Отец стратостата и батискафа

Автор: Maks Ноя 14, 2017

В историю техники швейцарский конструктор Огюст Пиккар вошел как покоритель сразу двух стихий: воздуха и воды. На стратостате собственного изобретения ему удалось подняться на высоту 23 километра, а сделанный им глубоководный аппарат погружался на дно Марианской впадины. Отвечая на вопрос, почему он создал столь разные устройства, Пиккар шутливо отметил, что на самом деле они очень похожи — и поэтому судьба нарочно сделала так, чтобы их мог сконструировать один и тот же ученый.

Все выше, и выше, и выше…

Огюст Пиккар и его брат-близнец Жан родились в 1884 году в швейцарском Базеле в семье профессора химии. Братья пошли по стопам отца — оба стали университетскими профессорами. Правда, Жан выбрал аналогичную специальность, а Огюст предпочел физику. Он преподавал в университете Брюсселя и занимался изучением изотопов урана, а также радиоактивных космических лучей.

Именно темы его исследований обусловили конструкторскую деятельность Огюста Пиккара — ведь элементарные частицы, движущиеся в околоземном пространстве, гораздо легче зафиксировать на большой высоте, где их движению не мешают плотные слои атмосферы. И в 1930 году ученый сконструировал аппарат для подъема в стратосферу, получивший название FNRS-1 (аббревиатура словосочетания Fonds National de la Recherche Scientifique — Национальный фонд научных исследований, бельгийская организация, которая финансировала создание устройства).

Стратостат состоял из шара диаметром 30 метров, который заполнялся водородом. К нему крепилась изготовленная из алюминия герметичная гондола. Пиккар довольно оригинально решил проблему ее терморегуляции. Одна половина гондолы была выкрашена в белый цвет, другая — в черный. Таким образом, поворачивая кабину той или иной стороной к солнцу, экипаж добивался ее нагревания либо охлаждения. Правда, во время первых полетов устройство поворота не всегда срабатывало — и исследователи страдали то от жары, то от холода.

Воздухоплавательное устройство было построено за год, первый в истории полет в стратосферу состоялся в 1931 году. Вместе с Огюстом Пиккаром туда поднялся его ассистент Пауль Кипфер. Аппарат стартовал на окраине немецкого города Аугсбурга (юго-запад Баварии) и достиг высоты 15 785 метров. Для исследований космического излучения на гондолу снаружи были установлены специальные приборы.

Эта воздушная экспедиция едва не закончилась трагически: веревка, приспособленная для открывания клапана, стравливающего водород, зацепилась за стропу. Поэтому полет, длившийся 17 часов 28 минут, был практически неуправляемым. В конце концов исследователи приземлились на леднике Гургль в тирольских Альпах — на высоте 2,5 километра. Через некоторое время их обнаружил лыжный полицейский патруль.

За шесть лет Огюст Пиккар с разными напарниками совершил 27 полетов в стратосферу. Максимальная высота, достигнутая стратостатом, превысила 23 километра. Приборы следили за направленностью космических лучей, их интенсивностью на разных высотах, степенью их поглощения слоями свинца и парафина. Это позволило сделать огромный шаг вперед в изучении данного явления.

«Принцип утюга»

В середине 1930-х годов Огюсту Пиккару пришла в голову идея: герметичную гондолу можно использовать для изучения океанских глубин. Такой аппарат принципиально отличался от существующих субмарин. Подводные лодки имеют положительную плавучесть — они погружаются из-за того, что в балластных резервуарах воздух заменяется забортной водой. Когда он, наоборот, выталкивает воду, лодка всплывает.

Аппарат Пиккара, названный батискафом, обладает отрицательной плавучестью. Принцип его погружения сам ученый назвал «принципом утюга». То есть в «естественном» состоянии батискаф, в отличие от подводной лодки, должен опускаться на дно. Его удерживает прикрепленный сверху большой поплавок, наполненный бензином, который гораздо легче воды и, в отличие от воздуха, не поддается сжатию — а следовательно, оболочка поплавка не будет деформироваться под воздействием огромного давления.

Когда часть бензина замещается водой, батискаф начинает погружение. А чтобы подняться на поверхность, в нем предусмотрена способность избавляться от тяжелого металлического балласта — дроби или пластин. Балласт удерживается электромагнитами, и если система энергоснабжения выйдет из строя, батискаф сразу начинает всплывать.

