Приложение

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Приложение

Итоги экспедиции «Гольфстрим»

Когда писалась эта книга, вычислительные машины в Вашингтоне еще полным ходом обрабатывали наши магнитозаписи. Психологи НАСА еще анализировали 65 тысяч с лишним фотографий, снятых автоматическими камерами, которые обозревали внутренность «Вена Франклина». Океанографы еще ломали голову над разными моментами дрейфа. Почему нас один раз выбросило из течения? Почему только один раз? Чем вызываются внутренние волны? Что заставило меч-рыбу атаковать нас? Почему скорость Гольфстрима была не такой, как ожидалось?

На все эти вопросы со временем будет получен хотя бы частичный ответ. Что поделаешь, обработка научных данных подчас отнимает больше времени, чем сама экспедиция.

Технические итоги по «Бену Франклину»

Стабильность

На этом вопросе нет необходимости долго задерживаться. Примеров стабильности мезоскафа отмечено множество, он по нескольку дней зависал на одной глубине, только бы само море вело себя стабильно. А когда мезоскаф попадает во внутренние волны, он, естественно, подчиняется их вертикальным извивам, так же как идущему по горизонтали течению.

Коэффициент сжимаемости корпуса (35 X 10-6 см2/кг) в сравнении с сжимаемостью воды в пройденном районе (50 X 10-6 см2/кг) вполне удовлетворителен. Как мы предполагали, ниже 100–150 метров газ в аккумуляторных батареях заметно не влияет; обычный для умеренных глубин термоклин тоже способствует нейтрализации этого эффекта. Как правило, стабильность держалась на таком уровне, что данные измерения гравитации точно совпадали с кривыми, которые чертили на регистрирующем манометре внутренние волны.

Видимость

Когда мезоскаф стоял в гавани Палм-Бича, нам то и дело приходилось просить аквалангистов почистить иллюминаторы снаружи. А что будет во время долгого дрейфа? Мы даже обсуждали разные способы борьбы с этой проблемой (подводные очистители, специальная химическая защита, помощь аквалангистов с поверхности), но все это было мало реально, так что, если бы иллюминаторы стали обрастать, нам пришлось бы попросту всплывать и драить их. К нашему великому облегчению, за весь дрейф не появилось никаких ракушек. Может быть, давление виновато? Или температура? Или тот факт, что на глубине 200 метров мало света? Мы еще не знаем ответа. Однако стоило мезоскафу после дрейфа обосноваться в Нью-Йорке, как плексиглас начал быстро обрастать моллюсками. И ведь что удивительно: один биолог опознал в них вид, типичный для вод Флориды и совсем неизвестный в Нью-Йорке. Очевидно, они путешествовали с нами, но не спешили размножаться, пока не кончилась экспедиция.

Аккумуляторные батареи

Батареи тоже весь дрейф работали отменно. Правда, изоляция некоторых цепей могла быть лучше, и после плавания ее значительно усовершенствовали. Потери из-за дефектов изоляции были ничтожными, и ни одна из цепей не отказала. Учитывая новизну и относительную сложность системы, мы допускали возможность потери части элементов, а потому старались расходовать поменьше электричества, чтобы в крайнем случае продолжать дрейф с одной-двумя группами батарей.

Наша осторожность, которая оказалась излишней, помогла нам израсходовать только 52,1 процента имевшихся в нашем распоряжении 756 киловатт-часов. Даже немного жаль: более щедрое расходование электричества для наружных светильников, например, позволило бы нам сделать больше снимков. Но мы думали прежде всего о том, чтобы довести до конца экспедицию и выполнить поставленные научные задачи. Уровень потребления энергии всегда оставался ниже «предписанного», кроме случая, когда двигатели работали непрерывно пять часов, да и в тот день мы всего лишь использовали то, что сберегли за первые десять дней дрейфа.

Батареи, обслуживавшие двигатели, были израсходованы только на 44,6 процента полной мощности, другие аккумуляторы технической группы — на 64,1 процента, предназначенные для океанографических измерений — на 49,9 процента, для выполнения программы НАСА — на 80 процентов.

Двигатели

Мы много раз пускали двигатели, чтобы развернуть мезоскаф по течению над самым дном и обеспечить нужную функцию гайдропа. Все четыре двигателя слушались нас безотказно. Кроме того, моторы поработали несколько часов после того, как нас вынесло из главной струи Гольфстрима.

И в этом случае не было никаких заминок, двигатели доказали свою эффективность и высокую маневренность.

Навигационное обеспечение

Вся навигация производилась на главном обеспечивающем судне — «Приватире», который несколько раз в день сообщал нам по телефону наше местонахождение.

Основной проблемой для «Приватира» было поддерживать с нами акустический контакт и постоянно знать нашу глубину и направление относительно судна. Это достигалось в основном с помощью сигнализатора, который каждые две секунды излучал парный сигнал частотой 4 килогерца. «Приватир» следил за нами направленным гидрофоном, и различие в промежутке между двумя парными сигналами позволяло ему получить нужные данные о нашей глубине. Определить абсолютное расстояние помогал установленный на «Бене Франклине» ответчик, который работал на частоте 16 килогерц и отвечал на запросы «Приватира». Промежуток времени между подачей сигнала и ответом указывал на разделяющее нас расстояние. Эта система работала безотказно, лишь однажды в помощь ей пришлось обратиться к обычному подводному телефону. На «Бене Франклине» эти операции по большей части происходили автоматически, а вот людям «Приватира» приходилось весь месяц постоянно дежурить, и они безупречно справились с задачей. Точность этого метода, несомненно, способствовала успеху экспедиции.

