Исследовательская группа, возглавляемая Эдвином Линком, пришла к изучению проблемы длительного пребывания человека на больших глубинах в какой-то мере окольным путем. «Отойдя от дел» в конце 50-х годов, Линк переключился на решение вопросов, связанных с подводной археологией – его давнишним увлечением.
Основой труда археолога являются неторопливость и методичность, однако водолаз, способный находиться на глубине считанные минуты, вынужден был очень спешить и все равно почти ничего не успевал сделать. Первое время Линк занимался созданием специального глубоководного снаряжения и проведением экспериментов лишь с целью расширить возможности подводного археолога, но вскоре он понял, что проблема увеличения глубин и продолжительности работы водолаза, во-первых, достаточно сложна, а во-вторых, сама по себе представляет значительный интерес. Талантливый инженер и опытный делец, Линк быстро осознал экономическую перспективность только зарождавшейся методики и примерно с 1961 г., оставив в стороне увлечение археологией, целиком углубился в изучение промышленных возможностей использования «эффекта насыщения».
Начав свою работу со сбора и тщательного анализа материалов исследований ученых-физиологов ВМФ США (в частности, ознакомившись с ходом и текущими результатами флотской программы «Генезис»), Линк уже в 1962 г. приступил к практической проверке своих предположений. Он работал самостоятельно и на первом этапе даже за свой счет, поэтому мог действовать гораздо более решительно, чем Бонд и Кусто. В соответствии с программой исследований, названной «Человек в море», предполагалось разработать методику проведения глубоководных водолазных работ с использованием «эффекта насыщения», которую можно применять для промышленных целей.
В основу проекта комплекса специального оборудования первоначально была заложена идея «жизни под водой». Весь комплекс, по замыслу Линка, должен состоять из трех частей. На дне устанавливается подводный дом, но выполненный не в виде металлической цистерны, а легкий надувной – сшитый из прорезиненного нейлона. Дом служит убежищем для двух акванавтов. В нем они могут отдыхать после работы на дне. Между обеспечивающим судном и домом курсирует привязная барокамера-лифт, в которой акванавты опускаются на дно и поднимаются на поверхность. Лифт имеет прочный корпус, герметичные люки и может сохранять высокое внутреннее давление. Компрессия и декомпрессия акванавтов происходит в большой комфортабельной палубной барокамере, к которой лифт пристыковывается с помощью фланца.
Первым построенным сооружением из комплекса Липка была погружаемая барокамера-лифт. Используя ее одновременно в качестве лифта, подводного убежища и палубной декомпрессионной камеры, Линк намеревался сразу приступить к проведению подводных экспериментов. В этом лифте в сентябре 1962 г. бельгийский водолаз Роберт Стеньюи провел рекордно длительное глубоководное погружение, прожив 26 часов на глубине 61 м.
Лифт выполнен из алюминия и по форме представляет собой удлиненный цилиндр. В то время, когда водолаз проходит в нем декомпрессию после погружения, лифт лежит горизонтально на палубе судна на специальной подставке. Во время погружения лифт вертикально плавает в воде, удерживаясь на глубине с помощью смонтированной на нем каретки с электромотором, через которую пропущен трос специального якоря, отданного с борта обеспечивающего судна. Благодаря такому устройству глубина погружения лифта может регулироваться акванавтом самостоятельно.
Внутреннее помещение состоит из двух секций, разделенных прочной переборкой. Водолаз сидит на откидном стуле в верхней, основной секции; люк под его ногами, открывающийся внутрь, ведет в нижний отсек, в котором хранится необходимое для работы на дне водолазное снаряжение. В полу нижнего отсека находится также открывающийся внутрь люк, а на расстоянии 20 см от него в днище лифта врезан третий люк, открывающийся наружу. Такая система люков обеспечивает герметичность камеры при любом соотношении давления внутри и снаружи, кроме того, когда лифт находится на поверхности, нижний отсек может служить шлюзовой камерой.
Несмотря на тесноту, бытовые условия в лифте весьма приличны: предусмотрены кондиционирование воздуха, отопление, электрическое освещение и телефон. Поэтому даже длительное пребывание водолаза внутри него оказывается достаточно сносным. Состав газовой смеси, которая подается в лифт по шлангу, и ее давление регулируются на борту надводного судна. Обзор из камеры обеспечивается с помощью трех направленных вниз иллюминаторов в боковых стенках цилиндра.
