Введение
Научно-исследовательская станция США на Южном полюсе, Антарктида. Антарктическая база Соединенных Штатов.
the United States Antarctic base
Станция Амундсена-Скотта на Южном полюсе — научно-исследовательская станция Соединенных Штатов, расположенная на Южном полюсе Земли. Это самая южная точка, находящаяся под юрисдикцией (но не суверенитетом) Соединенных Штатов. Станция расположена на высоком плато Антарктиды на высоте над уровня моря. Она находится в ведении Управления полярных программ Национального научного фонда, в частности, Антарктической программы Соединенных Штатов (USAP). Станция названа в честь норвежца Руаля Амундсена и британца Роберта Ф. Скотта, возглавивших отдельные экспедиции, стремившиеся первыми достичь полюса в начале 1900-х годов. Первоначальная станция Амундсена-Скотта была построена военно-морскими строителями (Seabees) для федерального правительства Соединенных Штатов в ноябре 1956 года в рамках обязательств по реализации научных целей Международного геофизического года — программы, продолжавшейся с января 1957 года по июнь 1958 года и направленной на изучение, в том числе, геофизики полярных регионов Земли. До ноября 1956 года на полюсе не существовало постоянных искусственных сооружений и практически не было присутствия человека во внутренних районах Антарктиды. Несколько научных станций в Антарктиде располагались вблизи ее побережья. С момента постройки станция постоянно функционирует и несколько раз перестраивалась, расширялась и модернизировалась. Станция — единственное обитаемое место на поверхности Земли, откуда Солнце непрерывно видно в течение шести месяцев, а затем в течение следующих шести месяцев постоянно темно. В период равноденствий наблюдается примерно два дня в среднем светлого и темного времени суток, сумерек. В наблюдательном плане это называют одним чрезвычайно длинным «днем» и одной столь же длинной «ночью». В течение шестимесячного «дня» угол возвышения Солнца над горизонтом постепенно меняется. Солнце достигает наивысшей точки во время сентябрьского равноденствия, а затем его положение наиболее высоко в декабрьское солнцестояние (летнее солнцестояние в южном полушарии), после чего оно заходит во время мартовского равноденствия. В течение шестимесячной полярной ночи температура воздуха может опускаться ниже, а метели случаются чаще. Между этими штормами и независимо от погоды, на длинах волн, не подверженных влиянию снегопада, примерно 5 ¾ месяца полной темноты и сухой атмосферы делают станцию отличным местом для астрономических наблюдений. Количество научных сотрудников и обслуживающего персонала, размещенного на станции Амундсена-Скотта, всегда варьировалось в зависимости от сезона, достигая пика около 150 человек в летний операционный сезон с октября по февраль. В последние годы численность зимнего населения составляет около 50 человек.
Первоначальная станция (19572010)
Первоначальная станция на Южном полюсе теперь называется "Старый полюс". Станция была построена морскими пехотинцами ВМС США во главе с LTJG Ричардом Бауэрсом, а группа из восьми человек была перевезена эскадрильей VX-6 на двух самолетах R4D 20 ноября 1956 года. Самолеты C-124 Globemaster II 18-й воздушной армии США сбросили с воздуха большую часть оборудования и строительных материалов. Здания были построены из сборных модульных панелей размером четыре на восемь футов. Наружные поверхности были толстыми, с алюминиевой внутренней поверхностью и фанерой, между которыми располагалось стекловолокно. Единственными окнами в плоских однородных крышах служили световые люки, а здания были соединены туннельной системой, покрытой мешковиной и куриной сеткой. Последний член строительной бригады покинул станцию 4 января 1957 года. Первая зимовка состояла из восьми ученых IGY во главе с Полом Сиплом и восьми военно-морских специалистов поддержки во главе с LTJG Джоном Таком. Ключевыми элементами лагеря были астрономическая обсерватория, башня Rawin, укрытие для надувания метеорологических зондов и снежный туннель длиной 305 метров с нишами для сейсмометра и магнитометра. Самые низкие средние температуры, зарегистрированные группой, колебались в диапазоне от -60 до -70 градусов, хотя, как отмечает Сипл, "даже при -60 градусах я видел, как люди плевали кровью, потому что капилляры бронхиального тракта обмораживались". 