Триест: глубоководный батискаф-исследователь.

Введение

Глубоководный научный батискаф

"Триесте" – это исследовательский батискаф глубоководного плавания, разработанный в Швейцарии и построенный в Италии. В 1960 году он стал первым пилотируемым аппаратом, достигшим дна Бездны Челленджера в Марианской впадине – самой глубокой точки на дне Мирового океана. Эта миссия была заключительной целью проекта "Нектон", серии погружений, проведенных Военно-морскими силами США в Тихом океане вблизи Гуама. Управление аппаратом осуществляли швейцарский океанограф Жак Пикар и лейтенант ВМС США Дон Уолш. Они достигли глубины около… Батискаф был спроектирован швейцарским ученым Огюстом Пикаром, отцом пилота Жака Пикара. Он был построен в Италии и впервые спущен на воду в 1953 году. Изначально судно принадлежало и эксплуатировалось французским флотом, пока в 1958 году не было приобретено ВМС США. В 1966 году аппарат был выведен из эксплуатации. С 1980-х годов он экспонируется в Национальном музее военно-морского флота США в Вашингтоне, округ Колумбия.

Дизайн

Триест был спроектирован швейцарским ученым Огюстом Пикаром, основываясь на его предыдущем опыте с батискафом FNRS 2. Термин «батискаф» отражает его способность погружаться и маневрировать, не будучи привязанным тросом к кораблю, в отличие от батисферы. «Батис» – древнегреческое слово, означающее «глубина», а «скаф» – легкая лодка в форме чаши. Построенный в Италии и спущенный на воду 26 августа 1953 года вблизи острова Капри в Средиземном море, он в течение нескольких лет эксплуатировался французским флотом в Средиземном море, пока в 1958 году не был приобретен военно-морским флотом США за 250 000 долларов США, что эквивалентно 0,25 доллара в 1958 году, или примерно <calculated amount> миллионов долларов сегодня. Триест состоял из прочной сферической капсулы для экипажа, подвешенной к корпусу, содержащему резервуары, заполненные бензином (петролом) для обеспечения плавучести, балластные отсеки, заполненные железным гранулятом, и затопляемые резервуары для воды, используемые для погружения. В декабре 1958 года эта сфера давления была заменена другой, отлитой на сталелитейном заводе Krupp в Эссене (Германия) в трех секциях: экваториальное кольцо и два полушария, которые были тщательно обработаны и соединены на Ateliers de Constructions Mécaniques de Vevey. Новая сфера также была стальной, но меньшего диаметра и с более толстыми стенками, в , Наружные наблюдения экипажа осуществлялись через иллюминатор, изготовленный из цельного конического блока акрилового стекла – единственного доступного прозрачного материала, способного выдерживать такое давление. Внешнее освещение обеспечивали кварцевые лампы, которые могли выдерживать давление без модификаций. Резервуары плавучести были заполнены бензином, который плавает в воде и практически несжимаем. Изменения объема бензина, вызванные незначительными изменениями сжатия или температуры, компенсировались свободным потоком морской воды в и из нижней части резервуаров во время погружения через клапаны, что выравнивало давление и позволяло сделать их легкими. Балласт хранился в двух конических отсеках, расположенных в носовой и кормовой частях сферической капсулы, каждый из которых содержал железного гранулята. Этот гранулятный балласт позволял аппарату погружаться, а его сброс – подниматься. Железный гранулят удерживался на месте в горловине отсеков электромагнитами и мог быть освобожден либо отключением электромагнитов, либо в случае отказа электропитания. Постепенный сброс позволял регулировать плавучесть. Компрессионные воздушные резервуары с переменной плавучестью, обычно используемые в подводных лодках, не подходят для эксплуатации при экстремальных давлениях. Водные резервуары на каждом конце корпуса откачивались для обеспечения плавучести, подъема и буксировки на поверхности и полностью заполнялись водой для погружения. После приобретения ВМС США Триест был значительно модифицирован в Военно-морской электронной лаборатории в Сан-Диего (Калифорния), испытан в Тихом океане в течение следующих нескольких лет и завершился погружением на дно Марианской впадины, в точку Чалленджер Дип, 23 января 1960 года.