Местом для первого испытания лифта Линк выбрал район французского порта Вильфранш на Средиземном море. Этот порт служил главной базой шестого американского флота, командование которого проявило интерес к опытам и оказало Линку значительную помощь. Погружения производились с борта экспедиционного судна Линка «Си Дайвер», специально построенного для проведения подводных археологических работ.
Испытания начались 10 августа 1962 г. Неподалеку от Вилльфранша «Си Дайвер» встал на якорь на глубине 20 м, и лифт был опущен в воду. Первым подводным жильцом камеры стал ее создатель. Пятидесятивосьмилетний энтузиаст никому не доверил испытания своего детища и лично проверил работу всех систем оригинального подводного устройства. Одетый в резиновый гидрокостюм, в ластах и маске, Линк поднырнул под камеру и вошел в открытый люк. По переговорному устройству донеслось: «Я внутри и задраиваю люки».
«Три метра, шесть, девять», – отсчитывал Линк, перемещая лифт вдоль троса с помощью лебедки. «Глубина 11 м. Готовлюсь к выходу». Во время этого первого погружения Линк дышал сжатым воздухом, нагнетавшимся в камеру с палубы судна, а для выхода в воду использовал обычный акваланг. Погружение длилось свыше двух часов, и предельная глубина на этот раз была 20 м.
Вслед за успешным окончанием первого испытания последовало еще несколько спусков, и, наконец, 27 августа Линк принял решение провести генеральную репетицию будущего рекорда – он собирался прожить 8 час. на глубине 18 м, дыша гелиокислородной смесью. На такой глубине нет необходимости устранять из смеси азот, но Линк хотел проверить исправность систем, по которым должен был циркулировать гелий.
На следующее утро спущенная па воду камера была продута смесью из 79% гелия и 21% кислорода. Линк вошел в нее и задраил люки. Через 20 мин. лифт достиг глубины 18 м, а давление в нем было поднято до 2,8 ата. Линк открыл люки и вышел в воду, дыша при помощи шлангового аппарата с подачей смеси из камеры.
Днем на «Си Дайвер» привезли почту. Водолазы переправили письма в лифт, Линк вернулся в камеру и продиктовал ответы по телефону. Немного вздремнув после завтрака, он снова отправился «освежиться» в воду. Незаметно пролетели 8 час. Наверху было жарко, и Линк предпочел провести декомпрессию в прохладной воде. Лифт медленно поднимался в течение 3,5 час. Затем Линк закрыл люки. Камеру быстро извлекли на поверхность и уложили на подставку. Линк прекрасно выспался за оставшиеся 2,5 часа декомпрессии и, выйдя на свободу полным сил и энергии, приступил к обработке данных опыта.
Через несколько дней на борту «Си Дайвера» появился Роберт Стеньюи. Очень опытный водолаз, Стеньюи много лет работал вместе с Л инком на подводных раскопках. Теперь же ему предстояло совершить рекордный спуск в новом водолазном аппарате своего шефа. Стеньюи с головой ушел в работу. За два дня он изучил устройство камеры и уже 4 сентября совершил первые пробные погружения, достигнув в одном из них глубины 20 м. Все шло нормально и Линк назначил день «большого погружения» – 6 сентября.
Утром Стеньюи нырнул в камеру, подготовленную к погружению и плававшую у борта «Си Дайвера». Давление в камере было поднято сразу. По мере его повышения состав газовой смеси менялся. Количество кислорода, составлявшее при нормальном давлении 21%, стало уменьшаться и под давлением 7 ата Стеньюи дышал уже смесью, в которой было всего 3% кислорода, а остальные 97% приходились на долю гелия. Камера ушла па глубину 60 м.
В течение первых 20 час. все шло по плану. Стеньюи должен был провести под водой сутки, а если опыт будет проходить благополучно, то и больше. Такой эксперимент в море был очень смелым для того времени, ведь в 1962 г. первые акванавты Кусто только готовились прожить в «Диогене» неделю всего на 10-метровой глубине, а американцы еще выполняли лабораторные испытания по программе «Генезис».
