Deepsea challenger: кэмерон надне марианской впадины

Deepsea challenger: кэмерон надне марианской впадины

    Kaikо Робот Kaikо держит рекорд по самому глубокому беспилотному погружению — 10911 м. Его ближайший соперник, Nereus, погружался «всего» на 10902 м

Как мы знаем, большая часть очень высоких гор имеют по паре пиков. К примеру, у первого восьмитысячника, покоренного человеком, гималайской Аннапурны, их целых девять штук, высотой от 6993 (Мачапучаре) до 8091 м (Аннапурна I). Совершенно верно так же у Марианской впадины имеется пара «обратных пиков» различной глубины.

Самая глубокая точка ущелья именуется Пропастью Челленджера и достигает, по официально принятой версии, 10 994 м ниже уровня моря.

Марианский желоб был открыт в 1875 году экипажем исследовательского судна «Челленджер» (интересно, что именно в честь последнего потом были названы американские космические челноки). Замер глубины дна осуществлялся в те времена ручным диплотом и потому точностью не отличался. В отчете были указаны две глубины — 8184 и 8367 м, по двум точкам замера.

Уже согласно этой информации становилось ясно, что ученые нашли один из глубочайших океанских желобов на Земле. И, как ни необычно, с правильной глубиной Марианской впадины не определились до сих пор.

Споры о глубине

Главная причина «глубинной неопределенности» — сложный рельеф дна впадины. В первый раз ее дно было картографировано с более либо менее высокой точностью только в 2010 году: в течение трех месяцев американская экспедиция, снаряженная Центром берегового и океанского картографирования, снимала дно впадины посредством многолучевого эхолокатора с разрешением 100 м (для аналогичного устройства это сверхточность) и в итоге нашла на дне пара хребтов высотой до 2,5 км. По составленной экспедицией трехмерной модели сейчас возможно ориентироваться при замерах глубины- да и то с некоторыми допущениями.

Дело в том, что никакой эхолокатор на аналогичных расстояниях не может обеспечить точность лучшую, нежели ±10 м, а также такая точность достигается получением и многократными измерениями усредненного результата. Согласно данным из официальных источников, глубина Марианской впадины (правильнее, Пропасти Челленджера) на сегодня образовывает 10994±40 м. Другими словами в полной мере возможно, что Пропасть уходит вглубь более чем на 11 км — в случае если вычислять, что именно она есть самой глубокой точкой желоба, в чем также нет стопроцентной уверенности.

Известный коммунистический замер 1957 года, продемонстрировавший итог 11023 м и до сих пор приводимый во многих учебниках и русскоязычных книгах, на сегодня признан ошибочным. Советские ученые при применении эхолокатора не учитывали изюминке распространения звука в воде на громадных глубинах, другими словами при большом давлении, и потому итоговое число выяснилось очевидно завышенным.

Полвека назад

Как ни необычно, добраться до Пропасти Челленджера ненамного несложнее, чем до второй планеты, и потому за всю историю только четыре аппарата погружались на дно Марианской впадины. Целью каждого погружения был сбор предельного числа информации — фотоснимков, записей, проб грунта и воды, по возможности — наблюдение за глубоководной судьбой, в случае если таковая по большому счету существует на глубине 11 км ниже уровня моря.

Но, до недавнего времени погружение было одним-единственным, и его 23 февраля 1960 года совершили американский морской офицер Дон Уолш и француз Жак Пикар на батискафе «Триест». Главным конструктором батискафа выступил швейцарский инженер Огюст Пикар, папа Жака. Фактически, как раз Огюст Пикар изобрел батискаф как такой (модель FNRS-2, первое погружение во второй половине 40-ых годов XX века), «Триест» же стал главным проектом его жизни.

Снаружи «Триест» напоминал прежде всего дирижабль с гондолой. Верхняя 18-метровая часть батискафа наполнялась бензином (в целях создания нейтральной плавучести), нижняя представляла собой батисферу диаметром 2,16 м, в которой размещался экипаж. Толщина стенок сферы составляла 12,7 см.

Нужно заявить, что изначально «Триест» не предназначался для аналогичных глубин, но во второй половине 50-ых годов двадцатого века, спустя пять лет по окончании спуска на воду, ВМС США купили его у Швейцарии специально для изучений очень высоких глубин и модернизировали (в частности, была заменена батисфера). В какой-то мере погружение в желоб было частью технологического соперничества с СССР, и 23 марта 1960 года батискаф был построен с корабля Wandank и направился вниз.

