Человек под водой
Стоял замечательный июльский вечер 1926 года. За стеной Новороссийского каботажного порта звучала мелодия вальса. На танцевальной площадке кружились пары. Молодежь веселилась после трудового дня. Несколько старых моряков, пыхтя трубочками, сидели на стенке мола.
В разгар веселья на каменных ступенях лестницы, спускавшейся прямо в море, появилось раздутое зеленое чудище в медном шлеме. Тяжело ступая пудовыми башмаками и волоча за собою длинный шланг, чудище подошло к одной из девушек, неуклюже поклонилось ей, покружилось с опешившей партнершей, снова неуклюже поклонилось и, с трудом сойдя по каменным ступеням, скрылось в морской пучине. Только пузыри забулькали там, где скрылся в воде таинственный и странный танцор...
Морское чудище было самым обыкновенным водолазом. Никто в разгаре веселья не заметил, откуда он появился. Только старички, хитро перемигнувшись, пуще прежнего задымили носогрейками. Морякам со стенки мола был хорошо виден стоявший неподалеку водолазный бот. На его палубе качальщики вращали колеса помпы, подавая воздух своему товарищу, решившему озорно подшутить над танцующими.
Человек — не рыба и жить в воде не может. Спуститься надолго под воду без специального снаряжения невозможно. Поэтому танцор, столь неожиданно вылезший из воды, напоминал нелепое зеленое чудище: ведь он был одет в особый водолазный костюм.
Без воздуха длительный спуск под воду и работа на глубине остались бы мечтой. Чтобы нырнуть под воду на короткое время, не требуется никакого специального костюма или снаряжения. Ведь ныряют же охотники за жемчугом или ловцы губок на морское дно без всяких приборов. Натренированный ловец жемчуга способен пробыть на дне моря несколько минут. Но совсем другое дело — спуститься под воду надолго и работать там, например, при спасении и подъеме затонувшего корабля. В этих случаях требуется специальное водолазное снаряжение.
К услугам современного водолаза имеются два вида костюмов. Один из них «сшит» из прорезиненной ткани. Это легкий водолазный скафандр. С его помощью удалось спуститься на 180 метров.
Однако мягкие скафандры не могут противостоять давлению воды: оно тем больше, чем глубже погружается водолаз,— ведь с погружением на каждые 10 метров давление увеличивается на одну атмосферу. Значит, на большой глубине мягкий скафандр не может защитить человека от давления воды. Оно передается организму. Грудная клетка сдавливается, дышать на большой глубине воздухом нормального давления невозможно. Следовательно, водолазу необходимо подавать воздух, сжатый до определенной величины. До какой же? Очевидно, его надо сжать так, чтобы он мог уравновесить давление воды на данной глубине погружения.
Но когда начались первые глубоководные спуски, водолазы стали заболевать каким-то непонятным тяжким недугом. В чем же дело?
Известны существа, живущие на громадных глубинах. Так, рыба макрурус привыкла жить на глубине 300 метров. Морская щука забралась еще глубже — на 600— 900 метров. Раненый кит, стремясь уйти от преследования, порой ныряет на 750—1000 метров. Наконец, науке известны морские животные, благополучно обитающие даже на 11-километровой глубине!
Но как ведут себя на большой глубине «сухопутные» животные?
Ученый Поль Бэр поместил в герметически закрытый сосуд — так называемую барокамеру — собаку и голубя и стал нагнетать туда воздух. Сквозь толстое стекло ученый следил за поведением подопытных существ. Вот стрелка манометра, пульсируя, остановилась у цифры «8». Собака и голубь преспокойно сидели в барокамере. При давлении в 10 атмосфер они начали сильно метаться, а при 17 атмосферах погибли.
Эти опыты убедили ученого, что сильно сжатый воздух действует пагубно на организм птицы и собаки. А как будет вести себя в подобных условиях человек? Как его организм станет отзываться на действие сжатого воздуха? Чтобы ответить на этот вопрос, требовался опыт, а не только расчет. Опыт над людьми. Без этого покорение морских глубин было бы невозможно. Тем более, что спуски водолазов на дно морей все чаще и чаще заканчивались трагически.
