Фото: Фонд перспективных исследований
Недавно российский аппарат «Витязь-Д» погрузился на дно Марианской впадины и зафиксировал глубину 10 028 метров. Таким образом, он стал первым в мире полностью автономным необитаемым подводным аппаратом, достигшим самой глубокой точки Мирового океана.
Анализом водной среды исследователи не ограничились – была проведена фото- и видеосъемка Марианской впадины при помощи уникальной камеры, способной работать на глубине до 12 километров. Разработана она специалистами холдинга «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех.
О том, как исследовали самую глубокую океанскую «вершину» и что нового удалось узнать об этом загадочном месте – в нашем материале.
Глубинная неопределенность
На западе Тихого океана, в 1800 км от Филиппин, находится самое глубокое место на Земле – Марианская впадина. Открытие и первые измерения глубочайшего океанского желоба были проведены в 1875 году с британского корвета «Челленджер». Тогда замер глубины проводился при помощи ручного диплота – прибора, который представляет собой трос с грузом массой около 25 кг. Неудивительно, что показатели не отличались точностью. В отчете были указаны две глубины – 8184 и 8367 метров, но уже по этим цифрам стало понятно, что удалось найти глубочайший океанский желоб на Земле.
Автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д». Фото: Фонд перспективных исследований
Даже развитие техники не помогло определить точную глубину Марианской впадины, в силу непростого рельефа дна. Марианская впадина, как и большинство высоких гор на поверхности Земли, имеет по несколько пиков (в данном случае скорее «обратных пиков») разной глубины.
Впервые дно Марианской впадины было картографировано с более или менее высокой точностью лишь в 2010 году. Тогда это удалось сделать с помощью сверхточного эхолота с разрешением 100 метров. Сегодня согласно официальным данным самая глубокая точка на Земле составляет 10994±40 метров, что дальше от уровня моря, чем вершина горы Эверест. Но покорить эту «вершину» Марианской впадины удалось не сразу.
Хроника покорения океанских «вершин»
Сложно представить, но добраться до дна Марианской впадины почти так же непросто, как и полететь в космос. Поэтому за всю историю лишь несколько аппаратов погружались на дно желоба. Помимо фиксации глубины, каждое погружение рассказывало чуть больше подробностей о загадочном гидрокосмосе.
Интенсивное изучение Марианской впадины началось в середине прошлого столетия. В 1951 году к ее дну направился еще один английский «Челленджер» – на этот раз гидрографическое судно, которое с помощью эхолота зарегистрировало глубину 10 899 метров. Этот «обратный пик» Марианской впадины получил название Бездна Челленджера (Challenger Deep).
В 1957 году советское научно-исследовательское судно «Витязь» с помощью эхолота установило новый рекорд – 11 022 метра. Но позже этот результат назвали сомнительным. Считается, что тогда ученые не учли смену температуры на разных глубинах и не провели необходимый перерасчет показаний приборов.
Научно-исследовательское судно «Витязь» около Музея мирового океана в Калининграде
Три года спустя, 23 января 1960 года, удалось, так сказать, все увидеть своими глазами – состоялось первое погружение человека на дно Марианского желоба. Первыми «гидрокосмонавтами» стали американский лейтенант Дон Уолш и исследователь Жак Пикар. В батискафе Trieste, спроектированном отцом Жака Огюстом Пикаром, они отправились на дно и зафиксировали рекордную глубину – 10 918 метров. Еще более неожиданным фактом стала встреча с обитателями глубоководного мира – плоскими рыбами размером до 30 см. Уолш и Пикар провели на дне около 12 минут, наблюдая через иллюминаторы загадочный мир гидрокосмоса. Никаких особых научных исследований они не проводили, но подтвердили предположение, что на такой глубине возможно существование живых существ.
Вернулись к изучению Марианской впадины не скоро – следующее погружение состоялось только в 1995 году. Ко дну отправился беспилотный японский зонд Kaiko, который зафиксировал глубину 10 911 метра. Результат Trieste он все-таки не побил, но поставил рекорд глубины для беспилотных подводных аппаратов. Кроме этого, Kaiko сфотографировал и заснял на видео ряд организмов, различных креветок и трубчатых червей. Кстати, за всю свою жизнь Kaiko открыл около 350 новых видов живых существ, но судьба его печальна – в мае 2003 года робот пропал во время тайфуна.
Уже в новом столетии, 31 мая 2009 года, на дно Марианской впадины погрузился американский автоматический аппарат Nereus. В общей сложности это стало третьим погружением в Бездну Челленджера и при этом вторым беспилотным. В отличие от японского предшественника, батискаф Nereus получил максимальную степень свободы передвижения – с кораблем его соединял оптоволоконный кабель толщиной всего один миллиметр. Аппарат опустился на глубину 10 902 метра, где в течение 10 часов снимал видео, фотографии и собирал образцы донных отложений.