3 января 1958 года команда сэра Эдмунда Хиллари из Новой Зеландии, входящая в состав Транс-Антарктической экспедиции Содружества, достигла станции по суше из базы Скотта, за ней вскоре последовал британский научный отряд сэра Вивиана Фукса. Здания Старого полюса были собраны из сборных компонентов, доставленных на Южный полюс по воздуху и сброшенных с воздуха. Первоначально они были построены на поверхности, а крытые деревянные дорожки соединяли здания. Хотя на открытых участках Южного полюса снег накапливается примерно на 20 сантиметров в год, вблизи возвышенных сооружений снег накапливается гораздо быстрее из-за ветра. К 1960 году, через три года после строительства станции, она уже была погребена под 3 метрами снега. Станция была заброшена в 1975 году и глубоко засыпана снегом, что привело к обрушению в основном деревянной крыши из-за давления. Станция была снесена в декабре 2010 года после того, как оператор оборудования провалился сквозь конструкцию во время испытаний на устойчивость снега для Национального научного фонда (NSF). Рассматривалась возможность использования территории в качестве кемпинга для гостей неправительственных организаций.
Купол (19752010)
Станция была перенесена в 1975 году в недавно построенный геодезический купол Бакминстера Фуллера шириной на высоту, с металлическими арками. Один из них служил входом в купол и имел поперечную арку, под которой располагались модульные здания для обслуживания станции, топливные резервуары, электростанция, снеготаялка, оборудование и транспортные средства. В отдельных зданиях внутри купола находились жилые помещения, камбуз, рекреационный центр, почтовое отделение и лаборатории для мониторинга верхних и нижних слоев атмосферы, а также многочисленные другие сложные проекты в области астрономии и астрофизики. Станция также включала в себя Skylab – башню в форме коробки, немного выше купола. Скайлаб был соединен с куполом туннелем. В Скайлабе размещалось оборудование для атмосферных датчиков, а позднее – музыкальная комната. Летом 1970–1974 годов морские пехотинцы, строившие купол, жили в хижинах Джеймсвей образца Корейской войны. Хижина состоит из деревянного каркаса с приподнятой платформой, покрытой брезентовым тентом. У каждого конца был двойной тамбур. Несмотря на наличие отопления, его было недостаточно для комфортного проживания зимой. После того как несколько хижин сгорели летом 1976–1977 годов, строительный лагерь был заброшен и впоследствии демонтирован. Однако в сезон 1981–1982 годов дополнительный гражданский временный персонал размещался в группе хижин Джеймсвей, известных как «летний лагерь». Изначально состоявший из двух хижин, лагерь разросся до 11 хижин, в каждой из которых размещалось около 10 человек, а также две рекреационные хижины с ванной комнатой и спортзалом. Кроме того, в 1990-х годах были добавлены различные научные и жилые модули, такие как гипертаты и надземный общежитие, особенно для астрономии и астрофизики. В период, когда купол служил основной станцией, произошли значительные изменения в работе американской антарктической станции. Начиная с 1990-х годов, астрофизические исследования, проводимые на Южном полюсе, использовали благоприятные атмосферные условия и начали приносить важные научные результаты. К таким экспериментам относятся телескопы Python, Viper и DASI, а также Южнополярный телескоп. Телескоп DASI был выведен из эксплуатации, а его монтировка использовалась для массива Кека. Эксперимент AMANDA / IceCube использует ледяной щит толщиной в два мили (3 км) для обнаружения нейтрино, прошедших сквозь Землю. В 1995 году была открыта обсерватория Мартина А. Померанца (MAPO). Важность этих проектов изменила приоритеты в работе станции, повысив значимость научной аппаратуры и персонала. Летний сезон 1998–1999 годов был последним, когда VXE 6 с самолетами Lockheed LC 130 обслуживала американскую антарктическую программу. Начиная с 1999–2000 годов, 109-е крыло военно-воздушной гвардии штата Нью-Йорк взяло на себя ответственность за ежедневные грузовые и пассажирские рейсы между станцией Мак-Мердо и Южным полюсом в течение летнего сезона. Зимой 1988 года в куполе был слышен громкий треск. В ходе расследования было обнаружено, что кольцевые балки основания были сломаны из-за перегрузки. Купол был демонтирован в конце 2009 года. Он был разобран и передан морским пехотинцам, которые хранят его на складе в Порт-Хуэнеме, штат Калифорния. Центральный световой фонарь выставлен в музее морских пехотинцев.