Поскольку на поверхности течение, как правило, было несколько быстрее, чем на глубине, «Приватир» дрейфовал кормой вперед, пока не обгонял «Бена Франклина» на несколько сот метров. Затем он шел против течения, проходил над нами и в нескольких стах метрах за мезоскафом останавливался, после чего течение снова проносило его над «Беном Франклином». Так и проделал «Приватир» все плавание кормой вперед, то идя против течения, то дрейфуя с ним. 2800 километров задом наперед в Атлантике? Надо думать, это тоже был первый случай в истории.

Кроме того, поверхность должна была следить за главной струей течения, чтобы определять наше положение относительно центра Гольфстрима. Для этого судно военно-морской транспортной службы США «Линч» шло впереди «Бена Франклина», измеряя температуру воды на глубинах до 500 метров при помощи описанных выше разовых батитермографов. Исходя из того, что обычно максимальная скорость потока совпадает с наиболее высокими температурами, мы могли судить о своем местонахождении.

В ряде случаев точное положение Гольфстрима определялось «Эль Койотом», специально оборудованным самолетом.

Технические итоги по системе жизнеобеспечения

Внутренняя температура

Самая высокая температура на борту — 29 °C — держалась несколько часов 26 июля, когда мезоскаф буксировали по поверхности. Незадолго перед тем, после нескольких часов работы двигателей, температура на короткое время поднялась до 24 °C. Если не считать этих случаев, температура внутри аппарата, когда он стабильно зависал в воде, в основном держалась на 1,5 °C выше температуры забортной воды. На первом этапе плавания, когда мы дольше находились на сравнительно большой глубине, температура внутри аппарата колебалась между 20 °C и 11,7 °C, и мы зябли. На втором этапе внутренняя температура держалась около 19 °C — не тепло, но вполне терпимо. Однако для многодневной работы при температуре забортной воды от 0° до 10 °C надо либо предусмотреть защитную одежду, либо утеплить корпус мезоскафа, либо сделать и то и другое вместе.

Влажность

Благодаря изрядному запасу силикагеля мы надежно контролировали влажность с первого до последнего дня. Как правило, поглотитель позволял нам держать влажность в пределах 70–80 процентов. На графиках только пять или тесть точек превышают этот предел.

Силикагель лежал в небольших мешочках, а всего его было 1100 килограммов. К концу экспедиции осталось неизрасходованным около половины этого количества. При необходимости мы могли использовать силикагель более эффективно (мешочки поменьше, принудительная вентиляция), и то же количество поглотителя позволило бы снизить процент влажности, но нас устраивали 70–80 процентов. Такая влажность не причиняла ущерба ни экипажу, ни оборудованию.

Внутреннее давление

В целом внутреннее давление оставалось постоянным, равным давлению на уровне моря в момент начала экспедиции. Тем не менее колебания температуры и парциального давления кислорода и углекислого газа, а главное, небольшая утечка в одной из вспомогательных систем сжатого воздуха (обнаружив неисправность, мы потом очень скупо и осторожно пользовались этой системой) сказывались и на давлении. Максимальная прибавка равнялась давлению одного метра воды. Не будь утечки, это не играло бы никакой роли. Однако она могла бы привести к серьезным последствиям, если бы подводный дрейф продлился два или три месяца.

Углекислый газ

Поглощение выделяемого при дыхании углекислого газа осуществлялось пассивным способом — пластинами с гидроокисью лития (LiOH). Эти пластины, в количества двенадцати штук, мы сменяли, как только уровень углекислоты в атмосфере достигал заранее установленного предела — 1,5 процента. Практически это происходило каждые три дня. Всего было израсходовано 120 пластин, иначе говоря, около 400 килограммов щелочи, при эффективности 75 процентов. Как и в случае с силикагелем, более рациональное использование пластин могло повысить их эффективность и позволило бы при необходимости, не увеличивая расхода поглотителя, еще больше снизить процент углекислоты. Я посоветовал бы в других экспедициях такого рода держать уровень углекислого газа в пределах одного процента. При 1,5 процента затрудняется дыхание, появляется легкая одышка, особенно когда напряженно работаешь.

В нашей экспедиции воздух внутри мезоскафа все время был хороший.

Кислород

Кислород для дыхания подавался двумя баллонами с полной термоизоляцией; в каждом было по 125 литров жидкого кислорода. Скорость его испарения регулировалась автоматически или вручную. На практике мы предпочитали второй способ, сберегая электроэнергию. Процент кислорода держался в пределах от 19,5 до 22 процентов, в среднем — 20,9 процента; это нормально при естественных условиях. Уровень обмена был умеренный, но вполне достаточный: 2200 килокалорий на человека в день.

Вредные примеси

В лаборатории с шестью сотрудниками при замкнутом цикле в воздухе вполне могут появиться более или менее вредные или неприятные примеси. У нас на борту были надежные средства, чтобы обнаружить наличие и процент всевозможных ядовитых газов. Ежедневно аппаратом Дрегера определялось содержание NH3, СО, H2S и SO2, раз в неделю воздух проверяли еще на 28 соединений.

Были обнаружены три вредные примеси:

1. Окись углерода. Ее содержание в нашей атмосфере возросло от 8 миллионных в первый день до 40 миллионных в конце плавания. Цифры превышают расчетный процент, однако не выходят за пределы безопасного состояния атмосферы; впрочем, для подобной обстановки пределы пока точно не установлены. Мы пытались окислить угарный газ в углекислый (который мог быть легко поглощен), но предназначенный для этого аппарат не оправдал себя, вероятно из-за относительно высокой влажности. Часть окиси углерода выделялась нами при дыхании. Возможно, в остальном источником СО были некоторые пластики (в частности, электроизоляция), самопроизвольно выделяющие этот газ в небольших количествах.

