Глубоководный «Элвин»

На этой фотографии, сделанной на дне Мексиканского залива на глубине 2300 метров, запечатлен любознательный осьминог из семейства Bathypolypodidae, «пожимающий руку» (точнее, роботизированный манипулятор) глубоководному аппарату «Элвин» (Alvin). Аппарат был введен в эксплуатацию ровно 60 лет назад, 5 июня 1964 года. Его название — акроним от имени Эллина Вайна (см. Allyn Vine) — американского физика и океанографа, инициатора исследования глубоководных районов пилотируемыми аппаратами.

«Элвин» в день своего ввода в эксплуатацию. Фото с сайта history.navy.mil

Интенсивное исследование океана подводными аппаратами началось вскоре после окончания Второй мировой войны. Первый батискаф сконструировал в 1948 году швейцарский физик и изобретатель Огюст Пиккар: его FNRS-2 погружался на глубину до четырех километров. Пиккару принадлежит и честь создания знаменитого «Триеста», совершившего в 1960 году первое погружение на дно Марианской впадины.

Батискаф «Триест». Фото с сайта commons.wikimedia.org

Однако первые батискафы были довольно громоздкими, океанографам хотелось располагать более компактным и маневренным аппаратом. Таким аппаратом и стал «Элвин». Его разработка началась в 1962 году, когда управление военно-морских исследований США (см. Office of Naval Research) объявило тендер на постройку глубоководного обитаемого аппарата для изучения океана. Построила его компания «Дженерал Миллс», далее аппарат поступил в управление Океанографического института Вудс-Хоул (см. WHOI).

Изначально «Элвин» был рассчитан на глубину погружения 1800 м, но в 1973 году стальной прочный корпус — сферу, в которой располагается экипаж, — заменили титановым, что увеличило предельную глубину до 4500 м. В 2011–2021 годах «Элвин» прошел еще одну реконструкцию: титановую сферу заменили на более крупную и прочную с улучшенным обзором, после чего максимальная глубина достигла 6500 м. Это открывает «Элвину» доступ к 99% океанского дна. Диаметр новой сферы составляет 2,1 м, а толщина стенок — 7,5 см.

Не раз модернизировалось и оборудование «Элвина». Например, в конце 1970-х он обзавелся вторым манипулятором для сбора кернов, проб воды и биоматериала. Тогда же установили удобную корзину грузоподъемностью почти 200 кг, в которую погружались собранные образцы. Поменяли и движители аппарата. Раньше он приводился в движение винтами (их хорошо видно на старой фотографии), а сейчас за его передвижение отвечают семь реверсивных водометов: три их них толкают аппарат вперед-назад и по два — вверх-вниз и вправо-влево. С водометами «Элвин» стал быстрее и маневреннее. А еще в ходе модернизаций «Элвин» получил новую систему освещения, телекамеры с высоким разрешением и новую систему позиционирования. В ходе ремонтов абсолютно все его агрегаты были заменены хотя бы раз: сегодня на «Элвине» нет ни одной детали, которая стояла бы на нем 60 лет назад. По ссылке приведена наглядная интерактивная схема, показывающая, как с годами менялось оборудование и внешний вид «Элвина».

3D-модель «Элвина» в его современном виде. Фото с сайта whoi.edu

Внешний корпус «Элвина» выполнен из синтактической пены — легкого и прочного композитного материала, новейшего по тем временам изобретения. Погружение на предельную глубину занимает 2,5 часа, а запас кислорода для трех человек (пилота и двух исследователей) рассчитан на трое суток. Если аппарат застрянет на дне, прочный корпус сможет отстрелиться и всплыть самостоятельно, спасая жизни акванавтов. Впрочем, за 60 лет ни разу не пришлось воспользоваться этой возможностью: однажды «Элвин» действительно застрял в подводной расселине, но пилот смог освободить его.

Схема аварийного всплытия. Темная сфера, «выглядывающая» из всплывающей части, — прочный корпус аппарата. Фото с сайта commons.wikimedia.org

Изначально «Элвин» погружался на дно с катамарана «Лулу», собранного из пары старых металлических понтонов. Позже на смену «Лулу» пришли более оборудованные суда. С середины 1990-х годов «Элвин» отправляется исследовать океан с судна «Атлантис» (см. RV Altantis). Это полноценное исследовательское судно, на котором, помимо собственно оборудования для спуска и обслуживания «Элвина», размещены многочисленные научные лаборатории.

«Элвин» на поверхности воды и под водой. Слева — рядом с судном «Атлантис», 2014 год. Фото с сайта whoi.edu. Справа — в Атлантическом океане, 1978 год. Фото с сайта commons.wikimedia.org

Свое первое погружение «Элвин» совершил 26 июня 1964 года. Сперва аппарат опускали в воду на привязи, а 4 августа состоялось первое свободное погружение на глубину 12 метров. 20 июля 1965 года «Элвин» впервые погрузился вместе с экипажем на предельную на тот момент глубину — 1800 м, получив по результатам этого испытания сертификат ВМС.