Повышенная станция (2008 г. - настоящее время)
В 1992 году началось проектирование новой станции для здания с двумя этажами, стоимость которого составила 150 миллионов долларов США. Строительство началось в 1999 году, рядом с Куполом. Объект был официально открыт 12 января 2008 года с церемонией, которая включала вывод из эксплуатации старой станции Dome. В церемонии приняли участие ряд высокопоставленных лиц, специально прилетевших для этого дня, включая директора Национального научного фонда Ардена Беммента, ученого Сьюзан Соломон и других правительственных чиновников. Все строительные материалы для завершения строительства новой станции Южного полюса были доставлены из станции МакМёрдо самолетами LC-130 Hercules и 139-й воздушной эскадрильей Stratton Air National Guard Base, Scotia, Нью-Йорк. Каждый самолет доставлял груз с каждым рейсом, а общий вес строительных материалов составил [вставить вес]. Новая станция имела модульную конструкцию, позволяющую учитывать рост численности населения, и регулируемую высоту, чтобы предотвратить ее засыпание снегом. Поскольку ежегодно накапливается примерно такое же количество снега, которое никогда не тает, конструкторы здания предусмотрели закругленные углы и края конструкции, чтобы уменьшить образование снежных заносов. Здание ориентировано навстречу ветру с наклонной нижней частью стены. Уклон стены увеличивает скорость ветра, проходящего под зданием и над снежным покровом, что приводит к сдуванию снега. Это предотвращает быстрое засыпание здания. Испытания в аэродинамической трубе показали, что сдувание снега будет продолжаться до тех пор, пока уровень снега не достигнет второго этажа. Поскольку снег постепенно оседает под собственным весом, фундамент здания был спроектирован с учетом значительной неравномерной осадки любой части здания по любой линии или колонне. В случае продолжения неравномерной осадки, поддерживающая конструкция будет поднята и выровнена. Объект был спроектирован с основными несущими колоннами, расположенными за пределами внешних стен, чтобы все здание можно было поднять на один этаж. В процессе подъема над существующими колоннами будет добавлен новый секционный элемент колонны, после чего домкраты поднимут здание на новую высоту.
The new station included a modular design, to accommodate rises in population, and an adjustable elevation to prevent it from being buried in snow. Since roughly of snow accumulates every year without ever thawing, the building's designers included rounded corners and edges around the structure to help reduce snow drifts. The building faces into the wind with a sloping lower portion of wall. The angled wall increases the wind speed as it flows under the buildings, and passes above the snow pack, causing the snow to be scoured away. This prevents the building from being quickly buried. Wind tunnel tests show that scouring will continue to occur until the snow level reaches the second floor. Because snow gradually settles over time under its own weight, the foundations of the building were designed to accommodate substantial differential settling over any one wing in any one line or any one column. If differential settling continues, the supported structure will need to be jacked up and re leveled. The facility was designed with the primary support columns outboard of the exterior walls so that the entire building can be jacked up a full floor level. During this process, a new section of column will be added over the existing columns then the jacks pull the building up to the higher elevation.