2. Гидразин — в количестве 0,2 миллионных.

3. Ацетон — в количестве 200 миллионных.

Нам не удалось выяснить, откуда на борту взялись два последних соединения, и не исключено, что на самом деле такую реакцию наших детекторов вызвали другие вещества. Процент этих примесей во все время измерений (между восьмым и двадцать шестым днем) оставался постоянным.

Пища

В основном наша провизия состояла из обезвоженных концентратов, которые мы «восстанавливали» горячей водой.

Однако по-настоящему горячей воды было очень мало, и к тому нее такой стол ужасно однообразен. Конечно, мы как добровольцы были готовы терпеть всякие лишения. Но даже сознание того, что число калорий и количество витаминов и белка тщательно рассчитано заранее, не могло заставить нас забыть о нормальной пище. Кроме концентратов у нас были консервы, они большинству из нас пришлись по вкусу.

По-моему, ничто не может заменить доброй натуральной пищи, а потому я ел по преимуществу сухофрукты и своего рода лепешки из фиников, фиг, чернослива, изюма, абрикосов, каянуса, миндаля, бразильского и кокосового орехов — отличная, очень питательная смесь. Превосходным дополнением к этому меню служило несколько столовых ложек семячек подсолнуха, тыквенных семячек и соевых бобов. Такой стол меня вполне устраивал: благодаря ему и чистому воздуху я с первого до последнего дня был совершенно здоров (если не считать упомянутой простуды). Тем не менее большинство из нас за месяц под водой потеряло в весе.

Некоторые из нас регулярно ели особым образом приготовленные водоросли в капсулах. Эти капсулы, выпускаемые Научно-исследовательским институтом Атлантики и Тихого океана (Норс-Палм-Бич, Флорида), содержат смесь порошка из двадцати одной разновидности водорослей, призванной воздействовать на активность микроорганизмов в пищеварительном тракте, чтобы организм более полно и равномерно усваивал пищу. Упомянутые водоросли, в том числе Laminaria cloustoni, Laminaria digitata, Fucus serratas и Ascophylum nodosum, были собраны на атлантическом побережье Ирландии. Готовая смесь широко продается уже во многих странах.

Питьевая вода

У нас была холодная и горячая вода. Четыре больших бака горячей воды были рассчитаны на всю экспедицию. На самом деле только один бак (около 250 литров) имел безупречную теплоизоляцию. Нарушение вакуума других баков было обнаружено до старта, но вовремя устранить его не удалось. Вода в четырех баках подогревалась в гавани электрическим током почти до ста градусов, что обеспечивало полную стерилизацию. Химикалии не применялись, тем не менее вода весь месяц оставалась хорошей, свободной от бактерий и пригодной для питья. В последние десять дней мы иногда подогревали немного воды током от аккумуляторных батарей; совсем немного, потому что мы берегли электроэнергию.

Было также четыре бака холодной воды, то есть около 1000 литров. Она была дезинфицирована на старте йодом (7–8 миллионных), что делало ее практически непригодной для питья из-за сильного привкуса. К тому же йод оказался недостаточной защитой: уже через несколько дней после старта появились бактерии (из рода Pseudomonas) — вторая весьма уважительная причина, чтобы не пить эту воду. Но умываться ею мы продолжали, поэтому бактерии были обнаружены в пробах, взятых с нашей кожи; однако серьезных неприятностей они нам не причиняли.

Океанографические наблюдения

Пожалуй, наиболее весомый результат всей экспедиции — совершенствование нового метода исследований и наблюдений в океане. Прежде крупные океанографические экспедиции могли оперировать только с поверхности, а это влекло за собой много неудобств и ограничений: зависимость от плохой погоды, относительная неустойчивость судов, а следовательно, и приборов, работа на расстоянии и вслепую.

Впервые отряд наблюдателей, находясь месяц под водой, провел без помех множество наблюдений на пути в 2800 километров. «Бен Франклин» был оснащен почти так же, как океанографическое судно, ка борту имелись практически все измерительные приборы, применяемые на таких судах. Живя так долго в толще моря, мы смогли узнать его ближе, чем когда-либо. Наблюдение флоры и фауны облегчалось тем, что мезоскаф дрейфовал со скоростью самой воды. Дрейф над грунтом с помощью гайдропа, который доктор Огюст Пикар впервые применил двадцать лет назад на первом батискафе, позволил наблюдать морское дно на большой площади.

Так как наши наблюдения дополнялись обычными, которые производило океанографическое судно военно-морских сил США «Линч», экспедиция в целом представила обширную информацию о данном участке Гольфстрима.

Среди главных наблюдений три несколько озадачили нас: скорость течения, единичное изгнание из Гольфстрима, амплитуда внутренних волн. Мы проделали множество визуальных наблюдений, но эти наблюдения можно толковать по-разному, поэтому их дополняли точные данные, собираемые автоматическими измерительными приборами. Большинство таких измерений было возложено на американские ВМС, представленные у нас на борту двумя океанографами — Фрэнком Басби и Кеном Хэгом. Результаты и выводы будут опубликованы Научно-исследовательским центром ВМС. Здесь мы только охарактеризуем приборы и их назначение.

Скорость течения

В первой части экспедиции скорость течения была ниже ожидаемой, во второй — выше.

