеют глаз, зато под их панцирем находится специальный «термодатчик», не позволяющий приближаться близко к высокотемпературным зонам. Населению гидротерм ненужен солнечный свег и фотосинтез, оно полностью отделилось от биосферы и будет продолжать нормально существовать, даже если на поверхности наступит вечная ночь и произойдет повсеместное оледенение. В 1983 году в качестве судна-носителя «Алвина» стало использоваться судно Вудс- хольского института «Атлантис-2», оборудованное кормовой А-рамой для спуска-подъе- ма аппарата. На «Алвин» установили Т-об- разное подъемное устройство, на которое водолазы заводили мягкую петлю подъемного фала. В 1984 году Алвин участвовал вне- скольких научных программах, в том числе в серии погружений в районах хребтов Хуан де Фука и Горда. «Алвин» вышел на активные «Черные курильщики в зоне северного спредингового центра год прошел для «Алвина» под знаком «Титаника». После весенних погружений в районе Срединно-Атлантического хребта, где были обнаружены новые подводные источники горячей воды, «Атлантис-2» отправился к месту гибели «Титаника», обнаруженного в 1985 году с помощью буксируемых аппаратов. Здесь «Алвин» совершил погружений к обломкам легендарного лайнера 5 июня 1994 года в Вудс-Холе прошла церемония, посвященная летнему юбилею подводного аппарата «Алвин». Практически это был уже новый аппарат все части, включая прочный корпус и раму, были заменены на новые в процессе многолетней работы аппарата во многих районах Мирового океана. Летом 1996 года «Алвин» поменял судно-носитель; с «Атлантис-2», переименованного в Антарес, на новое судно «Атлантис» было переставлено СПУ большая кормовая А-рама. В 1997 году «Алвин» принимал участие в программе научных погружений в районе гидротерм Срединно-Атлантического хребта. В составе экспедиции были английские ученые и телевизионная группа БиБиСи. Впервые вовремя подводных работ и съемок на океанском дне встретились американский «Алвин» и французский «Наутил». В 1998 году «Алвин» выполнил в общей сложности 56 погружений у побережья Флориды, в бассейне Гуаймос, в районе Северо- Восточной Тихоокеанской возвышенности, где пилоты американского аппарата обнаружили и подняли на поверхность установленные годом раньше «Шинкаем 6500» океанологические станции с записывающей аппаратурой. Аппаратура, оставленная на дне у гидротермальных источников, определяла химический состав флюида. Общее количество погружений, совершенных «Алвином» к концу 1998 года, составило, средняя продолжительность каждого спуска — 7 часов. В подавляющем большинстве это были погружения в научных целях геологических, биологических и химических. «Си Клифф», «Тартл» (Аутек-2, Аутек-1) Удачная конструкция «Алвина» стала примером для тиражирования нескольких подводных аппаратов. В 1965 году крупная американская компания «Дженерал Дайнэмикс» получила заказ от ВМС США на строительство двух подводных аппаратов. В декабре года на свет появились два аппарата для работ на глубинах дом «Аутек-1» и «Аутек-2». В свое время для «Алвина» было изготовлено три прочных корпуса, два из них и использовались для новых аппаратов. Прочные корпуса, изготовленные из стали, были опрессованы до давления, соответствующего глубине 2740 м. Сферы имеют диаметр 2,1 м, в них могут разместиться три члена экипажа. Вес аппаратов около 20 т. Скорость хода до 3 узлов обеспечивали три двигателя. Кормовой винт с насадкой, поворачивающийся на 100° в горизонтальной плоскости, имеет привод от гидромотора. Два боковых движителя, установленные по бортам аппаратов за рубкой, могут делать полный оборот вокруг своей оси. В 1969 году «Аутек-2» и «Аутек-1», переименованные в Си Клифф» и «Тартл» (Морская скала и Черепаха, испытывались недалеко от Багамских островов в Атлантическом океане. Одно из погружений аппаратов, по вине экипажей, чуть было не закончилось трагедией. Неожиданно