Операция
Летом население станции обычно составляет около 150 человек. Большинство сотрудников покидают станцию к середине февраля, оставляя несколько десятков (39 в 2021 году) "зимующих", в основном вспомогательный персонал и несколько ученых, которые обеспечивают функционирование станции в течение месяцев антарктической ночи. Зимний персонал изолирован с середины февраля до конца октября. Зимовка сопряжена с известными опасностями и стрессами, поскольку население станции почти полностью изолировано. Станция полностью автономна в течение зимы и питается от трех генераторов, работающих на авиационном топливе JP 8. Ежегодная традиция – последовательный просмотр фильмов "Нечто из другого мира" (1951), "Нечто" (1982) и "Нечто" (2011) после отправки последнего рейса на зиму. Исследования на станции включают гляциологию, геофизику, метеорологию, физику верхних слоев атмосферы, астрономию, астрофизику и биомедицинские исследования. В последние годы большинство ученых, остающихся на станции зимой, работали в обсерватории IceCube Neutrino или в экспериментах по астрономии на низких частотах, таких как Южнополярный телескоп и BICEP2. Низкая температура и низкое содержание влаги в полярном воздухе, в сочетании с высотой более 9000 футов (2743 м), делают воздух значительно более прозрачным на определенных частотах, чем обычно, а месяцы темноты позволяют чувствительному оборудованию работать непрерывно. На станции есть небольшая теплица. Разнообразие овощей и трав в теплице, от свежих баклажанов до халапеньо, выращивается гидропонным способом, с использованием только воды и питательных веществ, без почвы. Теплица – единственный источник свежих фруктов и овощей в течение зимы.
Транспортировка
На станции имеется взлетно-посадочная полоса для самолетов, достаточно длинная. С октября по февраль ежедневно выполняются несколько рейсов лыжных самолетов Lockheed LC-130 Hercules ВВС США, базирующихся в 109-й авиакрыле (AW) и 139-й авиаэскадрилье (AS) Национальной гвардии штата Нью-Йорк, через станцию МакМёрдо для обеспечения станции всем необходимым. Операции по снабжению в совокупности называются "Глубокая заморозка". От МакМёрдо через ледяной щит проложена снежная дорога, известная как магистраль МакМёрдо – Южный полюс, протяженностью 995 миль (1601 км).
Сообщение
Доступ к данным со станции обеспечивается спутниками NASA TDRS 4 (недействующие), 5 (без радиосвязи на 90°) и 6 (без радиосвязи на 90°), спутником DSCS 3 Министерства обороны и коммерческой спутниковой группировкой Iridium. В сезон 2007–2008 годов ретранслятор TDRS (называемый South Pole TDRSS Relay или SPTR) был модернизирован для обеспечения скорости передачи данных 50 Мбит/с, что составляет более 90% пропускной способности передачи данных. Спутник TDRS 1 ранее обслуживал станцию, но вышел из строя в октябре 2009 года и впоследствии был выведен из эксплуатации. Ранее также использовались Marisat и LES9. В июле 2016 года спутник GOES 3 был выведен из эксплуатации из-за истощения запасов топлива и заменен на использование спутника DSCS 3, военного спутника связи. DSCS 3 обеспечивает скорость передачи данных 30 МБ/с по сравнению с 1,5 МБ/с у GOES 3. DSCS 3 и TDRS 4, 5 и 6 используются совместно для обеспечения основной связи станции. Эти спутники обеспечивают восходящую линию связи для научных данных станции, а также широкополосный доступ в Интернет и телекоммуникационные услуги. Телефонная система станции может осуществлять исходящие звонки только во время основных спутниковых событий. Коммерческий спутник Iridium используется, когда все спутники TDRS и DSCS находятся вне зоны действия, обеспечивая станции ограниченные возможности связи в это время. В это время телефонные звонки можно совершать только с нескольких спутниковых телефонов Iridium, принадлежащих станции. ИТ-система станции также имеет ограниченную восходящую линию данных через сеть Iridium, позволяющую отправлять и получать электронные письма размером менее 100 КБ в любое время и передавать небольшие критически важные файлы данных. Эта линия связи работает путем объединения потока данных по 12 голосовым каналам. Некоммерческая и невоенная связь осуществляется посредством любительского радио, в основном с использованием HF SSB-связи, но также использовались азбука Морзе и другие виды связи, частично в экспериментальных целях и в основном для поддержания командного духа и хобби. В американском секторе используются позывные любительского радио с префиксами KC4 и AT, в то время как советские/российские станции, как известно, используют 4K1 и другие. Популярность этого хобби в период с 1950-х по 1980-е годы привела к многочисленным радиообменам между южнополярными радиостанциями и энтузиастами со всего мира. На протяжении многих лет любительское радио обеспечивало необходимую связь в чрезвычайных ситуациях для персонала полярных баз, а также использовалось в рекреационных целях.