Обратите внимание: речь идет не о Гольфстриме в целом, а о струе, в которой мы шли. На первом этапе мы пять раз ходили к грунту, однако ни разу не погружались по-настоящему глубоко. Очевидно, что около дна течение заметно тормозится трением о грунт. А в районе мыса Хаттерас, где глубины больше, течение на горизонтах, которых мы держались, могло набрать сравнительно высокую скорость.

Так, в районе Палм-Бича, на глубине 570 метров, мы отмечали над дном лишь очень слабое течение, которое к тому же временами шло на юг и не оставляло ряби на грунте. Несколько севернее, в районе Саванны (штат Джорджия), на глубине 540 метров скорость течения над грунтом достигала 1,9 узла; мы воспользовались им, чтобы час дрейфовать, «руля» гайдропом. Я уже говорил, что к северо-востоку от Хаттераса на глубине 500 метров мы несколько часов шли в течении со скоростью 3 узлов. В этом месте до дна была не одна тысяча метров.

Изгнание из Гольфстрима

Это событие, описанное в тексте, произошло на одиннадцатый день экспедиции. Чем оно было вызвано и почему течение исторгло нас только один раз — до конца не выяснено. Завихрения Гольфстрима сами по себе хорошо известны, однако никто не знает точно, чем они вызываются; во всяком случае они не поддаются прогнозированию. Нам наиболее вероятным представляется объяснение, которое предложили океанографы ВМС, в частности Майк Костин; кстати, после быстрого поиска на расстоянии почти 280 километров они снова нашли Гольфстрим и вернули нас в его центр.

К сожалению, «Линч» вынужден был покинуть район работ для захода в порт, поэтому его работа прервалась на два дня. Как только судно вернулось на свой пост, наблюдатели установили, что «Бен Франклин» не двигается и явно очутился за пределами главной струи. Тотчас океанографы ВМС приступили к поиску, сбросили десятки батитермографов и провели множество замеров глубины. Вскоре течение было найдено, но лишь много позже, когда изучили все данные, удалось восстановить происшедшее. К юго-востоку от критического района течение проходило вблизи небольшого подводного хребта. Главный поток Гольфстрима обошел его справа (с востока), а небольшая струя свернула от хребта влево. Поскольку мы шли вдоль левой окраины Гольфстрима, нас и захватила ветвь, которая затем вовсе отделилась от главного потока. Мы отклонились всего на 55 километров.

Словом, наша экспедиция ярко подтвердила зависимость течений от геологии дна. Проследив наш маршрут на батиметрической карте, легко убедиться, как сильно влияет на течение характер дна. Возможно, что Гольфстрим, увлекая нас на юго-восток между двадцать первым и двадцать седьмым днем экспедиции, попросту огибал горы Келвин, которые всего на 200 метров не доходят до поверхности. На двадцать седьмой день мы снова пошли прямо на север, очевидно потому, что течению надо было пройти между горами Келвин и Пабло — вторым важным подводным массивом в этом районе. Тут материала хватит на целую научную работу.

Внутренние волны

Это явление известно и изучается давно. Предложено несколько объяснений. Вероятно, нельзя рассматривать море как однородную среду; мы имеем дело с чередованием слоев разной плотности. Каждый такой слой можно рассматривать как поверхность моря или участка моря; подобно истинной поверхности она может быть гладкой или неровной. Это явление существует и в атмосфере. Понятно, на границе между водным бассейном и атмосферой оно выражено ярче. Работая на батискафе, я уже встречал внутренние волны, но стабильность мезоскафа делала его идеальной площадкой для изучения этого феномена. Никогда прежде я не наблюдал внутренних волн такой амплитуды. Анализ соотношения между плотностью воды и ее температурой, с одной стороны, и амплитудой и частотой волн — с другой, несомненно, поможет океанографам получить новую, более точную информацию об этом предмете, который обычно с трудом поддается наблюдению.

ВАСП

Одним из наших основных океанографических приборов был так называемый ВАСП (сокращенное английское название специального анализатора воды), который автоматически каждые две секунды регистрировал температуру воды, соленость, скорость звука в воде для данной точки и глубину мезоскафа. Теоретически за тридцать с половиной дней это устройство обеспечивало около четырех миллионов океанографических измерений, являющихся функцией глубины и времени суток. (На самом деле следует вычесть небольшой процент на время, необходимое для смены магнитной ленты, и на дефекты самой ленты.) Собранные данные обрабатываются вычислительной машиной, которая выдает желаемые кривые, характеризующие, в частности, динамику температур в зависимости от глубины, скорость звука в зависимости от солености, от глубины и от температуры.

Проникновение света в толщу воды

Вся жизнь в океане зависит от фитопланктона, а он существует всецело за счет солнечного света, проникающего в верхние слои водной толщи. Вот почему свет играет важнейшую роль при изучении продуктивности моря и возможных колебаний этой продуктивности. Еще в 1957 году на борту «Триеста» с участием профессора Нильса Ерлова мы замеряли проникновение голубого излучения (0,481 микрона) около Капри, где вода особенно прозрачна. В измерителе подводной освещенности «Бена Франклина» был установлен фотоумножитель высокой чувствительности. Показания этого прибора после их обработки вычислительной машиной позволят судить о степени освещенности и распространении света в воде на огромных исследованных площадях. Снова мы видим преимущества долгого дрейфа перед единичными местными замерами: ошибки измерения и местные отклонения уже не играют такой роли, получаются надежные средние данные для всего района.

