Файл: Боровиков П.А. Человек живет под водой.pdf

организма, как и любые жидкости, могут растворять инертный газ не безгранично, а только до определен­ ного предела, соответствующего полному насыщению при данном давлении. В случае длительного пребыва­ ния человека в таких условиях количество растворен­ ного в организме газа, достигнув в какой-то момент насыщения, уже не будет увеличиваться, и, следова­ тельно, время потребной декомпрессии с этого момента перестанет возрастать.

Успешное применение «эффекта насыщения» в во­ долазной практике означало бы полную и окончатель­ ную победу над барьером времени. Но чтобы убедиться в возможности использовать этот эффект, потребова­ лось провести тщательные физиологические исследова­ ния и экспериментально решить ряд новых проблем.

Главное — необходимо было доказать, что длитель­ ное активное пребывание человека в сжатой искусст­ венной атмосфере не приведет к недопустимому пере­ напряжению организма и не скажется на умственных и физических способностях человека ни во время по­ гружения «с насыщением», ни после возвращения его па поверхность, в нормальные условия обитания. Кроме того, нужно было определить, как быстро про­ исходит полное насыщение тканей организма, как долго будет продолжаться процесс последующей де­ компрессии; не окажется ли этот процесс чрезмерно длительным.

В конце пятидесятых годов физиологи американ­ ского военно-морского флота провели первую серию экспериментов. Пионерами испытания «эффекта насы­ щения» были белые мыши, морские свинки, обезьяны и козы. Можно смело сказать, что дорогу па океанское дно будущим «акванавтам» (так теперь называют жи­ телей подводных домов) проложили именно козы — животные, чья дыхательная система очень похожа на человеческую и чьи реакции на вдыхание воздуха и искусственных смесей под давлением близки к реакциям человека. Успех экспериментов с животными и после­ дующих опытов в барокамерах с людьми неопровер­ жимо доказал, что человек может жить и работать долгое время под большим давлением.

Новые перспективы открылись перед всеми, чья деятельность так или иначе связана с проникновением

47

в толщу морских глубин: учеными-океанологами, де­ ловыми кругами, занятыми эксплуатацией ресурсов океана, военными моряками.

Сложилось так, что три коллектива, представляв­ шие каждую из этих групп, практически одновре­ менно приступили к реализации своих многолетних исследовательских программ.

Общая направленность работ коллектива, воз­ главлявшегося Джорджем Бондом, начальником ла­ боратории медицинских исследований ВМС США, вы­ рисовывалась достаточно ясно: изучение возможностей использования «эффекта насыщения» в военном деле. Американские акванавты отрабатывали проведение аварийно-спасательных операций, испытывали новое снаряжение, подводную электронную аппаратуру спе­ циального назначения, транспортные средства, под­ водный инструмент и многое другое. Возможностям научного изучения океана также уделялось внимание.

Во главе другого коллектива стоял директор Монакского океанографического музея Жак-Ив Кусто. Дальновидный исследователь, тесно связанный с ши­ рокими научными кругами, Кусто сразу увидел в идее использования «эффекта насыщения» воплощение своих давнишних желаний. Он мечтал о том времени, когда человек сможет не только работать, но и жить в море, как в родном доме. Стремление к всестороннему науч­ ному исследованию океана с целью широкой эксплуа­ тации его ресурсов наложило отпечаток на всю его работу. Под водой стали жить и трудиться биологи, физики, геологи, инженеры. Их первоочередной за­ дачей было изучение новых возможностей, которые открывают для познания и хозяйственной деятельности подводные поселения.

Представителя деловых кругов США, известного изобретателя и авиационного промышленника Эдвина Линка привлекли прежде всего неоспоримые выгоды, которые сулило внедрение «эффекта насыщения» в во­ долазную практику. Линка интересовала не столько исследовательская сторона проблемы длительного пре­ бывания человека на больших глубинах, сколько воз­ можность промышленного использования накоплен­ ного опыта. Его программа была подчинена цели по­ лучить необходимую информацию и вслед за этим соз­

48

дать новую методику и разработать технические сред­ ства, которые обеспечили бы продолжительное и про­ дуктивное пребывание водолазов на глубинах до 150— 180 м, а в перспективе до 300 м и более.

Следует отметить особенность, свойственную всем исследовательским группам. Все работы, особенно на первых этапах, носили в значительной мере экспери­ ментальный характер. Существенную часть программ подводных опытов составляли физиологические иссле­ дования.

«МОРСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ» АМЕРИКАНСКОГО *ЛОТА

«Жить под водой!» Эта смелая идея настолько шла вразрез с установившимися представлениями о мето­ дах выполнения водолазных работ, что Бонду стоило немалых трудов получить согласие высшей администра­ ции ВМС на проведение серии физиологических экспе­ риментов. Бонд правильно оценил грандиозные пер­ спективы, которые могло бы открыть применение «эффекта насыщения» в водолазном деле. Его неоспо­ римая заслуга заключается в том, что он сумел привлечь внимание к этой проблеме.

В 1959 г. была утверждена программа эксперимен­ тов под условным названием «Генезис», рассчитанная на пять лет и состоявшая из нескольких последователь­ ных этапов (фаз). В случае успешного завершения опы­ тов с животными программа предусматривала про­ должение исследований с участием людей, но только

влабораторных условиях — в барокамерах. Эксперименты с белыми мышами, обезьянами и ко­

зами заняли много времени. На первых порах — фаза А — животные дышали в камерах под нормаль­ ным атмосферным давлением необычным «воздухом», содержавшим вместо азота гелий. Как выяснилось, продолжительное пребывание в такой искусственной атмосфере оказалось для них абсолютно безвредным.

В последующих опытах — фаза В — животных вы­ держивали длительное время (до двух недель) под давлением 7 кгс/см2, причем для дыхания использо­ вались как обычный воздух, так и искусственные смеси. В результате было установлено, что обычный сжатый

49

воздух сравнительно быстро убивает животных — они погибали от отравления кислородом уже через 35 ч. После длительных экспериментов удалось составить трехкомпонентную смесь из кислорода, азота и гелия, не вызывавшую у подопытных животных никаких расстройств в организме, хотя они дышали ею под давлением в течение двух недель. В 1962 г. в барока­ меру вошли люди.

Фаза С программы «Генезис» заключалась в том, что трое добровольцев (два офицера медицинской службы и старшина-водолаз) прожили шесть суток при нормальном давлении в атмосфере, состоявшей из 79% гелия и 21% кислорода. Они вышли из камеры хорошо отдохнувшими; их здоровье было в отличном состоянии.

Следующий этап — фаза D — проводился в Ва­ шингтоне, в лаборатории Экспериментального водо­ лазного центра. Трое военнослужащих ВМС были подвергнуты длительной выдержке под давлением, соот­ ветствующим глубине 30,5 м. Они жили в двухотсеч­ ной барокамере, дышали искусственной смесью, составленной на гелиевой основе. Один из отсеков ка­ меры был сухой, а другой, соединенный с первым прохо­ дом, частично заполнялся водой. Большую часть времени испытуемые находились в сухом отсеке, скра­ шивая однообразное бытие чтением книг и настоль­ ными играми. В соответствии с программой экспери­ мента они проводили также регулярные погружения в бассейне второго отсека, плавая под водой и выпол­ няя тяжелую физическую работу с помощью загру­ зочных станков. Состояние здоровья обитателей баро­ камеры находилось под постоянным медицинским контролем.

Положительный результат фазы D позволил пе­ рейти к завершающему этапу программы «Генезис». Трое сотрудников Джорджа Бонда должны были про­ жить 12 дней под давлением, эквивалентным глубине

61м.

Живя в камере, испытуемые дышали искусственной

смесью, составленной на основе гелия. Их физиологи­ ческое состояние постоянно контролировалось: произ­ водились анализы крови, изучались электрокардио­ граммы, измерялась температура тела, исследовались

50

вопросы легочной вентиляции. Обитатели камеры под­ чинялись строгому расписанию. Один из них постоянно находился на вахте. Снаружи круглосуточно дежу­ рили офицер-медик и два оператора.

Через 12 дней после того, как за испытуемыми захлопнулся люк барокамеры, давление в ней начали снижать, и после 27-часовой декомпрессии будущие акванавты вышли наружу. Фаза Е была благополучно завершена.

Физиологические эксперименты, проведенные над животными и людьми в ходе программы «Генезис», показали: длительная выдержка в условиях высокого давления при дыхании искусственными смесями па основе гелия безвредна для человеческого организма. Кроме того, было установлено, что ткани тела человека насыщаются полностью растворяющимися в них инерт­ ными компонентами дыхательной смеси в течение при­ мерно 30 ч, и в случае дальнейшего пребывания под давлением время декомпрессии действительно не тре­ буется увеличивать. Этим была доказана полная реаль­ ность идеи продолжительного пребывания человека под давлением — идеи жизни в глубинах моря.

Программа «Генезис» завершилась бесспорным успехом, и командование ВМС США приняло решение о подготовке к опыту в море. В июле 1964 г. состоялся первый эксперимент новой программы исследований, названной «Силаб» (Sealab — «морская лаборатория»)

ирассчитанной па несколько лег.

