Читать книгу "На грани возможного. Наука выживания - Фрэнсис Эшкрофт"

Физиологи проводили множество исследований с целью выяснить, вызывает ли подводная работа повреждения головного мозга. Пока все сходятся в том, что у подводников, перенесших острую кессонную болезнь, могут возникать продолжительные неврологические нарушения, однако вопрос о том, могут ли возникать бессимптомные нарушения у ныряльщиков, которые никогда не сталкивались с кессонной болезнью, остается открытым. Согласно ряду работ, у таких подводников отмечен возрастающий тремор, снижение чувствительности ступней и ладоней и прочие признаки неврологического расстройства, однако другие исследования подобной картины не выявляют. Учитывая рост популярности туристического дайвинга, исследования, несомненно, нужно продолжать.

В 1997 г. в British Medical Journal появилась тревожная статья. С помощью магнитно-резонансной визуализации в мозге некоторых аквалангистов выявили крошечные очаги повреждений. Эти очаги представляют собой участки отмерших нервных клеток и, предположительно, возникли вследствие блокировки воздушными пузырьками кровеносных сосудов. Однако «дыры в мозге» обнаружились не у всех аквалангистов. При дальнейшем исследовании выяснилось, что поражение наблюдалось лишь у тех, у кого имеется небольшое отверстие между правым и левым предсердием. Как ни странно, такое отверстие имеется у четверти населения Земли. Возникает оно потому, что во время развития эмбриона правое и левое предсердия соединяются так называемым овальным окном. При рождении оно обычно закрывается, однако у некоторых не полностью. Во время декомпрессии у таких людей в кровообращении формируются крошечные пузырьки, слишком маленькие, чтобы вызвать кессонную болезнь. Они попадают в мозговое кровообращение (у некоторых застревают в капиллярах легких, где особого вреда не причиняют). И хотя очевидных неврологических расстройств в этом исследовании выявлено не было, людям с открытым овальным окном, возможно, лучше воздержаться от погружений с аквалангом.

В бездну

Натренированные и физически крепкие ныряльщики могут опускаться, дыша гелиоксом, на глубину до 200 м. Использование более редких смесей позволяет увеличить этот предел до 400 м, при условии что водолаз облачится в шлем из стеклопластика и обогреваемый костюм. Ниже этой отметки человеку приходится «брать» привычную среду обитания с собой, и здесь человека выручают батискафы. Команда живет при нормальном атмосферном давлении, не испытывая необходимости в продолжительной декомпрессии, а судно может быстро погружаться и всплывать. Однако стенки батискафа должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать внешнее давление, а для сбора проб и образцов необходимы гибкие и послушные механические захваты или манипуляторы.

Первая в мире субмарина была построена приблизительно в 1620 г. Корнелиусом ван Дреббелем, хотя проекты подводных аппаратов рождались и раньше – у Леонардо да Винчи в том числе. Дреббель намного опередил свое время. После него в области подводного судостроения подвижек почти не наблюдалось до середины XIX в., когда в войне между Севером и Югом начали использовать субмарины на паровой тяге, прозванные «дэвидами». Однако до исследования океанских глубин было еще далеко. Первым подводным аппаратом, способным выдерживать огромное давление океанской толщи, стала батисфера – полый шар с очень толстыми стенками, который на тросах опускали с палубы судна. В таком стальном шаре диаметром всего 1,4 м Уильям Биб и Отис Бартон совершили 15 августа 1934 г. свое рекордное погружение на 923 м у Бермудских островов. Однако батисфера могла только опускаться и подниматься на тросах, позволяя лишь краем глаза взглянуть на манящее подводное царство.