Выше говорилось, что на глубине 600 метров мы еще улавливали невооруженным глазом какое-то количество дневного света, хотя его интенсивность составляла миллиардные доли поверхностного.

Измерения гравитации

Хорошо известно, какое значение геологи придают измерениям земного тяготения. На суше такие измерения можно производить с достаточной точностью почти повсеместно, но ведь больше трех четвертей земного шара покрыто океаном, а измерения с поверхности — дело чрезвычайно сложное. Правда, есть надежно стабилизируемые устройства, которые при известных условиях позволяют и на море измерять гравитацию, однако стабильность мезоскафа, естественно, особенно располагала к тому, чтобы провести такие замеры в открытом океане. Между первой и второй мировыми войнами много измерений произвел на обычной подводной лодке профессор Венинг Мейнерс, но он встречался с большими трудностями, потому что такая лодка для стабилизации по глубине должна прибегать к двигателям или насосам и возникает вибрация, мешающая точно измерять гравитацию. На «Триесте» в 1957 году вместе с профессором Стефано Дичеглие мы получили всего один точный замер (прибором Уордена), когда батискаф покоился на грунте.

На «Бене Франклине» мы рассчитывали производить замеры гравитации по нескольку часов, даже по нескольку суток кряду. Мезоскаф и впрямь оказался исключительно подходящим аппаратом для таких измерений. За время дрейфа мы в тридцати случаях включали гравиметр на один-два часа, что дало радиус охвата 90 километров. Никаких особых гравиметрических аномалий не отмечено, и самописцы смогли фиксировать даже эффект влияния внутренних волн.

Измерение магнитного поля Земли

Не менее важны для геолога аномалии магнитного поля. Между прочим, именно измерение таких аномалий с применением вычислительной машины позволило несколько лет назад открыть много этрусских погребений к северу от Рима.

В нашей экспедиции работал протонный магнитометр на шестидесятиметровом шнуре, укрепленном на мостике. Прибор был подвешен к стеклянному поплавку достаточно далеко от стального корпуса мезоскафа, чтобы исключить действие его остаточного магнетизма. К сожалению, наш прибор, хотя и хорошо показал себя в предварительных погружениях, быстро вышел из строя. Он проработал всего два часа на дистанции 7–8 километров.

Фотографии дна

ВМС оснастили также мезоскаф 35-мм и 70-мм автоматическими стереокамерами. Они помещались снаружи, а управлялись изнутри. Понятно, камеры были спарены с электронными вспышками. Всего было сделано 848 снимков дна в пяти местах, где мезоскаф за время дрейфа спускался на грунт. Анализ этих фотографий вместе с другими данными позволяет точно определить скорость дрейфа «Бена Франклина» в указанных случаях. Он позволяет также проследить детали донного покрова.

Акустические измерения

Пожалуй, акустическая часть нашего снаряжения была наиболее сильной. Снаружи мезоскафа помещалось шестнадцать различных акустических приборов. Четыре — приемопередатчики четырех телефонов; два — приемопередатчики фатометров; три — в системе слежения и пеленгации; два прибора обеспечивали безопасность подводной навигации, предупреждая нас о препятствиях; наконец, пять приборов предназначались исключительно для акустических измерений — обнаружение и запись звуков в море (естественных и искусственных), установление источников подводного эха (например, от глубинных рассеивающих слоев), исследование характера грунта и подстилающих пород. Сейчас еще рано говорить о точных данных, но во всяком случае наш сонар прощупал 5,5 километра морского дна; кроме того, 1100 взрывов, произведенных «Линчем» и «Приватиром», были зарегистрированы и анализированы «Беном Франклином».

Записи на магнитолентах можно просмотреть на осциллоскопе, делая фотографии с его экрана. На этих снимках, как правило, отчетливо видно ударную волну, за которой тотчас следует мощная «аномалия», вызванная пузырьками воздуха и газа от взрыва. Хорошо видно отраженное дном эхо, причем оно зависит от характера поверхностных отложений и подстилающих глубинных слоев земной коры. Когда звуковые волны возвращаются к поверхности, она опять-таки дает видимое эхо, а если они на своем пути пересекли зону дисперсии (глубинный рассеивающий слой), то и эта зона четко просматривается. В нашем дрейфе не было обнаружено ярко выраженных глубинных рассеивающих слоев, но последующий анализ фотографий позволил выделить один, правда не очень значительный. Знай мы об этом своевременно, мы более тщательно рассмотрели бы его. Этот слой находился примерно посередине между дном и поверхностью.

Характер грунта тоже был предметом акустического изучения. По виду эхограммы можно в какой-то мере судить о строении океанского дна, поэтому Кен Хэг тщательно измерял поглощение акустической энергии грунтом. В нескольких метрах над дном подводная лодка регистрирует ударную волну, затем и отраженную энергию, когда волна возвращается к поверхности. Разность этих двух величин дает нам величину энергии, поглощенной грунтом. Естественно, степень поглощения неодинакова для песчаного, илистого и скального грунта.

Ловушка для живого планктона

В главе 54 я рассказал, как мы этой ловушкой поймали сальпу. В данном случае сальпа специально не изучалась, ловушка использовалась чисто экспериментально. Ее нетрудно усовершенствовать, и она, несомненно, себя оправдает.

Измерения хлорофилла и минерального состава воды

Уолтер Иген из «Граммена» разработал описанный выше прибор для этих измерений. Были сделаны сотни замеров на разных глубинах, получена надежная и точная информация, при этом сколько-нибудь заметных аномалий не зарегистрировано.