В 1915 году на глубине 60 метров затонула американская подводная лодка. Водолаз, спущенный для обследования погибшего корабля, запутался в снастях. Как ни бился он, стараясь высвободиться, сколько ни дергал сигнальный линь — все было напрасно. Море крепко держало своего пленника. Целых три часа провисел водолаз в морской бездне, пока ему, наконец, удалось распутать трос. Водолаза немедленно подняли наверх, но через несколько минут он заболел сильнейшим воспалением легких и едва выжил.
Прошло два года. В Англии под воду спустился молодой, здоровый водолаз. Он должен был найти на глубине 50 метров мину заграждения. Пробыв на дне всего сорок минут, водолаз через девять минут после подъема на поверхность почувствовал себя плохо, а спустя еще семь минут скончался. В акте медицинского вскрытия говорилось: «.. .в сердце, печени, селезенке и вообще венозной системе оказались большие количества воздуха».
Вот в чем дело! Сжатый воздух, которым дышал на глубине водолаз, выступал в подобных случаях как убийца или как виновник тяжких заболеваний.
Немецкий инженер Штельцнер и водолазный инструктор забрались в барокамеру, чтобы проверить на себе действие сжатого воздуха. Давление в барокамере подняли до 8 атмосфер, а это все равно, что спуститься на глубину 80 метров. На этой «глубине» Штельцнер и его товарищ пробыли всего десять минут. Находясь в барокамере, Штельцнер для опыта попробовал закурить папиросу. И что же? Не успел он сделать и двух затяжек, как от папиросы след простыл — так сильно действовал кислород: бумага моментально сгорела, а табак остался почти нетронутым.
Дышалось в барокамере с трудом; носом дышать было невозможно. Приходилось дышать широко раскрытым ртом, чтобы втянуть в легкие густой воздух. Попробовали заговорить — речь была гнусавой, шепелявой, понять друг друга они не смогли. Штельцнер попытался свистнуть — ничего из этой затеи не получилось: легкие не могли преодолеть давления воздуха. Товарищ Штельцнера уронил носовой платок. Кусок ткани долго парил в сгущенном воздухе, пока лениво не опустился на пол барокамеры.
Наконец, Штельцнер дал сигнал. Давление в барокамере стало быстро падать. Но выйти из нее люди не могли: появились резкие, стреляющие боли в суставах и в груди. Пришлось срочно «нырять» опять на глубину — поднимать давление в барокамере. Только медленное, постепенное снижение давления позволило Штельцнеру и его товарищу благополучно покинуть «глубины моря».
Всего десять минут пробыли они в барокамере, но долгих десять часов пришлось «выдерживать» людей, пока не удалось полностью устранить пагубное действие сжатого воздуха на организм.
Лишь после долгих поисков, исследований и рискованных опытов, подобных описанному, удалось выяснить, что в крови и в других тканях человеческого организма под давлением на большой глубине растворяется азот воздуха, и чем больше давление, тем больше растворяется в крови этого газа. Людей с больших глубин приходится поднимать медленно, чтобы дать возможность азоту, растворившемуся в крови, постепенно выйти из нее. В противном случае, при быстром подъеме азот выделится быстро в виде пузырьков и может полностью или частично закупорить жизненно важные сосуды. Эта болезнь получила название кессонной. Впервые ее наблюдал русский врач Гомель в 1820 году у рабочих, которые долгое время пробыли в атмосфере сжатого воздуха в кессонах — такие специальные камеры устраивались при сооружении мостов. Быстро выходя на поверхность, рабочие заболевали.
Когда установили причину этого опасного заболевания, нашли и меры борьбы с ним. Один из способов — создание искусственной атмосферы для дыхания водолазов. Американские исследователи Джоан Мембери и Эдвина Линка составили искусственную атмосферу из смеси газов кислорода и гелия. В такой искусственной среде, как полагают эти исследователи, человек сможет работать и спокойно дышать при давлении 92 атмосферы! Смесь, по сообщениям журнала «Сайенс», состоит из 25 процентов гелия и 75 процентов кислорода. В искусственной атмосфере жили мыши, причем давление доводилось до 40, а потом и до 92 атмосфер; с животными ничего не случилось. Правда, и тут применили ступенчатое снижение давления — каждые пять минут на 2 атмосферы.