Стеньюи несколько раз покидал лифт и плавал вокруг него. Единственным неудобством был холод, сильно досаждавший ему, в остальном же эти вылазки проходили нормально.
Переговоры с поверхностью были затруднены искажением голоса в гелиевой атмосфере. Речь Стеньюи стала настолько неразборчивой, что наверху не могли отличить «да» от «нет», и Линк посоветовал ему заменить «йес» на «о'кей», а для длинных сообщений использовать азбуку Морзе.
Шли часы. Стеньюи поел и неплохо выспался, хотя спать ему приходилось в полулежачем положении. Проснувшись, он отстучал азбукой Морзе наверх, что у него все в порядке и что он сможет пробыть под водой еще сутки.
Примерно в это же время на «Си Дайвере» обнаружили утечку гелия в цепи дыхательной системы. На борту оставалось только 15 неизрасходованных баллонов, каждый из которых мог обеспечить нормальную работу системы в течение 90 мин. А декомпрессия в гелиевой атмосфере потребовала бы, как минимум, 17 час.
Все же особых оснований для беспокойства пока не было: на берегу находился резерв баллонов, и катер с «Си Дайвера» срочно отправился за ними. Однако неожиданно налетевший шквал сыграл с ним злую и совершенно неуместную шутку. Когда катер уже подходил к борту «Си Дайвера», тяжело нагруженный 15 баллонами, внезапный порыв ветра встряхнул маленькое суденышко, баллоны покатились на корму, катер накренился и... весь резерв гелия вместе с катером ушел на дно на глубину 68 м.
Обстановка сразу стала аварийной. Гелия могло хватить на всю декомпрессию только в том случае, если все будет в порядке и подъем камеры начнется немедленно. Стеньгой был весьма удивлен, получив распоряжение об окончании эксперимента, так как в душе надеялся прожить внизу по меньшей мере еще пару дней.
Непрекращающиеся шквалы сильно разболтали море, и подъем лифта сразу на борт стал слишком опасен. Поэтому после того, как Стеньюи закрыл люки, камеру подняли на глубину 30 м, и по заранее рассчитанному графику начали снижать в ней давление. К вечеру 7 сентября волнение немного улеглось и экипаж «Си Дайвера», воспользовавшись затишьем, быстро поднял камеру на борт.
Режим декомпрессии был рассчитан Линком специально для этого эксперимента, поскольку никаких таблиц и стандартных режимов для столь длительных глубоководных погружений в то время не существовало. Утром 8 сентября, когда давление в камере было эквивалентно глубине 16 м, Стеньюи сообщил, что ощущает зуд в кисти правой руки. Это могло быть симптомом декомпрессионного заболевания. Стеньюи предположил, что у него просто затекла рука от долгой неподвижности. Однако чтобы избежать риска, давление в камере снова стали повышать, пока «симптомы» не исчезли. Была ли это страшная «кессонка» или нет – осталось неизвестным, но так или иначе график декомпрессии был сорван. Давление в камере подняли до «глубины» 21 м. После выдержки в течение 12 час. декомпрессия была возобновлена. Наконец, в 6 час. 20 мин. 10 сентября Стеньюи покинул камеру, проведя в ней в общей сложности 3 суток, 20 часов и 30 минут.
Но Линк не собирался останавливаться на достигнутом. Этот сам по себе выдающийся результат – сутки на глубине 60 м – рассматривался им как начало, как первое подтверждение правильности его идей. В дальнейшем работы были значительно расширены и стали вестись по двум главным направлениям: решение вопросов, связанных с физиологией длительных погружений, и создание новой техники.
Используя барокамеры, сотрудники Линка «погружали» группы подопытных животных на глубину 120 л« и выдерживали их там в течение 12 час. Как выяснилось, декомпрессия белых мышеи занимала всего 8 час. Однако коза – животное, наиболее пригодное для моделирования работы органов дыхания человека, – после 8-часового режима стала проявлять признаки декомпрессионной болезни. Претерпев дополнительную выдержку в течение 4 часов на «глубине» 120 м, коза прошла затем, во избежание риска, декомпрессию по 24-часовому режиму. Никаких повторных болезненных симптомов обнаружено не было.