Путешествие к центру Земли: звездные заплывы
В 2012 году состоялось, пожалуй, самое «звездное» погружение на дно Марианской впадины. В Бездну Челленджера в одиночку направился Джеймс Кэмерон – голливудский режиссер, автор «Терминатора», «Титаника» и «Аватара». Говорят, что идея погружения пришла к нему во время съемок фильма «Бездна».
Батискаф Кэмерона под названием Deepsea Challenger был оснащен в лучших традициях Голливуда – видеокамеры для 3D-съемки, специальное световое оборудование, конструкция из композитных материалов, джойстики для управления. Погружение аппарата длилось 2 часа 37 минут. «Официального дна» он не пробил – достиг глубины 10 898 метров. В Марианской же впадине, как рассказал кинорежиссер, он не видел ни одного живого существа больше 2,5 см. Тем не менее отснятый материал не пропал даром – кадры легли в основу научно-популярного фильма «Джеймс Кэмерон: Путешествие к центру Земли» (2012).
Батискаф Deepsea Challenger. Mark Thiessen / National Geographic
Впрочем, на этом «звездные» заплывы к центру Земли не завершились. Совсем недавно, 7 июня 2020 года, на дно Марианской впадины погрузилась Кэтрин Салливан. И в данном случае гость действительно звездный. Кэтрин Салливан – американский астронавт, первая американка, вышедшая в открытый космос. Таким образом, 7 июня 2020 года она стала первым человеком, побывавшим как в открытом космосе, так и на самом дне океана.
Экспедиция была организована бизнесменом и исследователем Виктором Весково. Год назад он уже совершил несколько одиночных погружений на дно Марианской впадины. Тогда была зафиксирована глубина в 10 927 метров, а во время погружения удалось обнаружить четыре новых вида ракообразных. Но, пожалуй, его самая интересная находка на дне Марианской впадины – пластиковый пакет, что еще раз напомнило человечеству о серьезном загрязнении Мирового океана.
Гидрокосмическая одиссея русского «Витязя»
Этой весной пандемия коронавируса не помешала и российским специалистам отправить очередную экспедицию на дно Марианской впадины. Так, 8 мая 2020 года в самую глубокую точку Мирового океана впервые погрузился автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д». Назван он в честь того самого научно-исследовательского судна «Витязь», который в 1957 году зафиксировал максимальную глубину Марианского желоба.
Комплекс «Витязь-Д» состоит из самого спускаемого аппарата, глубоководной донной станции связи и навигации, а также комплектов корабельного и вспомогательного оборудования. По гидроакустическому каналу подводный аппарат и донная станция поддерживают связь в режиме реального времени с судном-носителем.
Фото: Фонд перспективных исследований
В отличие от японского Kaiko и американского Nereus, российский «Витязь» функционирует полностью автономно. В его системе управления используются элементы искусственного интеллекта, поэтому «Витязь-Д» может самостоятельно обходить препятствия и решать другие интеллектуальные задачи. Таким образом, российский «Витязь-Д» стал первым в мире полностью автономным необитаемым подводным аппаратом, достигшим дна Марианской впадины.
Во время своего первого погружения «Витязь-Д» зафиксировал глубину 10 028 метров. На дне аппарат провел около трех часов, в течение которых он выполнял свою миссию под управлением с борта судна-носителя. Для этого «Витязь-Д» оснащен эхолотами, гидроакустическими средствами навигации и связи, гидролокаторами бокового обзора, камерами и другим научно-исследовательским оборудованием. В частности, для фото- и видеосъемок использовалась уникальная камера КТ-1200, разработанная заводом «Энергия» холдинга «Росэлектроника». Как отмечают разработчики, это единственная отечественная камера, которая способна работать при давлении более 60 мегапаскалей. Рабочее гидростатическое давление КТ-1200 составляет 127,7 мегапаскаля. Таким образом, она может применяться на глубинах до 12 тыс. метров. Камера обеспечивает изображение в формате 2К с углом обзора 65 градусов.
Камера КТ-1200. Фото: «Росэлектроника»
Впрочем, не только камера, но и вся остальная высокотехнологичная начинка «Витязя» – отечественного производства. И все успешно прошло проверку. Комплекс «Витязь» на деле доказал, что способен работать на экстремальной глубине – производить обзорно-поисковую и батиметрическую съемку, забор проб донного грунта, гидролокационную съемку рельефа дна, осуществлять измерения гидрофизических параметров морской среды. Ожидается, что в будущем на базе «Витязя» будет создана целая серия глубоководных аппаратов, в том числе и для Военно-морского флота.