мощное подводное течение, не обозначенное на карте, отнесло аппараты на значительное расстояние от судна обеспечения. Подводная звуковая связь прервалась, но, несмотря на это, гидронавты продолжали движение под водой. Запас энергии в аккумуляторах быстро уменьшался, достигнув критического уровня. В результате Си Клифф» и «Тартл» всплыли с полностью разряженными батареями. С большим трудом, в условиях штормовой погоды, по сигнальным ракетам ссуд- на обнаружили всплывшие аппараты. После того как был успешно испытан модернизированный и переоборудованный «Алвин», получивший возможность погружаться нам, руководство Военно-мор- ских подводных исследований принимает решение увеличить дом глубину погружения Си Клиффа». Для этого в 1981 году пришлось стальную обитаемую сферу аппарата заменить на титановую. Старую масляную дифферентную систему заменили на ртутную. Насосы низкого давления позволили перекачивать 270 кг ртути износа в корму, и наоборот, а также менять угол дифферента аппарата на 14°. Стальной баллон для продувки цистерны сжатым воздухом уступил место более легкому и прочному титановому. Система точной балластировки вместо резиновых маслонаполня- емых емкостей стала состоять из двух титановых цистерн, в которые можно принимать и откачивать морскую воду. Придание аппарату положительной плавучести осуществляется полным или частичным сбросом килограммовых стальных пластина в аварийной ситуации и сбросом аккумуляторных батарей и на небольших глубинах освобождение от манипуляторов. В 1992 году в юго-западной части Тихого океана проходила экспедиция Национального Географического общества и американских ВМФ с целью исследования гигантского подводного кладбища кораблей, погибших вовремя кровавой битвы на Гва- даканале в 1942 году. Под руководством Роберта Балларда с помощью Морской скалы экспедиция обнаружила и идентифицировала затонувших судов. Вовремя погружения к «Квинси» — первому судну, ушедшему на дно пролива Железное дно», экипаж подводного аппарата пережил несколько очень неприятных часов. На глубине м Роберт Баллард заметил, что стрелка датчика измерителя углекислого газа зашла в запретную зону. Уровень углекислого газа повышался, запасной индикатор также показывал на непрерывный рост углекислоты. Кислорода становилось все меньше, возникла ситуация, когда людям просто нечем было дышать. Подъем к поверхности занял бы не менее часа. Пилот сообщил наверх о прекращении спуска из-за аварийной ситуации и начал экстренное всплытие. Экипаж вынужден был достать индивидуальные дыхательные приборы. Но одна из масок оказалась неисправной. Трем членам экипажа пришлось пользоваться только двумя приборами. Морская скала медленно поднималась к поверхности, минуты казались часами. Наконец гидронавты почувствовали легкую качку — аппарат всплыли к нему приближалось судно обеспечения. Когда «Си Клифф» подняли на борт судна и экипаж выбрался из кабины, Роберт Баллард произнес Я рад, что мы остались в живых!» В настоящее время вес Си Клиффа» составляет 29 т. Энергоемкость серебряно- цинковых батарей — 60 кВт/ч, максимальная скорость под водой — 2 узла. Глубина погружения «Тартла» увеличилась дом «Наутил» Гордостью французского научного подводного флота, несомненно, является построенный в 1984 году глубоководный обитаемый аппарат «Наутил». Этот ярко-желтый, с черной надписью «Наутил» на борту аппарат один из пяти обитаемых аппаратов, способных работать на глубине 6000 м. Нашим ученым необходимо предоставить возможность непосредственно изучать объекты своих исследований и делать это по крайней мере 200 разв году — заявлял директор Технического департамента изучения океана Жан Кучурон. Океанологи из французского института «ИФРЕМЕР» получили такую возможность. Правда, строительство глубоководного аппарата обошлось недешево в общей сложности было затрачено около 25 млн долларов. |