Так, используя барокамеры, сотрудники Линка подбирали опытным путем режимы снижения давления, которые можно было бы использовать для безопасной декомпрессии людей. Эксперименты убедили их, что длительное погружение человека на 120 м вполне осуществимо и что предел глубины, по всей вероятности, еще далеко. Выступая на Лондонском конгрессе подводников в конце 1962 г., Линк, высоко оценив достижения Келлера, высказал убежденность, что гелиокислородные смеси, которые его группа применяет в своей работе, окажутся вполне пригодными для погружений на 300 м и более, «если будет разработана надлежащая декомпрессия».
Параллельно с проведением физиологических исследований разрабатывались новые технические устройства и прежде всего была изготовлена вторая часть комплекса Линка – подводный дом. Оригинальное сооружение, не имеющее себе подобных, было выполнено из прорезиненного нейлона в виде мягкой надувной цистерны длиной около 2 м и диаметром 1,2 м. Домик с помощью накинутой на него сетки прикреплялся к металлической платформе-основанию и был снабжен входным люком в нижней стенке цистерны. Места в нем хватало только-только для размещения двух человек и установки необходимой аппаратуры. Внутри находилась подвесная койка, в которой акванавты могли по очереди спать. Питание компонентами дыхательной смеси могло производиться автономно из баллонов, уложенных под платформой; система поглощения углекислого газа была смонтирована в переносном контейнере. Электроэнергия, подводимая в домик по кабелю, использовалась для освещения и обогрева. Все сооружение получилось легким, компактным и транспортабельным.
Кроме домика, группе пришлось также создавать новое водолазное снаряжение, пригодное для работы в холодной воде при больших давлениях, – новые гидрокостюмы и дыхательные аппараты. Линк остановил свой выбор на шланговом аппарате. Дыхательная смесь подавалась бы акванавту из домика и затем отсасывалась бы обратно для регенерации. Линк считал, что для производительной работы на дне свободы перемещения, которой располагает водолаз в шланговом аппарате, вполне достаточно, а кроме того, если привязать акванавта шлангом к дому, он будет в большей безопасности.
Следующий подводный эксперимент Линка имел гораздо более трудновыполнимую цель: два водолаза должны были прожить 48 час. в домике, установленном на глубине 132 м. Напарником «подводного старожила» Роберта Стеньюи был избран Джон Линдберг, весьма опытный водолаз. Джон пользовался большой популярностью среди подводников США. В 1953 г., еще будучи студентом, он в числе первых в Америке начал исследовать подводные пещеры, проявив ловкость и спокойствие в самых сложных ситуациях.
Эксперимент был начат 30 июня 1964 г. в районе Багамских островов в 140 милях от берегов Флориды. Кроме судна Линка: «Си Дайвер» в проведении эксперимента принимал участие корабль обеспечения ВМФ США «Нэхэнт». Он ставил якоря, буи и выполнял другие вспомогательные работы.
Резиновый домик был спущен на воду и установлен на дне без особых хлопот. Стеньюи и Линдберг приготовились к погружению. По замыслу они должны были достигнуть дна в камере-лифте, в которой двумя годами раньше Стеньюи уже провел 26 час. на глубине 61 м. Достигнув дна, акванавты должны были перейти из камеры в дом, чтобы прожить в нем двое суток, периодически выходя в воду для испытания аппаратуры и проведения разных работ, а затем, по окончании срока пребывания под водой, снова вернуться в лифт и подняться на поверхность. Здесь на палубе «Си Дайвера» лифт будет состыкован со стационарной декомпрессионной камерой, внутри которой акванавтам придется провести еще четверо суток.
Девять часов утра. Море штилевое, почти такое же голубое, как и небо. Линк пожимает акванавтам руки – «удачи обоим». Медленно уходит в глубину лифт. Давление нарастает и вместе с тем меняется состав дыхательной смеси. 13.00. Камера достигла дна на глубине 132 м. Теперь в ее атмосфере 3,6% кислорода, 5,6% азота и 90,8% гелия. Открыты люки и акванавты проныривают 4,5 м, отделяющие их от входа в дом, в котором им предстоит прожить двое долгих суток.