Trieste was designed by the Swiss scientist Auguste Piccard, based on his previous experience with the bathyscaphe FNRS 2. The term bathyscaphe refers to its capacity to dive and manoeuvre untethered to a ship in contrast to a bathysphere, bathys being ancient Greek meaning "deep" and scaphe being a light, bowl shaped boat. Built in Italy and launched on 26 August 1953 near the Isle of Capri on the Mediterranean Sea it was operated in the Mediterranean by the French Navy for several years until it was purchased by the United States Navy in 1958 for US$250,000, equivalent to $0.25 in 1958 is equivalent to about <calculated amount> in recent years million today. Trieste consisted of a heavy crew sphere suspended from a hull containing tanks filled with gasoline (petrol) for buoyancy, ballast hoppers filled with iron shot and floodable water tanks to sink. This pressure sphere was replaced in December 1958 with another cast by the Krupp Steel Works of Essen, Germany in three sections; an equatorial ring and two caps, which were finely machined and joined by the Ateliers de Constructions Mécaniques de Vevey. The new sphere was also steel, but smaller at diameter and with thicker walls, at ,
Outside observations by the crew were made through a porthole made from a single, tapered block of acrylic glass; the only transparent material available that could withstand the pressure. Outside illumination was by quartz arc light bulbs, which could withstand the pressure without modification. The buoyancy tanks were filled with gasoline, which floats in water and is similarly incompressible. Changes in the volume of the gasoline caused by any slight compression or temperature changes were accommodated by the free flow of seawater into and out of the bottom of the tanks during a dive via valves, equalising the pressure and allowing them to be lightly built. Ballast was held in two conical hoppers fore and aft of the crew sphere each containing of iron shot. This shot ballast allowed the craft to sink, and its release caused it to ascend. The iron shot was locked in place at the throats of the hoppers by electromagnets and was released either by switching the electromagnets off or in the event of an electrical failure. Progressive release allowed buoyancy trim. Compressed air–driven variable buoyancy pressure vessels typically used in submarines are not feasible at extreme pressure. Water tanks at each end of the hull were pumped out for flotation, lifting, and towing on the surface and fully flooded to allow sinking. Following its acquisition by the United States Navy, Trieste was modified extensively by the Naval Electronics Laboratory, San Diego, California, tested in the Pacific Ocean over the next few years, and culminated in a dive to the bottom of Challenger Deep 23 January 1960.

Погружения в Марианскую впадину

Триест отплыл из Сан-Диего 5 октября 1959 года на борту грузового судна Santa Maria в Гуам для участия в проекте Nekton, серии очень глубоких погружений в Марианской впадине. 23 января 1960 года он достиг дна океана в Челленджеровой впадине (самой глубокой южной части Марианской впадины), перевозя Жака Пиккара и Дона Уолша. Это было первое достижение самой глубокой известной точки Мирового океана – как пилотируемым, так и беспилотным аппаратом. Бортовые системы зафиксировали глубину , однако впоследствии она была уточнена до ; недавние, более точные измерения установили глубину Челленджеровой впадины в пределах от до метров. Спуск к океанскому дну занял 4 часа 47 минут при скорости спуска . После прохождения отметки в , одна из внешних панелей из плексигласа треснула, вызвав сотрясение всего аппарата. Два человека провели на дне океана двадцать минут. Температура в кабине в этот момент составляла 7 °C (45 °F). Находясь на максимальной глубине, Пиккар и Уолш неожиданно восстановили возможность связи с кораблем поддержки USS Wandank (ATA 204) с помощью системы голосовой связи по гидроакустическому каналу. При скорости, почти в пять раз превышающей скорость звука в воздухе, голосовое сообщение от аппарата до корабля поддержки доходило примерно за семь секунд, а ответное сообщение – также за семь секунд. На дне Пиккар и Уолш сообщили о наблюдении нескольких камбал и палтусов (оба – плоские рыбы). Достоверность этого наблюдения позднее была поставлена под сомнение, и современные специалисты не считают его подтвержденным. Теоретический предел глубины обитания рыб составляет около , за которым они становятся гиперосмотическими. Беспозвоночные, такие как морские огурцы, некоторые из которых можно ошибочно принять за плоских рыб, были обнаружены на глубинах и более метров. Уолш позднее признал, что их первоначальное наблюдение могло быть ошибочным из-за недостаточных знаний в области биологии.

Другие глубокие погружения и отставка

Триест совершил ряд глубоководных погружений в Средиземном море до того, как был приобретен ВМС США в 1958 году. Участие «Триеста» в поисковых работах было отмечено наградой Navy Unit Commendation. После завершения миссии «Триест» был возвращен в Сан-Диего и выведен из состава флота в 1966 году. В период с 1964 по 1966 год «Триест» использовался для разработки его преемника, «Триеста II», при этом оригинальная сфера давления «Терни» была повторно использована в конструкции нового аппарата. В начале 1980 года он был доставлен на Вашингтонскую военно-морскую верфь, где и сейчас экспонируется в Национальном музее ВМС США вместе со сферой давления «Крупп».