Погружение продолжалось 4 часа 48 мин. (средняя скорость — порядка 0,9 м/с), подъем — 3 часа 15 мин.. Не обошлось без курьезов. К примеру, на 9000 м одно из внешних плексигласовых окон батисферы треснуло — но подводники решили продолжать погружение.

Глубиномер батискафа продемонстрировал итоговое число 11521 м, но при пересчёте и изучении данных обнаружилась важная погрешность: настоящая глубина составила 10 916 м. Никаких особенных научных изучений Уолш и Пикар не проводили. Опустившись на дно, они в течение 12 мин. разглядывали через иллюминаторы окружающий мир, а после этого отправились обратно.

Действительно, кое-что все-таки выяснилось: океанавты увидели каких-то плоских рыб — то ли камбал, то ли морских языков, подтвердив теорию о том, что жизнь на таковой глубине вероятна. А после этого наступила пауза: впредь до 1995 года ни один аппарат не спускался в Пропасть Челленджера.

Беспилотные погружения

В первой половине 90-ых годов двадцатого века Японское агентство морской технологии и науки JAMSTEC закончило строительство беспилотного батискафа-робота Kaik, предназначенного для научных изучений на очень больших глубинах. Трехметровый робот воображал собой в полной мере хороший батискаф — поплавок с электродвигателями, лишь вместо гондолы на нем размещалась фото- и видеоаппаратура.

Самое глубокое из более чем 200 собственных погружений Kaik совершил 24 марта 1995 года, достигнув 10911 м, поставив так рекорд глубины для беспилотных подводных аппаратов. Но рекорд «Триеста» он все-таки не побил. Действительно, собственную главную миссию робот выполнил, сфотографировав и засняв на видео последовательность организмов-экстремофилов, обитающих на столь большой глубине.

Среди бентосных (донных) животных, зафиксированных Kaik, виделись трубчатые черви и различные креветки, другими словами более либо менее высокоорганизованные виды. Потом робот еще два раза спускался во впадину — в 1996 (глубина 10898 м) и 1998 (глубина 10907 м) годах, опять проводя фото- и видеосъемку, и забор проб. Спустя пара лет, в мае 2003 года, робот был потерян на протяжении тайфуна, но за время работы с его помощью было открыто 350 новых видов живых существ.

Третье погружение в Пропасть Челленджера — и второе беспилотное — случилось 31 мая 2009 года. Робот—батискаф Nereus, спроектированный группой американских ученых во главе с Энди Боуэном, по компоновке и размерам был схож с японской машиной, но главной задачей инженеров было в этом случае обеспечение плавучести батискафа.

В противном случае говоря, Nereus должен был взять большую степень автономности, исходя из этого соединяющий его с кораблем кабель был изготовлен по оптоволоконной разработке и толщиной не превышал миллиметра. 40 км для того чтобы кабеля весят всего 4 кг — так, робот взял громадный радиус для свободного передвижения.

Оснащенный манипулятором Nereus не просто сфотографировал окружающую его подводную реальность, но забрал пробы грунта и биологических образцов. На дне он совершил более 10 часов. Действительно, легендарных рыб, якобы виденных Пикаром и Уолшем, Nereus, как и его японский предшественник, не нашёл.

Одиночный заплыв

25 марта 2012 года Джеймс Кэмерон стал третьим человеком — и первым, отважившимся на подобное в одиночку, — кто достиг дна Пропасти Челленджера. Более всего поражает, что Кэмерон прежде всего не биолог, а известный режиссёр, создатель «Терминатора», «Титаника» и «Аватара». Но, глубоким синим морем Кэмерон увлекался неизменно а также снял о подводниках фильм «Пропасть».

Действительно, воздействие последнего происходит не в Марианском, а в Каймановом желобе (Карибское море, большая глубина — 7686 м).

Батискаф Кэмерона Deepsea Challenger был спроектирован и выстроен австралийской компанией Acheron Project Pty ЛТД и оборудован камерами для 3D-съемки и устройствами для сбора образцов. В отличие от предшественников, сделан он не из стали, а из композитных материалов и потому существенно легче; это разрешает затрачивать значительно меньше упрочнений на обеспечение нейтральной плавучести аппарата. Композит представляет собой что-то наподобие эпоксидной смолы с вмешанными в нее пустотелыми микросферами.

Пассажир Deepsea Challenger размещается в металлической сфере диаметром 108 см со стенками толщиной 6 см и руководит перемещением аппарата при помощи джойстиков.