Теперь помпы нагнетают водолазам кислородно-гелиевый «воздух». Но почему именно гелий? Потому что он гораздо скорее выходит из тканей организма. Точно знают теперь и правила спуска на большие глубины. Угроза кессонной болезни сведена на нет. Сжатый воздух превратили из недруга в помощника подводных мастеров, и завоевание морских глубин двинулось вперед семимильными шагами *.
.. .На место аварии судна прибыла водолазная партия. Матрос надевает шерстяное белье, а затем товарищи помогают ему облачиться в плотный комбинезон из прорезиненной ткани. В верхней части резиновой рубахи имеется медный нагрудник, так называемая манишка. На голову водолазу надевают круглый медный шлем со смотровым стеклом. Шлем наглухо привинчивают болтами к манишке. На спину и грудь навешивают свинцовые грузы, а ноги обувают в башмаки со свинцовыми галошами.
Вес водолаза в таком снаряжении составляет 160 килограммов. Но в воде он весит всего лишь 10 килограммов: согласно закону Архимеда, водолаз теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода.
Водолаза опоясывают прочным канатом. К шлему прикрепляют резиновый кабель телефона и шланг. Все готово — можно спускаться. Пущена в ход воздушная помпа. Водолаз сначала по лесенке, а потом на тросе начал опускаться под воду. Тысячи пузырьков стаей взлетели на поверхность моря.
Этот костюм и есть мягкий водолазный скафандр. Но есть и другая одежда водолазов — жесткий скафандр. Он сшит из толстой стали. Она надежно защищает водолаза от губительного давления воды. Человеку, облаченному в такой костюм, не приходится дышать сжатым воздухом. По шлангу ему подают с поверхности воздух при нормальном давлении. Но у жесткого скафандра имеются свои крупные недостатки: он делает водолаза малоповоротливым, неуклюжим. Работать приходится с помощью особых клешней, высовывающихся из стального цилиндра. Это сильно стесняет действия водолаза. Кроме того, на большой глубине давление воды заклинивает гибкие сочленения «рук» и «ног» аппарата, что порой вообще приостанавливает работу водолаза. Именно поэтому наибольшая глубина, которой удалось достигнуть в жестком скафандре (и на которой водолаз еще мог сносно работать), не превышает 200—250 метров.
Многие из вас, возможно, видели замечательный советский фильм «В Тихом океане», французский широкоэкранный кинофильм «Мир без солнца» и итальянский— «Голубой континент». Все они показывают, как человеку удалось превратиться в рыбу. На голове у пловца прозрачный шлем-маска, а на ногах резиновые ласты вроде рыбьих хвостов. Человек свободно ныряет на дно, разгуливает там будто у себя дома, даже дразнит осьминогов и акул...
Чем же дышит человек-рыба?
Конечно, не жабрами, их у него нет. Ныряльщик дышит при помощи прибора акваланга (по-латыни — «подводные легкие»). За спиной у пловца прикреплены стальные баллоны.
В них заблаговременно накачивают сжатый воздух. На лицо надевают легкую маску. К ней от баллонов идет гибкий резиновый шланг. Негодный для дыхания воздух пловец выпускает через особый клапан.
В декабре 1962 года швейцарец Ганс Келлер спустился с аквалангом на рекордную глубину 302 метра! Обычно же аквалангисты погружаются до глубины 20—30 метров. Запаса сжатого воздуха хватает на 30—40 минут пребывания на предельной глубине.
Борьба за глубины увенчалась полным успехом лишь с появлением гидростатов и батискафов — этих кораблей океанских глубин. 23 января 1960 года в 13 час. 06 мин. батискаф «Триест» с Жаком Пикаром и Доном Уоллшем на борту достиг дна Марианской впадины в Тихом океане. Глубина погружения составила 10 919 метров — почти одиннадцать километров воды над головой! В этой океанской пучине целиком спрячется высочайшая горная вершина земного шара Эверест, да еще над снежной шапкой горного исполина останется добрых два километра воды!..