В 1937 году Огюст Пиккар приступил к конструированию такого аппарата — но работы по его созданию были прерваны начавшейся Второй мировой войной.

Подготовка к рекорду погружения

Батискаф TriesteКонструирование глубоководного устройства продолжилось в 1946 году, батискаф получил название FNRS-2. Емкость поплавка составляла 30 кубических метров, диаметр гондолы — чуть более двух метров, расчетная глубина погружения — до четырех километров.

Первые испытания проводились без людей на борту и с постепенным увеличением глубины погружения аппарата. Сам Пиккар опускался в нем на дно два раза — в 1948 и 1953 годах. Батискаф пришлось долго и серьезно дорабатывать — и только в 1954 году аппарат, названный FNRS-3, с экипажем на борту погрузился на рекордную для того времени глубину 4176 метров.

Но Огюст Пиккар продолжал усовершенствование устройства. Начиная с 1952 года он вместе со своим сыном Жаком работал над конструкцией батискафа Trieste (названного в честь итальянского города Триест, на верфи которого его построили в 1953 году). Аппарат, по сути, являлся улучшенной копией FNRS-2, при этом его гондола была увеличена в размерах и значительно укреплена.

С 1953 по 1957 год батискаф Trieste под управлением молодого Пиккара совершил несколько глубоководных погружений в Средиземном море — причем в одном из них принимал участие уже 70-летний Огюст.

В 1958 году аппаратом заинтересовалось военно-морское ведомство США. Американцы выкупили устройство и доработали его на германском заводе Круппа, укрепив гондолу высокопрочной сталью. После этого, согласно расчетам, устройство могло бы выдержать погружение на глубину до 13 километров.

Собственно, эта цифра говорила лишь о запасе прочности батискафа — ведь на нашей планете самым глубоководным местом является Бездна Челленджера в Марианской впадине, которая примерно на 11 километров ниже уровня моря. Именно для погружения туда был подготовлен модернизированный Trieste. Поплавок аппарата имел объем 85 кубических метров, толщина стенок гондолы — почти 13 сантиметров. Вес балласта составлял девять тонн, на гондоле имелись один иллюминатор из прочного органического стекла и прожектор с кварцевой лампой. С помощью гидроакустической системы связи у экипажа имелась возможность голосового общения с надводными кораблями.

Покорение Марианской впадины

23 января 1960 года батискаф Trieste, на борту которого находились Жак Пиккар и лейтенант ВМС США Дон Уолш, достиг самой глубокой на планете точки океанского дна. Погружение продолжалось 4 часа 48 минут и завершилось на отметке 10 916 метров ниже уровня моря. Давление на этой глубине в 1100 раз больше атмосферного! Но экипажу батискафа посчастливилось сделать важнейшее океанологическое открытие: они увидели, как мимо иллюминатора проплывают 30-сантиметровые рыбы, напоминающие камбалу.

До этого считалось, что на глубине свыше шести километров никакой жизни не существует, более того — из-за высокого давления там не происходит перемещения водных масс (такое мнение также было опровергнуто).

Погружение на грунт Бездны Челленджера не только стало рекордным для глубоководных экспедиций, но и спасло планету от экологической катастрофы: ядерные державы отказались от планов захоронения радиоактивных отходов на дне Мариинской впадины. Страшно даже представить, к чему могло привести такое отравление Мирового океана.

Пробыв на грунте около 20 минут, аппарат Trieste начал движение вверх. Подъем занял 3 часа 15 минут. Врачи, обследовавшие обоих поднявшихся из глубины пилотов, установили, что они совершенно здоровы.

Батискаф еще несколько лет использовали для поиска пропавших подводных лодок и обследования участков морского дна. В 1963 году он был разобран, и его части поместили в Морской музей США в Вашингтоне.

Огюст Пиккар не дожил до этого торжественного события, он скончался в Лозанне годом раньше — в возрасте 78 лет. На похоронах гроб с его телом был накрыт швейцарским флагом, который в гондоле батискафа Trieste в 1960 году побывал на дне Марианской впадины.

Маргарита КАПСКАЯ

,   Рубрика: Гениальные изобретения


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Solve : *
28 + 17 =


SQL запросов:61. Время генерации:0,921 сек. Потребление памяти:31.54 mb