В26 милях от Бермудских островов, па вершине потухшего подводного вулкана, у подножья стороже­ вой башни противолодочной обороны «Аргус» на глу­

бине 58,5 м был установлен ярко-оранжевый цилиндр — первый американский подводный дом.

Внутри его корпуса длиной около 10 м и диа­ метром 3 м размещались койки для отдыха его обита­ телей, лаборатория, душевая с горячей и холодной пресной водой, кухня, туалет.

Давление газовой смеси, наполнявшей дом, было равно давлению окружавшей водной среды и удержи­ вало воду «у порога» входного люка. Состав атмосферы дома (80?о гелия, 16% азота и 4% кислорода) поддер­ живался постоянным с помощью специальной электрон­ ной аппаратуры. Пресная вода подавалась с борта

51

обеспечивающей баржи по пустотелому шлангу, вдоль которого были уложены силовой кабель для снабже­ ния дома электроэнергией, кабели телевизионной си­

несколько десятков человек, но только четверо жили под водой. К большому огорчению Бонда, командова­ ние ВМС категорически запретило ему самому жить в подводном доме. Группу акванавтов возглавили 36-летний лейтенант медицинской службы Ро­ берт Томпсон, умелый и опытный водолаз. Трое дру­ гих акванавтов — Лестер Андерсен, Роберт Барт и Сэндерс Маннинг — также были профессиональными водолазами. Пятым членом экипажа подводного дома должен был стать космонавт Скотт Карпентер. Однако перед самым началом эксперимента Карпентер, как сообщалось, сломал руку и не смог принять в нем участие.

20 июля 1964 г. в 5 ч 30 мин утра четверка аква­ навтов заняла места в маленькой погружаемой камере. Кран поднял камеру с палубы обеспечивающей баржи и опустил ее в воду на глубину 58 м к установленному на дне подводному дому. Акванавты открыли люк камеры и переплыли в подводный дом, который должен был стать их родным домом на долгие четыре недели.

Первые несколько дней они привыкали к необычной обстановке. Трудно было забыть, что вокруг них беспре­ дельный океан, что на поверхность моря, что бы ни случилось, они могут подняться только в стальной де­ компрессионной камере, что жизнь их полностью за­ висит от исправности многочисленных систем, под­ держивающих постоянный состав дыхательной смеси.

Акванавты по очереди несли круглосуточную вахту, следя за показаниями приборов и поддерживая связь с поверхностью. По нескольку часов в день они прово­ дили под водой, выполняя работы по заранее составлен­ ной программе: осматривали состояние опор башни «Аргус», вели гидрологические наблюдения, кино­ съемку. После работы акванавты возвращались в дом, отдыхали, ели, подвергались очередному медицинскому осмотру. Когда наступала ночь, в подводной лабора­ тории не спал только вахтенный. По словам акванав­ тов, наибольшая психическая нагрузка ложилась на

53

них именно во время ночного бдения. Ночью дежурного охватывало неодолимое чувство одиночества, оторван­ ности от всего мира. Единственным звуком, нарушав­ шим могильную тишину спящего подводного дома, было жужжание электрических вентиляторов.

Все шло своим чередом, с баржи непрерывно кон­ тролировали состояние акванавтов и исправность аппа­ ратуры дома. Бонд был доволен ходом опыта.

Но на седьмой день едва не случилось несчастье. Один из акванавтов, Сэндерс Маннинг, как обычно, надел дыхательный аппарат и вышел в воду. Он хотел заснять на кинопленку маневры одноместного экспе­ риментального подводного аппарата «Стар I». Маннинг увлекся съемкой, как вдруг почувствовал головокру­ жение. Его аппарат прекратил подачу дыхательной смеси. Инстинктивно задержав дыхание, Сэндерс бросил бокс с кинокамерой и поплыл к дому. У пего еще хватило сил подняться к люку, но затем он потерял сознание и упал, загремев баллонами аппарата по ме­ таллическому трапу. Вахтенный, услышав странный лязг, вышел в тамбур и увидел медленно погружав­ шееся в воду тело Маннинга. Он буквально выхватил товарища из воды, хотя на пострадавшем было около 40 кг снаряжения. Лицо и губы Маннинга побелели. Прошла долгая минута, прежде чем он начал дышать снова.

Томпсон уложил его на койку и вдруг увидел, как белки глаз Маннинга стали розоветь и затем покраснели. «Я видел раньше глаза, подобные этим, — сказал Бонд, когда он спустился вниз, чтобы осмотреть Ман­ нинга, — но большей частью это были глаза трупов. Пятью минутами больше в воде — н он бы погиб». Однако Маннинг быстро оправился, и единственной памятью о происшедшем было лишь небольшое крово­ излияние в белках глаз.