Проходит всего 20 мин. и неожиданно гаснет свет - прекратилась подача энергии. Акванавты вскрывают алюминиевый баллон с автономной системой очистки смеси и... обнаруживают в нем воду. Между тем количество углекислоты в доме растет и достигает уже 0,1%. Высокое давление усугубляет отравляющее воздействие углекислого газа.
Стеньюи снова ныряет в лифт и приносит оттуда запасной контейнер с системой регенерации, но никакими усилиями акванавтам не удается даже сдвинуть его герметическую крышку. По небрежности на контейнере забыли установить уравнительный клапан, позволяющий уравнять давление внутри него с давлением в доме, которое в 14 раз превышает давление в контейнере. Содержание углекислого газа тем временем поднялось до 0,2%.
Стеньюи оценивает положение: света нет, обогрева нет, очистки смеси нет. Он пишет на стене дома: «В любом случае мы выдержим 24 часа!» и сообщает на поверхность о создавшейся ситуации. В ответ им предлагают привязать контейнер к спущенному сверху линю и ждать в камере-лифте. В шесть часов вечера прибыл новый контейнер. На этот раз все было в порядке, и количество углекислоты быстро снизилось до нормы. Ужин был достаточно скуден – давление раздавило банки с консервами.
Наутро жизнь в подводном домике вошла в свою колею. Акванавты несколько раз покидали его пределы и выходили в воду для испытания снаряжения и фотографирования. Днем они провели эксперимент с речью в искусственной атмосфере. Линдберг сделал несколько глубоких вдохов из баллона со смесью 25% гелия и 75% обычного воздуха, а затем произнес в микрофон длинную фразу. Голос его прозвучал вполне разборчиво, а симптомов глубинного опьянения не было.
После него Стеньюи вдохнул обычный воздух и тут же стал жертвой азотного наркоза.
Без происшествий проходит еще одна ночь. Утром акванавты снова покидают дом и плавают вокруг него в течение трех часов, занимаясь фотосъемкой, Наконец, в час дня с поверхности приходит сообщение: «Вы провели два дня и две ночи на глубине 132 м. Браво! Приготовьтесь к возвращению...» Дневник Стеньюи, который он вел в течение этих двух глубоководных суток, оканчивается фразой: «Мы пробыли, Джон и я, дольше и глубже, чем кто бы то ни был до нас. Мы поставили новый рекорд». И это действительно так. До сих пор их результат является выдающимся.
Линка интересовала не столько исследовательская сторона проблемы длительного пребывания человека на больших глубинах, сколько возможность промышленного использования накопленного опыта. Рекордные достижения, которые венчали работу его группы и выглядели очень эффектно, сделали свое дело. При активном содействии самого Линка два гиганта индустриальной Америки «Юнион карбид» и «Дженерал пресижн Эквипмент» организовали новую фирму – «Оушн системс», совладельцем и главным научным консультантом которой стал Эдвин Линк. Целью новой компании является внедрение в промышленность технических достижений и методики проведения подводных работ, создаваемых на основе выполнения программы «Человек в море», а также дальнейшее развитие самих прогрессивных идей и необходимых для их реализации физиологических исследований. Для достижения этой цели «Оушн системс» намерена провести разработку технических средств, которые обеспечили бы продолжительное и продуктивное пребывание человека на глубинах до 180-300 м.
В деятельности новой фирмы методика использования «эффекта насыщения» с помощью погружаемых камер-лифтов и надводных жилых барокамер начала принимать окончательный вид. Специалисты компании работают над созданием погружаемых устройств, которые помимо функции транспортировки водолаза предназначаются также для снабжения водолазов дыхательной смесью и электроэнергией для подводного инструмента, освещения и прочих нужд.
Первой из семейства этих камер, известных под общим обозначением АДС (Advanced Diving Systems – усовершенствованные водолазные устройства), была построенная в декабре 1964 г. камера «Пуриссима» (АДС-I). Ее корпус состоит из двух прочных сфер с иллюминаторами, смонтированных одна на другой и разделенных прочной переборкой с люком. Давление в нижнем отсеке, который снабжен выходным люком, может быть поднято до рабочего независимо от давления в другом отсеке. Это позволяет опускать в камере одного водолаза в нижней сфере и одного наблюдателя, находящегося в нормальных атмосферных условиях в верхнем отсеке, или же двух водолазов, имеющих возможность одновременно выходить в воду.