Переворот в глубоководных исследованиях совершил швейцарский ученый Огюст Пикар, изобретя в 1940-х годах батискаф – полностью маневренное и независимое от судна-носителя устройство. Название его состоит из греческого «батис» – глубокий и «скафос» – корабль. Он был устроен как воздушный шар, только наоборот. Верхний поплавок (заполненный 60 000 галлонами бензина) обеспечивал всплытие, а для погружения добавлялся балласт. После сбрасывания балласта батискаф устремлялся наверх. Под поплавком подвешивалась шарообразная толстостенная стальная кабина, где и помещался экипаж. 23 января 1960 г. Жак Пикар, сын Огюста, вместе с Доном Уолшем, лейтенантом американского флота, опустились на батискафе «Триест» на дно Марианской впадины. Глубина ее составляет 10 914 м (более шести миль), и давление в этой глубочайшей расселине нашей планеты тоже внушительное – 1100 бар. Рекорд Пикара и Уолша пока не удалось повторить никому, кроме японского автоматического зонда «Каико», который коснулся дна в 1995 г.

Погружение на «Триесте» продемонстрировало, что на морское дно можно путешествовать без опаски. На волне этого успеха появилось новое поколение батискафов, в которых громоздкий поплавок с бензином заменили герметичным корпусом, обеспечивающим начальную плавучесть. Теперь собственные батискафы имеются у Японии, Франции, России и США. Пожалуй, самый знаменитый из них – подводный аппарат «Элвин», спущенный на воду Вудсхоллским океанографическим институтом в 1964 г. и применявшийся для обнаружения водородной бомбы, случайно попавшей в Средиземное море у берегов Испании; для поисков гидротермальных источников на срединных океанических хребтах и обследования останков «Титаника». Последним на сегодняшний день словом техники среди подводных аппаратов является сконструированный Грэмом Хоксом «Дип Флайт» – быстроходное, исключительно маневренное устройство, напоминающее крылатую торпеду, которое и в самом деле словно летит сквозь толщу воды. Однако пока «Дип Флайт» опробован лишь на относительно небольших глубинах.

Первая в мире подводная лодка

Первую в мире действующую субмарину построил в 1620 г. голландский алхимик Корнелиус ван Дреббель (1572–1634), проживавший в то время в Лондоне. Лодок по его чертежам было построено три, причем третья была самой большой и сложной. Она прошла под водой по Темзе от Вестминстера до Гринвича, и за ее плаванием наблюдал сам король Яков I. Внешне подлодка напоминала разросшийся грецкий орех и для водостойкости была обтянута промасленной кожей. Судя по сделанным чуть позже рисункам, в движение она приводилась шестью парами весел. Однако при этом непонятно, как удавалось предотвратить проникновение воды внутрь через весельные отверстия. Не менее интересная загадка – как гребцам (и пассажирам) удавалось дышать, ведь субмарина могла пробыть под водой полтора часа, что вполне достаточно для ощутимого падения уровня кислорода и насыщения воздуха углекислым газом.

Из свидетельств современников о «спертом воздухе» ясно, что его состояние в субмарине действительно оставляло желать лучшего. Неясно, как Дреббель боролся с этой трудностью. В одном из описаний говорится, что из субмарины вела на поверхность воздушная трубка. Однако ученый Роберт Бойль, после разговора с зятем Дреббеля, писал (40 лет спустя, в 1660 г.), что Дреббель, «откупорив сосуд с этим химическим раствором, моментально возвращал спертому воздуху необходимую пропорцию жизненных частиц, которая на некоторый срок делала воздух вновь пригодным для дыхания». Что это был за «раствор», остается неясным, поскольку официально выделять кислород из воздуха научились лишь 150 лет спустя. Однако не исключено, что разгадку следует искать в 1610 г., когда Дреббель ездил в Прагу, где тогда работал польский алхимик Сендивогий, питавший особую страсть к калиевой селитре (нитрату калия). Он описывал ее как «тайную пищу жизни», утверждая, что «дух селитры», рождающийся при ее сжигании, спасает людей от смерти. Вполне справедливое утверждение, поскольку при нагревании нитрат калия выделяет кислород. Возможно, с помощью этого «духа селитры» в запечатанных сосудах либо собственноручно сжигаемой селитры Дреббель и проводил очистку воздуха в субмарине. Однако трудный вопрос, как удавалось удержать уровень углекислого газа ниже того предела, за которым должна начаться потеря сознания у гребцов, остается без ответа. Возможно, все дело в непродолжительности путешествия.