Рассказать обо всех экспедициях «Элвина» невозможно: за 60 лет «Элвин» совершил более 5000 погружений суммарной глубиной свыше 10 тысяч километров. Поэтому упомяну лишь о самых интересных. В 1966 году «Элвин» обнаружил термоядерную бомбу, потерянную у берегов Испании во время катастрофы американского бомбардировщика B-52. Однако попытка поднять бомбу, лежащую на глубине 780 метров, не удалась: «Элвин» выронил ее, и та скатилась по склону еще ниже, чем лежала. Впоследствии ее поднял спасательный аппарат CURV-I. Вскоре пришлось поднимать со дна уже сам «Элвин»: в 1968 году при подготовке к погружению оборвались тросы. Экипаж успел покинуть аппарат, но «Элвин» затонул. Он пролежал на глубине 1,5 километра почти год, пока не был поднят аппаратом «Алюминавт» (см. Aluminaut). Ремонт «Элвина» занял почти два года, и в 1971 году погружения возобновились. Кстати, ученые смогли извлечь пользу из аварии: после подъема аппарата выяснилось, что находившиеся на его борту продукты (суп, колбаса и яблоки) прекрасно сохранились. Это дало ценную информацию об активности бактерий в условиях высокого давления.

Затонувший «Элвин». Фото с сайта commons.wikimedia.org

В 1974 году «Элвин» стал одним из первых глубоководных аппаратов, погрузившихся на срединно-океанический хребет (а именно, на Срединно-Атлантический). В рамках экспедиции FAMOUS он вместе с двумя французскими аппаратами тщательно изучил рифт — трещину, проходящую по оси хребта. Были собраны образцы горных пород, получены подробные сведения о рельефе дна, строении рифтовой долины и свойствах океанической коры в районе эксперимента, исследованы происходящие в этой области геологические процессы.

В 1979 году «Элвин», проводивший исследования к востоку от Галапагосских островов, стал первым аппаратом, непосредственно обнаружившим так называемые «черные курильщики» — расположенные на дне океанов и морей гидротермальные источники, из которых под огромным давлением поступает высокоминерализованная вода температурой в несколько сотен градусов Цельсия (из-за высокого давления она не кипит, а находится в сверхкритическом состоянии). В честь «Элвина» было названо открытое благодаря этим исследованиям семейство глубоководных многощетинковых червей — Alvinellidae (см. статью Ландшафт гидротермальных источников в контексте Мирового океана).

«Элвин» берет пробу воды из «черного курильщика». Фото с сайта whoi.edu

А в 1986 году «Элвин» совершил экспедицию к покоящимся на глубине 3800 метров обломкам лайнера «Титаник», за год до того обнаруженным аппаратом «Арго». «Элвин» нес на себе маленький аппарат «Джейсон-младший» (см. Jason Jr.), который управлялся с «Элвина» по оптоволоконному кабелю длиной 60 м. Благодаря небольшому размеру «Джейсон» смог проникнуть внутрь лайнера и сфотографировать интерьеры судна.

«Элвин» у обломков «Титаника». Фото с сайта whoi.edu

Встреча с осьминогом, с которой я начал рассказ, стала не единственным подобным событием: «Элвин» не раз становился объектом внимания разных морских обитателей. В 1967 году на него напала меч-рыба, оружие которой застряло в щели между панелями корпуса. «Элвин» подняли на поверхность прямо с рыбой, из которой приготовили обед. А в 1971 году у Багамских островов аппарат был атакован большим синим марлином (по любопытному совпадению это произошло примерно там же, где поймал марлина герой повести Эрнеста Хемингуэя «Старик и море»). Рыба повредила осветительные приборы и корпус «Элвина» и сама сильно поранилась.

«Элвин» и напавшая на него меч-рыба. Фото с сайта seahistory.org

Сообщалось и о встречах «Элвина» с более экзотическими животными. В книге Чарльза Берлица (Charles Berlitz) «Без следа», посвященной загадке Бермудского треугольника, рассказывается о том, что в октябре 1969 года при погружении в глубоководную впадину у острова Андрос экипаж «Элвина» якобы наблюдал необычное животное, похожее на плезиозавра. К этому сообщению не следует относиться серьезно: книги Берлица неоднократно критиковались за ошибки и пропаганду паранормальных идей. Кроме того, в октябре 1969-го «Элвин» проходил ремонт после затопления и не совершал никаких экспедиций. Да и в подробной летописи «Элвина» на сайте WHOI встречи с «морскими чудищами» не упоминаются. Так что скорее всего рассказ о встрече с загадочным животным является либо выдумкой публициста, либо розыгрышем пилота аппарата.

Рисунок Мэнсона Валентайна из книги Ч. Берлица «Без следа». С сайта pinebarrensinstitute.com

Осьминога с заглавного фото, которое датируется 2006 годом, давно нет в живых: эти животные редко доживают даже до пяти лет. А вот «Элвин», чьи экспедиции практически каждый год приносят ценные сведения по биологии, химии и геологии океанов, до сих пор в строю — и еще долго будет служить науке.

Фото с сайта oceanexplorer.noaa.gov, 31 мая 2006 года.

Алексей Деревянкин