Климат
Типичный для внутренних районов Антарктиды, станция «Амундсен — Скотт» на Южном полюсе характеризуется климатом ледяного щита (EF) с осадками типа BWk. Пик летнего сезона приходится на период с декабря по середину февраля.
СМИ и мероприятия
В 1991 году Майкл Пэлин посетил базу в восьмом и последнем эпизоде документального фильма BBC Television "От полюса до полюса". 10 января 1995 года NASA, PBS и NSF совместно провели первую прямую телевизионную трансляцию с Южного полюса под названием "Космический корабль Южный полюс". Во время этой интерактивной трансляции ученики из нескольких школ Соединенных Штатов задавали ученым на станции вопросы об их работе и условиях на полюсе. В 1999 году корреспондент CBS News Джерри Боуэн сделал репортаж на камеру, связавшись в прямом эфире с ведущими субботнего выпуска CBS This Morning. В 1999 году врач станции, Джерри Нильсен, обнаружила у себя рак молочной железы. Ей пришлось полагаться на самостоятельную химиотерапию, используя медикаменты, доставленные во время рискованной июльской грузовой операции, а затем её эвакуировали во время столь же опасной посадки в середине октября. 11 мая 2000 года астрофизик Родни Маркс заболел, когда шел между удаленной обсерваторией и базой. В течение 36 часов его состояние ухудшалось, и он трижды, с нарастающей тревогой, возвращался к врачу станции. Была получена консультация по спутниковой связи, но Маркс умер 12 мая 2000 года, и его состояние так и не было диагностировано. Национальный научный фонд опубликовал заявление, что Родни Маркс "по всей видимости, умер от естественных причин, но точная причина смерти еще не установлена". Точную причину смерти Маркса удалось установить только после того, как его тело было доставлено со станции Амундсена-Скотта и вывезено из Антарктиды для проведения вскрытия. Смерть Маркса была вызвана отравлением метанолом, и это дело получило широкое освещение в СМИ как "первое убийство на Южном полюсе", хотя нет никаких доказательств того, что Маркс умер в результате действий другого человека. 26 апреля 2001 года Kenn Borek Air использовал самолет DHC 6 Twin Otter для спасения доктора Рональда Шеменски со станции Амундсена-Скотта. Это была первая в истории спасательная операция с Южного полюса во время полярной зимы. Для обеспечения необходимой дальности полета самолет Twin Otter был оснащен дополнительным топливным баком. В январе 2007 года станцию посетила группа высокопоставленных российских чиновников, включая руководителей ФСБ Николая Патрушева и Владимира Проничева. Экспедиция, возглавляемая полярным исследователем Артуром Чилингаровым, стартовала из Чили на двух вертолетах Ми-8 и приземлилась на Южном полюсе. 6 сентября 2007 года на телеканале National Geographic Channel в программе Man Made вышел эпизод, посвященный строительству нового комплекса. 9 ноября 2007 года соведущая программы NBC Today, Энн Карри, совершила спутниковый телефонный звонок, который транслировался в прямом эфире с Южного полюса. На Рождество 2007 года двое сотрудников станции подрались и были эвакуированы. 