Кроме АДС-I фирма проектирует еще три камеры. Камера АДС-П также будет состоять из двух сфер и сможет использоваться в качестве передвижной декомпрессионной камеры. Камеры АДС-III и АДС-IV будут иметь приспособления для стыкования с палубной декомпрессионной камерой. Все устройства рассчитаны на глубину погружения 300 м и выполнены как привязные аппараты.
В соответствии с предполагаемой методикой использования новых комплексов водолазы будут находиться на дне только во время выполнения работы. Благодаря прочному корпусу камеры-лифта, ее спуск на дно и подъем на борт обеспечивающего судна будет длиться немногие минуты, а для длительного отдыха, приема пищи и проведения при необходимости медицинского контроля водолазы смогут переходить через шлюз в палубную барокамеру, все время находясь под постоянным высоким давлением. Для продолжения работы на дне они снова перейдут в стыкованную к стационарной погружаемую барокамеру и спустятся в ней на свое рабочее место.
Помимо создания технических средств специалисты «Оушн системс» продолжают физиологические исследования, целью которых является дальнейшее расширение границ длительных погружений. В августе 1965 г. в барокамере фирмы два водолаза Артур Нобль и Роберт Христиансен провели двое суток под давлением 21 ата, соответствующим глубине 200 м. Этому крайне интересному эксперименту предшествовала серия исследований в барокамере, в которой испытуемые совершали имитационные погружения на «глубины» от 120 до 200 ж, что позволило провести расчеты декомпрессионных таблиц на цифровой вычислительной машине. Математическая формула декомпрессии, сделавшая возможным машинное исчисление ее режима, кроме физических параметров газовой среды учитывает очень большое количество физиологических характеристик, таких, как растворимость различных газов в различных тканях организма и скорость их выделения, допустимая степень перенасыщения тканей газами и т. п.
При проведении опыта использовалось много сложных технических устройств. Специально разработанные датчики позволяли медицинскому персоналу наблюдать за дыханием, обменом веществ и реакцией организма на лекарственные препараты, стимулирующие сердечную деятельность. Ряд тестов дал возможность оценить эффективность мышечной и умственной деятельности. В результате было установлено, что столь высокое давление не отражается на состоянии человека.
Дыхательная смесь, заполнявшая камеру под давлением 21 ата, состояла из гелия и кислорода. Содержание последнего составляло менее 2%, Состав и физические параметры среды поддерживались автоматически, все данные о характеристиках атмосферы и о физиологических процессах в организмах испытуемых подавались на центральный пульт. Декомпрессия заняла около шести суток. По окончании ее состояние здоровья испытуемых было вполне удовлетворительным.
Положительный результат опыта в барокамере дал возможность компании запланировать проведение эксперимента в море: неподалеку от острова Санта-Барбара (Калифорния, США) Джон Линдберг с группой водолазов должен совершить погружение на глубину 193 м.
Перед погружением водолазы подвергнутся компрессии в стационарной барокамере, установленной на палубе, обеспечивающей баржи. Когда давление достигнет уровня, соответствующего глубине 193 м, они через шлюз перейдут в погружаемую камеру-лифт и уже через 10 мин. окажутся на дне. Одетые в специальные костюмы с обогревом, подводники покинут лифт и будут работать на грунте в течение двух часов, дыша из шланговых аппаратов с подачей смеси из камеры. Окончив работу, водолазы укроются в камере и после быстрого подъема на поверхность и стыкования лифта с палубной камерой возвратятся в этот просторный и удобный «дом под давлением», чтобы отдохнуть, поесть и выспаться. Затем они снова опустятся на дно и проведут там два часа. Водолазы будут находиться под одним и тем же давлением, равным давлению на глубине 193 м, в течение 36 час. После 90-часовой декомпрессии они смогут выйти на волю.
Глубина 200 м – не конечная цель. Фирма «Оушн системе» – планирует проведение физиологических исследований по длительному пребыванию на глубине до 370 м и, в случае успеха, начнет разработку новых технических устройств для обеспечения труда водолазов на таких колоссальных глубинах.