Программа НАСА

Нетрудно понять, почему НАСА так живо заинтересовалось «Беном Франклином» и экспедицией «Гольфстрим». В полете на Марс, даже «просто» на космических лабораториях, вращающихся вокруг Земли несколько месяцев или лет, возникнут проблемы, похожие на те, с которыми столкнулись мы, готовя нашу экспедицию. Поэтому НАСА разработало подробную программу своего участия. Группа НАСА вместе с «Грамменом» подготовила серию исследований; здесь мы рассмотрим основные итоги по каждому из них.

Сон

НАСА разработало чрезвычайно легкий и сравнительно удобный шлем, который позволяет укреплять на голове губчатые электроды, даже когда человек спит. В итоге можно получить в магнитозаписи непрерывную энцефалограмму. Регистрируя мозговое излучение, записи дают возможность следить за движениями глаз, за разными стадиями сна и даже за сновидениями. Специалисты выделяют шесть стадий в состоянии спящего: нулевая стадия — бодрствование; стадии 1–4 — все более глубокий сон; стадия 5 — сновидения. Когда человек бодрствует, излучение нерегулярное, с малой амплитудой и сравнительно высокой частотой; на стадии 4 амплитуда велика, а частота намного ниже. Легко определить, если испытуемый перед сном читал книгу, а при более пристальном рассмотрении записи можно даже узнать, какая это была книга, потому что график отражает движение глаз по строчкам и абзацам. Один из членов экспедиции каждую третью ночь надевал шлем такой конструкции. Вот некоторые из полученных результатов.

В среднем, притом независимо от количества часов, проведенных на койке, испытуемый вплоть до двадцать первого дня спал все больше и больше (от пяти до девяти с половиной часов), а затем до конца экспедиции все меньше и меньше (от девяти с половиной часов до шести с половиной).

До десятого дня он засыпал быстро, в среднем за семь-восемь минут, притом быстрее, чем в любой из дней, предшествовавших старту. Начиная с четырнадцатого дня он засыпал уже медленнее, на двадцать третий день — через час и десять минут.

В первые три дня стадия 4 — глубокий сон — достигалась быстрее, чем перед стартом. Начиная с пятого дня становилось все труднее достичь этой стадии. На семнадцатый день ему потребовалось для этого семь часов. Дальше сон постепенно улучшался, но все же уходило больше часа на то, чтобы достичь стадии 4.

Сновидений во второй половине дрейфа было больше, чем в первой.

В одну из последних ночей на борту испытуемый спал восемь часов, все время переходя от стадии 1 к стадии 3, даже 4 и обратно. Другими словами, сон был плохой, а сам испытуемый этого не подозревал, доложил, что хорошо выспался.

В дополнение к точным измерениям электроэнцефалографом личные записи и ответы на составленные заранее вопросники показывают, что пять членов экипажа засыпали легко, однако на двадцать второй день дрейфа положение изменилось. Правда, потом сон опять наладился и к концу экспедиции достиг нормального уровня.

Шестой участник с трудом засыпал первые две недели, а потом с каждым днем стал засыпать все легче.

Социометрия

В какой мере участники экспедиции расположены к уединению? Или, наоборот, к общению? Стремятся создавать группы из двух человек? Из трех? Предпочитают ли они есть в одиночку или в компании? Есть ли заметные отклонения в этих тенденциях в начале и в конце экспедиции?

В месячном дрейфе это, пожалуй, не играет решающей роли, но может стать очень важным для людей, летящих на космическом корабле год и больше. Нами получены кое-какие данные, но они еще не систематизированы. В частности, предстоит завершить анализ 65 тысяч фотографий, сделанных автоматическими камерами.

Предполагали, что члены экипажа будут есть по двое. Соответственно пайки были упакованы на двоих. И так же были расписаны часы отдыха и вахты.

Одна пара участников до десятого дня чаще всего ела вместе, потом, наоборот, порознь. Члены второй пары предпочитали есть порознь, после первой недели эта тенденция стала не такой выраженной, но снова усилилась под конец дрейфа. Наконец, третья пара чаще всего ела вместе, но со временем возрастала склонность есть порознь. Похоже, что стремление уединиться усиливалось в ходе экспедиции.

Анализ рефлексов

В главе 26 я упоминал о тестах для определения рефлексов. По правде говоря, никаких выдающихся результатов мы не получили. Данные по трем наиболее существенным категориям показывают сперва определенный прогресс, затем некоторый спад с девятого по одиннадцатый день, дальше опять начался подъем, и в последние девять дней дрейфа уровень оставался постоянным. Другие данные говорят об относительной стабильности в первые одиннадцать дней, на двенадцатый день был отмечен «катастрофический» спад, который затем до конца экспедиции постепенно выравнивался. Данные по третьей категории держатся на среднем уровне с регулярными отклонениями в ту и другую сторону.

Поведение и настроение

Психологи пытались также оценивать наше настроение — хорошее и плохое. У одного из членов экипажа настроение в первые пять дней с высшего индекса 2 спустилось до 1, а к концу экспедиции понизилось еще больше. У другого настроение упало с индекса 1 с небольшим в начале дрейфа почти до нуля на тринадцатый день, потом медленно поднялось до 0,5. Третий постепенно съехал с индекса 2 на индекс 1. Настроение двух других участников почти все время держалось на одном уровне (1 и 1,5). Для шестого участника данных нет.