11 июля 2011 года техник связи, зимовавший на станции, заболел и у него был диагностирован аппендицит. Врачи станции провели экстренную аппендэктомию, а несколько зимовщиков помогали во время операции. В 2011 году в программе BBC "Замерзшая планета" рассказывается о базе и показаны кадры изнутри и снаружи станции, расположенной на возвышении, в эпизоде "Последний рубеж". Во время зимовки 2011 года у менеджера станции Рене Николь Дуссер 27 августа произошел инсульт, в результате чего она потеряла зрение и когнитивные функции. Поскольку на станции Амундсена-Скотта отсутствует диагностическое медицинское оборудование, такое как аппараты МРТ или КТ, врачи станции не смогли полностью оценить степень повреждения мозга, вызванного инсультом, и вероятность повторного приступа. Врачи на месте рекомендовали как можно скорее эвакуировать Дуссер, но врачи, нанятые Raytheon Polar Services (компанией, заключившей контракт на управление базой) и Национальным научным фондом, не согласились с серьезностью ситуации. Национальный научный фонд, являющийся высшей инстанцией, принимающей решения по всем полетам и несущей полную финансовую ответственность за них, отклонил запрос на медицинскую эвакуацию, сославшись на то, что погода все еще слишком опасна. Были разработаны планы по эвакуации Дуссер первым же доступным рейсом. Дуссер и ее племянница, считая состояние Дуссер критическим и полагая, что более раннюю медицинскую эвакуацию можно организовать, обратились за помощью к сенатору Жанне Шахин. Поскольку Национальный научный фонд продолжал утверждать, что состояние Дуссер не соответствует критериям для медицинской эвакуации, а условия на базе не позволяют осуществить более ранний полет, Дуссер и ее сторонники привлекли внимание СМИ к этой ситуации. Дуссер была эвакуирована вместе с врачом и сопровождающим на грузовом рейсе 17 октября. Это был первый доступный рейс, когда погодные условия улучшились 16 октября. Обычно этот рейс предназначен исключительно для снабжения и дозаправки станции и не принимает пассажиров, поскольку кабина самолета не герметизирована. Эвакуация прошла успешно, и Дуссер прибыла в Крайстчерч, Новая Зеландия, в 22:55. В конечном итоге она полностью выздоровела. В марте 2014 года BICEP2 объявила об обнаружении B-мод поляризации, вызванной гравитационными волнами, возникшими в ранней Вселенной, что подтверждает теорию инфляции в космологии. Последующий анализ показал, что BICEP зафиксировал сигнал поляризованной пыли в галактике, а не первичные B-моды. 20 июня 2016 года была проведена очередная медицинская эвакуация двух сотрудников в период около дня зимнего солнцестояния, снова с использованием Kenn Borek Air и самолета DHC 6 Twin Otter. В декабре 2016 года Базз Олдрин посещал станцию Амундсена-Скотта на Южном полюсе в составе туристической группы, когда ему стало плохо, и его эвакуировали сначала на станцию Мак-Мердо, а затем в Крайстчерч, Новая Зеландия, где его состояние оценивалось как стабильное. Посещение Олдрином Южного полюса в возрасте 86 лет сделало его самым пожилым человеком, когда-либо побывавшим на Южном полюсе. Летом 2016–2017 годов Энтони Бурден снял часть эпизода своего телешоу Anthony Bourdain: Parts Unknown на станции.
В популярной культуре
Наука и жизнь на станции Амундсена-Скотта на Южном полюсе задокументированы в удостоенной наград книге доктора Джона Берда «Один день, одна ночь: портреты Южного полюса», в которой рассказывается о маятнике Фуко на Южном полюсе и клубе «300». Идентификатор зоны в базе данных часовых поясов IANA ранее был Antarctica/South Pole, но теперь используется часовой пояс Pacific/Auckland.
The zone identifier in the IANA time zone database was the deprecated Antarctica/South Pole. It now uses the Pacific/Auckland timezone.