Подводную лабораторию постоянно окружала стая самых различных рыб, привлеченных светом из иллю­ минаторов. Любимым развлечением акванавтов было их кормление. Экипаж настолько наладил отношения с обитателями моря, что как только акванавт выходил из дома, несколько рыбок сначала осматривали одну его руку, затем вторую, а после этого долго плыли ря­ дом. «Бы выходите в воду и отправляетесь по своим

55

делам, — рассказывал позднее Томпсон, — и рыбка плывет рядом с вами, чуть-чуть сзади, как будто она ваш ребенок». Постепенно у акванавтов появилось чувство опеки над рыбами, и хотя сами они были стра­ стными охотниками, теперь не только не стреляли в рыбу, но протестовали, когда кто-нибудь появлялся под водой с ружьем.

На одиннадцатый день было получено штормовое предупреждение. Шторм мог сорвать с якорей баржу

иповредить связывавшие ее с подводным домом шланги

икабели. Поэтому от дальнейшего выполнения про­ граммы опыта решено было отказаться, хотя акванавты

ивыражали протест. Они были уверены в своих силах

ипредлагали переждать шторм под водой без обеспе­

чения с поверхности. Осторожность взяла верх, и 30 июля гигантский кран, установленный на настиле башни «Аргус», начал поднимать дом вместе с экипа­ жем. Скорость подъема была выбрана равной одному метру в час. По мере уменьшения глубины его обита­ тели сразу проходили декомпрессию. Когда дом был поднят до отметки 30 м, волнение стало слишком сильно раскачивать его, так что временами через люк залива­ лась вода. Для ускорения подъема акванавтов пере­ вели в малую барокамеру, в которой они спускались на дно, и сразу подняли на поверхность. В ней, лежа плечом к плечу, они провели остальное время деком­ прессии.

Тщательный медицинский осмотр акванавтов после того, как они покинули декомпрессионную камеру, показал, что их здоровье в полном порядке. Почти одиннадцать суток пребывания на глубине 58,5 м никак не отразились на их состоянии. Способность человека длительное время жить в искусственной атмосфере под большим давлением в окружении враждебной вод­ ной среды была еще раз доказана.

Осенью 1965 г. ВМС США провели второй этап программы «Силаб». В конце августа в районе Ла-Хойя на Калифорнийском побережье Тихого океана, на рас­ стоянии мили от пирса Скриппсовского океанографи­ ческого института начался эксперимент «Силаб-2» программа которого была рассчитана на 45 дней.

Подводный дом «Силаб-2», использованный в этом эксперименте, строился на военной верфи в Лонг-Биче.

56

Схема расположения помещений и оборудования дома

'«Силаб-2».

1 — цистерны водяного балласта; 2 — аппаратура кондиционирования дыхательной смеси; 3 — центральный распределительный щит электро­

оборудования; 4 — верхний входной люк (им пользуются только на по­ верхности); 5 — холодильник; 6' — туалет; 7 — шкафчик; 8 — спальный отсек; 9 — аварийный быход; 10 — лафет — место для размещения балло­ нов с компонентами дыхательной смеси; 11 — опоры; 12 — бетонный пол; 13 — лабораторный отсек; 14 — устройства ввода кабелей и шлангов; 15 — входной люк; 16 — клетка для защиты от акул; 17 — выход наружу.

Длина корпуса дома — 17,4 м, диаметр — 3,6 м.

на баржу обеспечения «Беркаун», стоявшую на яко­ рях над местом установки дома. В случае повреждения береговых коммуникаций подводная лаборатория могла получать все необходимое с баржи. На ее палубе кроме центрального поста и систем обслуживания были раз­ мещены стационарная декомпрессионная многоместная камера, водолазный ^олокол, кран для спуска его под воду и ряд вспомогательных устройств. Береговая база выполняла лишь функции снабжения и связи.

Подводная лаборатория имела собственные запасы газов для составления дыхательной смеси и аварийные запасы пищи и пресной воды, так что при необходи­ мости экипаж дома мог прожить достаточно долго без поддержки с поверхности.

Планировка «Силаб-2» была аналогична планировке первого дома. Подплывавший к лаборатории аква­ навт проходил через «калитку» сквозь защитную сетку, охранявшую пространство возле входного люка от акул, поднимался во входной люк диаметром 1,2 м и входил в гардеробную. Сняв с себя дыхательный аппарат и гидрокостюм, акванавт принимал теплый душ, а затем проходил в лабораторное помещение.

58