Что бы ни говорили эти цифры, к которым, на мой взгляд, стоит относиться осторожно, на самом деле с первого до последнего дня экспедиции на борту почти все время царило хорошее настроение. Вместе с тем интересно отметить, что в среднем число совместных трапез поначалу уменьшалось, а потом стало увеличиваться и достигло максимума к тринадцатому дню — как раз когда упал до минимума индекс настроения. Кстати, электронные приборы показали, что и уровень рефлексов был выше всего на тринадцатый день. Следствие обособления? Самозащиты?

Знакомясь с дневниками членов экспедиции, видишь, что в четырнадцати (из двадцати трех) записей на эту тему сказано «чувствую себя хорошо», в девяти — «удовлетворительно» или «сносно».

Технический надзор

Подразумевается надзор, уход за оборудованием и ремонт. Контроль на борту производился по пятидесяти четырем пунктам: снятие показаний вольтметров, проверка кабельных и других вводов, проверка давления воздуха, состояния воды и так далее. Двадцать шесть пунктов были предусмотрены, двадцать восемь вовсе не предусматривались, а возникли в связи с ремонтом электрооборудования и дезинфекцией.

Всего было выполнено 1355 операций, в среднем 43 в день.

На них ежедневно уходило от 14 до 20 процентов наличной физической энергии. 1312 операций относились к разряду предусмотренных и быстро стали привычными, 45 не предусматривались, а между тем от надлежащего их выполнения во многом зависел успех экспедиции. К тому же 96 процентов непредусмотренных операций по уходу и ремонту выполнялись двумя членами экипажа, поэтому их вклад в функционирование «Бена Франклина» заслуживает особой оценки.

Приведенные цифры показывают, как важно в такой экспедиции иметь на борту «мастера на все руки» и полный набор инструментов.

Обитаемость

Понятие «обитаемость» включает точные данные по уже затронутым вопросам (температура, питание), а также психологические факторы, значение которых «Граммен» и НАСА определяли по своим критериям. В частности, учитывалось количество «жалоб», внесенных членами экипажа в судовой журнал и в ежедневно заполняемые вопросники.

Среди жалоб следует различать сделанные по своему почину и в ответ на вопросы. По содержанию жалобы можно собрать в двенадцать групп, которые представлены и в ответах (десять), и в жалобах по своему почину (две). По пяти пунктам вопросников жалобы были развернуты добровольным комментарием.

Претензии, служащие ответом на конкретные вопросы, разделяются таким образом:

Количество Содержание

42 сообщение с поверхностью и берегом

25 питание

24 сидения в «кают-компании»

23 одежда

20 стол в «кают-компании»

20 постель

22 температура внутри мезоскафа

19 доступность нужного снаряжения

15 горячая вода (недостаточно горяча)

12 тесная «кухня»

Жалобы по своему почину:

Количество Содержание

14 сообщение с поверхностью

3 питание

2 одежда

2 постель

5 температура

5 организация нашей программы

4 шум

Динамика претензий в ответ на вопросы:

К питанию: 3 претензии — на восьмой день, по 4 — на пятнадцатый и двадцать четвертый день, 5— на двадцать девятый день.

К одежде: 2 — на восьмой день, 4 — на пятнадцатый день, по 5 — на двадцать второй, двадцать четвертый и двадцать девятый день.

К постели: 4 — на восьмой день, по 3 — на пятнадцатый, двадцать второй и двадцать четвертый день, 4 — на двадцать девятый день.

К тесноте и возможностям для уединения: 1 — на восьмой день, 4 — на пятнадцатый день, 1 — на двадцать второй день, 2 — на двадцать четвертый день, 3 — на двадцать девятый день.

По-моему, эти цифры трудно истолковать объективно. В среднем количество жалоб со временем возрастало, не считая некоторых исключений. Но так как речь идет в основном об ответах на вопросы, очевидно, что форма вопроса сильно влияла на ответы.

Микробиология на борту

Здесь речь уже пойдет о совсем другой области, которая допускает любую желаемую степень точности. Количество бацилл и микробов, их род и динамика — для всего этого есть проверенные критерии, известны трудности и опасности и нет психологической и психической проблемы интерпретации, допускающей разные толкования.

НАСА особенно интересовалось вопросом микробиологии по вполне понятным причинам: что ждет экипаж космического корабля в полете? Как быть в случае эпидемии? Программа одного из полетов в район Марса рассчитана примерно на четыреста дней. Если на полпути, то есть около Марса, на борту возникнет серьезная эпидемия, экипажу придется «терпеть» по меньшей мере полгода до возвращения на Землю. Ради выяснения таких вопросов для НАСА был полный смысл финансировать не только экспедицию «Гольфстрим», но и само строительство мезоскафа, даже если бы «Граммен» не взял это на себя.

Было выделено пять основных объектов контроля: человек, среда, питьевая вода, пища и одежда.

Человек. Каждые три дня брались пробы с семи различных участков тела. Обнаружено и опознано тринадцать видов микроорганизмов; культивировано 943 колонии. Наблюдалось сокращение флоры во времени — иначе говоря, уменьшение числа видов. Для всего тела — с 14 видов во время первой проверки (в первый день дрейфа) до 11 видов на двадцать восьмой день; для ушей и носоглотки — с 9 в первый день до 8 на двадцать восьмой день. Правда, эволюция нерегулярная, с частыми скачками, но общая тенденция все же очевидна.

Другая явная тенденция — сокращение числа так называемых грамположительных организмов и почти такое же увеличение числа грамотрицательных.[85] До начала экспедиции и после нее обе категории развивались относительно пропорционально. Следует добавить, что применявшиеся гермициды действовали на них по-разному. В частности, гермицидное мыло, непосредственно воздействующее на кожу, почти не влияло на слизь носоглотки. Для более продолжительных экспедиций микробиологам стоит подумать о намеренном внесении в среду грамположительных микроорганизмов, чтобы «поддерживать баланс».

Назову бактерии, представляющие интерес с медицинской точки зрения: Staphylococcus beta hemolytic aureus. — Один член экипажа весь дрейф был заражен этим микробом, но другим постоянное заражение не передалось. Streptococcus beta hemolytic. — Обнаружен у пяти членов экипажа, тех самых, которые в начале дрейфа страдали насморком. Шестой не заразился, зато у него была колония Streptococcus alba. Bacterium anitratum. — Обнаружена в воздухе на пятый день дрейфа, хотя, вероятно, развилась еще раньше на коже членов экипажа. До экспедиции этот микроорганизм не был у нас обнаружен, зато к четырнадцатому дню дрейфа широко распространился, однако заметных неудобств не причинял. Pseudomonas. — В больницах считается опасным, даже опаснее, чем Staphylococcus aureus. Обнаружен на нескольких участниках дрейфа до старта и быстро распространился по всему мезоскафу, в питьевой воде, на посуде, на теле членов экипажа. Не причинял никакого явного вреда, однако представлял серьезную потенциальную опасность, которая могла стать актуальной, например, при открытых ранениях. Proteus. — Патогенный организм, воздействующий, в частности, на кожу. В нашем случае был перенесен с одного из членов экипажа на стенки душевой, а оттуда — на всех прочих участников.

Предварительные результаты позволяют сделать два существенных вывода: во-первых, за тридцать дней экипаж перенес различные микробиологические «атаки»; во-вторых, единая среда за тридцать дней не смогла полностью унифицировать флору на шести членах экипажа, у каждого из них сохранились свои микробиологические характеристики.

Среда. Пятнадцать участков помещения подвергались регулярному контролю: пол носовой полусферы, пол камбуза, обе стенки носовой полусферы, важнейшие столы и так далее.

Перед стартом внутри мезоскафа были произведены тщательная уборка и частичная дезинфекция. Во время плавания ежедневно дезинфицировались столы и, конечно же, раковина на камбузе. Кроме того, на седьмой, четырнадцатый и двадцать первый день экспедиции все жилые отсеки подвергались тщательной уборке и дезинфекции.

Столы и гладкие поверхности поддерживались в удовлетворительном состоянии. Пробы показывают, что на старте приходилось на квадратный дюйм примерно по 10 колоний; за первые пятнадцать дней эта цифра заметно понизилась, потом стала медленно расти и в последние дни совсем стабилизировалась на уровне 10.

Гораздо сильнее вариация для внутренних стен мезоскафа. Ноль на старте, 20 колоний на квадратный дюйм на пятый день, 7–8 — на восьмой день, 70 — на одиннадцатый день, 10–12 — на четырнадцатый, опять 70 — на семнадцатый день. На двадцать первый — практически ничего, и снова прирост на двадцать седьмой день.

Естественно, больше всего колоний на единицу площади развивалось на полу. На старте —12 колоний на квадратный дюйм, на семнадцатый день —170, затем некоторое уменьшение и опять прирост — до 200 колоний на квадратный дюйм на двадцать четвертый день. Под конец экспедиции средняя цифра снова понизилась: около 110 колоний на двадцать седьмой день.

В данном случае речь шла преимущественно о грамположительных бактериях, но число грамотрицательных тоже возросло. Особо следует упомянуть Aero-bacters, Proteus и Pseudomonas.

Было определено двенадцать видов, «культивировано» 250 колоний.

Здесь тоже можно сделать два существенных вывода. Во-первых, по ходу экспедиции микрофлора среды и микрофлора на людях становились все более схожими. Во-вторых, систематические уборки снижали бактериологический уровень, но вскоре после дезинфекции он опять возрастал.

Питьевая вода. О положении с питьевой водой уже говорилось в тексте. Холодная вода, подвергнутая дезинфекции, с пятого дня превратилась в питательный бульон для двенадцати видов бактерий, в том числе для грозной Pseudomonas и даже для некоторых колиморфных бацилл.[86] В принципе холодная вода была обработана так же, как в построенном «Грамменом» лунном модуле, но материал и системы на модуле не те, что на «Бене Франклине». Далее, мы не поддерживали содержание йода в воде на уровне 7,5 миллионных, так что эта цифра довольно быстро упала до нуля; тем не менее вода сохраняла неприятный привкус.

Очевидно, для новой продолжительной экспедиции нужно заново рассмотреть проблему воды. Похоже, наилучший результат дает стерилизация подогревом. Хлорирование или йодирование, делающее воду совсем асептической, придает ей неприятный вкус. А когда большую часть пищи приходится «восстанавливать» водой, вопрос ее вкуса приобретает особенно большое значение.

Перед стартом, во время дрейфа и после экспедиции, смотря по обстоятельствам, на борту проводились и другие биологические тесты. Предметом пристального наблюдения были одежда и пища; были приняты особые меры для изоляции постельного и прочего белья — его помещали в герметичные пластиковые мешки с дезинфицирующими веществами.

В целом результат профилактики можно признать удовлетворительным, поскольку на борту не отмечено никаких серьезных болезней. Почти все переболели насморком, но он продлился всего сорок восемь часов.

Вместе с тем получено достаточно данных о поведении бактерий в мезоскафе, чтобы понять, что новой экспедиции такого рода должно предшествовать дополнительное тщательное исследование со строжайшими мерами предосторожности. Особенно если экспедиция будет рассчитана на более долгий срок.