Погружение аппарата Кэмерона продолжалось 2 часа 37мин. — вдвое меньше, нежели «Триеста», действительно, рекорда глубины он не побил: Deepsea Challenger «уткнулся» в дно на глубине 10898 м. По окончании трех часов нахождения на океанском дне из-за незначительной разгерметизации металлической сферы Кэмерону было нужно подняться на поверхность: развернув тумблер, он скинул балласт и отправился в обратный путь, что занял 70мин.. Если не считать эту неполадку, аппарат вел себя как раз так, как и ожидалось. «Очевидно, вторгаясь в таковой недружелюбный мир, вы рискуете судьбой, — сообщил потом Кэмерон репортеру Popular Mechanics, — но я в полной мере доверял моим инженерам».

Само собой разумеется, погружению режиссера предшествовали бессчётные тренировки, самой большой из которых стало погружение на дно Новобританского желоба (8221 м) 4 марта — на его дне Кэмерон совершил пара часов, снимая медуз и анемон. В Марианской же впадине, как заметил режиссер, он не видел ни одного живого существа больше 2,5 см в диаметре, не считая нескольких рачков-бокоплавов. Так или иначе, одиночное погружение в пропасть возможно назвать подвигом, в особенности с учетом прекрасных видеосюжетов, снятых на огромной глубине, — они лягут в базу научно-популярного фильма канала National Geographic.

Вперед в будущее

Нужно заявить, что совместный проект Кэмерона и австралийцев не был единственным на 2012 год, — легко канадский режиссер успел раньше вторых. Узнаваемая флоридская компания Triton Submarines заявила о разработке батискафа Triton 36000/3, рассчитанного на команду из трех человек.

В один момент компания Ричарда Брэнсона Virgin Oceanic перекупила и возобновила заглохший было проект одиночного аппарата DeepFlight Challenger, созданного в 2005 году для известного авантюриста Стива Фоссетта (в 2007 году Фоссетт погиб в авиакатастрофе, и проект был заморожен до лучших времен). Фактически, некогда Фоссетт желал сделать как раз то, что сделал Кэмерон; сейчас на подобное погружение претендует Брэнсон. Третий проект — Deepsearch — является собственностью фирмы DOER Marine из Сан-Франциско.

В любом случае Джеймс Кэмерон доказал: одиночное и достаточно стремительное погружение в Пропасть Челленджера вероятно. Это открывает новые возможности по картографированию дна Марианской впадины и — кто знает! — обнаружения еще более глубокой ее точки. Быть может, измерение советских океанологов с «Витязя» было не столь уж и ошибочным.

Результаты измерений

    Важнейшие замеры глубины Марианской впадины
    Дно Марианской впадины, «сфотографированное» последовательными сигналами эхолокатора и смоделированное на компьютере.

Карты дна составлены в августе-октябре 2010 года

Глубину Пропасти Челленджера замеряют в среднем раз в пара лет посредством современных эхолокаторов. До изобретения эхолокатора применяли классический глубоководный лот (диплот) на тросе а также точные глубиномеры, опускаемые на дно с корабля. На сегодня самые точным считается измерение, сделанное с исследовательского судна «Кило Моана» (Kilo Moana) и опубликованное в 2011 году.

Deepsea Challenger

В проекте создания батискафа, кроме ярких разработчиков Acheron Project Pty ЛТД, учавствовали канал National Geographic и часовая компания Rolex, и последовательность исследовательских университетов.

1) 3D-камеры большого разрешения

2) щуп для забора образцов

3) батареи питания, размещенные в пластиковых емкостях с силиконовым маслом

4) корпус из композитной пены ISOFLOAT

5) сферическая кабина диаметром 109 см

6) металлический балласт массой 500 кг

Батискаф «Триест»

    Внешний диаметр батисферы «Триеста» — всего 2,16 м, мало для двух человек
    Голотурия (морской огурец) — один из донных обитателей Марианской впадины

Во второй половине 50-ых годов двадцатого века американцы приобрели «Триест» у французов за $250 000 — эта сделка и послужила отправной точкой для сверхглубокого погружения Уолша и Пикара.

Статья «Пропасть Кэмерона» размещена в издании «Популярная механика» (№117, июль 2012).

<

h4>

Марианская впадина. Погружение на «дно Почвы». Джеймс Кэмерон. National geographic 21.11.2016

Статьи, которые будут Вам интересны: