В подводном царстве

Человек живет на суше - участке пространства, окруженном двумя океанами - воздушным и водным. Чтобы проникнуть в них, он прибегает к одному и тому же способу - созданию искусственного «микропространства». Первым из людей, побывавшим в недрах водного океана, был швейцарский физик О. Пикар; в 1953 году у побережья Италии в батискафе - глубоководном автономном (самоходном) аппарате для океанографических и других исследований - своей конструкции он опустился iu глубину свыше трех километров, отпраздновав таким необычным способом свое семидесятилетие.

Любопытно, что тот же О. Пикар первым в мире вырвался из земной атмосферы; в 1931 году в гондоле стратостата он поднялся на высоту свыше 16 километров. Этот его рекорд продержался недолго. В 1933 году он был побит советскими стратонавтами Г. Прокофьевым, К. Годуновым и Э. Бирнбаумом, поднявшимися на стратостате «СССР-1» на высоту около 20 километров. После первых погружений О. Пикар вместе с сыном Жаком приступили к постройке глубоководного обитаемого аппарата «Триест». Главной целью при этом ставилось добиться максимальной глубины погружения. 23 января 1960 года «Триест» с Ж. Пикаром и Доном Волшем на борту установил абсолютный рекорд глубины погружения, достигнув дна Марианской впадины - глубокого желоба в Тихом океане - с отметкой 10912 метров.

Однако если глубоководные корабли не оснастить средствами активного взаимодействия со средой, то человек в глубинах океана останется в роли пассивного наблюдателя.

Это было ясно самим Пикарам. Поэтому после первого же погружения «Триеста» началась работа по оснащению его манипулятором - к тому времени в атомной промышленности уже был накоплен большой опыт в области создания таких систем.

В 1961 году, за год до смерти О. Пикара, «Триест» стал первым глубоководным аппаратом, оснащенным механической рукой. Когда в 1963 году в Атлантическом океане погибла американская подводная лодка «Трэшер», вместе с другими спасательными средствами в район ее гибели был доставлен и «Триест», и именно он нашел, взял своей рукой и поднял на поверхность кусок трубы с «Трэшера», значительно сузив, таким образом, район поисков.

С тех пор прошло меньше 15 лет, но уже сегодня в океанских глубинах работают десятки обитаемых глубоководных аппаратов, и, наверное, не один десяток новых разрабатывается в лабораториях и конструкторских бюро. Эти корабли вооружают механическими руками - одной, двумя, четырьмя - в зависимости от назначения: они делают то, о чем и не мечтал капитан «Наутилуса».

Может быть, пока еще рано считать, что в этой области уже началась «цепная реакция», подобная той, что идет в атомной промышленности. Но это только пока!

Народонаселение нашей планеты быстро растет. Человечеству нужно жизненное пространство. Не только такое, где люди могут непосредственно жить! Ему нужны пространства, которые бы могли его снабдить всем необходимым, откуда он мог бы черпать естественные богатства, где он мог бы выращивать продукты питания. Подводное царство, безусловно, может служить, а в некоторых случаях уже служит таким пространством. Например, в Японии две трети всей потребности в белковой пище удовлетворяется урожаем, собираемым с океанских «полей».

В подводном царстве

Одна из важнейших областей применения глубоководных обитаемых аппаратов - океанографические исследования: изучение различных свойств океана, сбор образцов и коллекций на его дне и в придонных слоях воды.

Если вспомнить, что Мировой океан покрывает 1/3 земного шара и вмещает 1,5 миллиарда кубических метров воды, то становится ясным гигантский объем исследований, к которым люди пока еще только начинают приступать.

Сети, драги, тралы и другая подобная техника, работающая «на привязи», чрезвычайно полезна; но, пользуясь ею, исследователь все-таки не имеет возможности получить полное представление о рабочей зоне, в которой идут измерения, производится сбор образцов.

Находясь в обитаемом аппарате, человек видит топографию дна, может осмотреть большую поверхность, различить естественные цвета и формы, выбрать объект исследования, оценить его значимость, запомнить положение.

Между сухопутным «Жуком» и глубоководным «Триестом» много общего: они оба дают возможность человеку существовать и работать в условиях и средах, требующих специальной защиты, могут автономно передвигаться, оснащены механическими руками. Другими словами, «Триест» и его «потомки», а их сейчас уже много, - это те же полуроботы, только работающие не на суше, а в воде. Их конструкции разнообразны и определяются их назначением.

Практика многократно свидетельствует, что без обитаемых систем в океанских глубинах обойтись невозможно. Вот еще пример.

В 1976 году вслед за катастрофой «Трэшера» американские летчики «потеряли» у берегов Испании ни много ни мало водородную бомбу! Глубина в этом районе достигает почти километра. Бомбу нашли и извлекли на поверхность с помощью двух различных аппаратов.

На первом этапе, при обнаружении бомбы, был необходим эффект присутствия человека, то есть нужен был обитаемый аппарат. Честь найти водородную бомбу Выпала на долю океанографического аппарата «Элвин». Систематический осмотр дна в предполагаемом районе нахождения бомбы в конце концов привел к успеху. Но работа эта оказалась весьма сложной Экипаж «Элвина», обнаружив бомбу, поднялся, чтобы сообщить об этом, а погрузившись вторично, не нашел ее и вынужден был вновь начать поиск в лабиринте камней, неровностей и наносов.

Наконец положение бомбы было зафиксировано. Но своей одной рукой «Элвин» не мог ни взять ее ни присоединить к ней трос для подъема. И даже если бы размеры захвата позволили ему ухватить бомбу, он все равно не смог бы ее поднять из-за недостаточной грузоподъемности.

Этап поиска благополучно завершился, а чтобы поднять бомбу, пришлось использовать уже не обитаемый, а телеуправляемый полуробот.

За несколько лет до происшествия с бомбой был построен аппарат для подъема с морского дна учебных и экспериментальных торпед и ракет. Он работает «на привязи», оснащен механической рукой - захватом, телекамерой, осветительной аппаратурой. Этот полуробот водоплавающий. Такие свойства придает ему набор баллонов, укрепленных на аппарате и подобранных по весу так, что аппарат в воде находится в положении безразличного равновесия. Автономное его перемещение обеспечивается тремя винтами, получающими вращение от специальных электродвигателей.

Длинный кабель, позволяющий ему опускаться на большие глубины, выполняет множество функций энергетического и информационного характера. По нему передается энергия, необходимая двигателям, телевизионное изображение на пост управления, управляющие сигналы с пульта управления.

Способ работы этого аппарата сводится к следующему. При каждом погружении он нацеливается на взятие совершенно определенного объекта. Его задача состоит только в том, чтобы, найдя объект, выдвинуть необходимым образом захват и замкнуть его на объекте: непосредственно процедурой вытаскивания он не занимается. Захват, замкнувшийся на объекте, остается на нем в виде ошейника и отсоединяется от аппарата. Ошейник соединен с подъемным тросом, уходящим на надводный корабль-матку, обслуживающий аппарат и вытаскивающий схваченный объект.

Ко времени «эпопеи» с водородной бомбой этот аппарат уже успел выудить из морских глубин 37 ракет и торпед. Подъем водородной бомбы увенчал его успехи и послужил толчком к постройке ряда специализированных аппаратов подобного назначения.

Покорение глубин океана связано с необходимостью решать сложные инженерные задачи самого различного характера. Для этого необходим обширный парк самых различных машин, полуроботы обоих кланов - обитаемые и телеуправляемые.

Мы все время подчеркивали то общее, что можно уловить в полуроботах океанских и сухопутных. Но, конечно, имеются и специфические проблемы для тех и других, навязываемые средой их обитания.

Для океанских, например, одна из важнейших проблем связана с техникой погружения. Как быстро и безопасно добраться до нужной глубины? Как добиться, чтобы в процессе погружения и работы на глубинах корабль не терял равновесия? Как согласовать прочность и плавучесть корабля? Как обеспечить удобное положение аппарата по отношению к рабочему объекту?

Сделать это можно по-разному. Уцепиться за объект манипулирования; либо выполнить задание, паря в воде над объектом; либо, наконец, стать непосредственно па дно (есть и такие аппараты). В каком случае какой из этих трех возможных способов предпочтителен?

От успешного решения этих проблем зависит эффективность применения глубоководных полуроботов, их способность быстро и точно двигаться, занимать удобные положения, работать механическими руками.

Про океанское дно люди сегодня знают, вероятно, немногим больше, чем двести лет назад они знали про сушу, про географию материков, про их флору и фауну, про содержимое их недр. Сейчас наступил момент, когда наука и техника уже проникают в океан. Широкое освоение его богатств сопряжено с большими трудностями. Но трудность трудности рознь! Есть трудности, с которыми может справиться только фантаст, точнее, фантазер. А есть трудности, что преодолеваются в ходе Научно-технического прогресса. Трудности освоения океана - трудности именно такого рода. Цепная реакция здесь неизбежна. Роботы будут работать в подводном царстве.