Человек спускается на глубину, недоступную атомным подводным лодкам

Популярная механикаHi-Tech

Сверхглубокие погружения: может ли человек жить на глубине 700 м?

Дышите глубже: человек спускается на глубину, недоступную атомным подводным лодкам.

Роман Фишман

Мы живем на планете воды, но земные океаны знаем хуже, чем некоторые космические тела. Больше половины поверхности Марса артографировано с разрешением около 20 м — и только 10−15% океанского дна изучены при разрешении хотя бы 100 м. На Луне побывало 12 человек, на дне Марианской впадины — трое, и все они не смели и носа высунуть из сверхпрочных батискафов.

Погружаемся

Главная сложность в освоении Мирового океана — это давление: на каждые 10 м глубины оно увеличивается еще на одну атмосферу. Когда счет доходит до тысяч метров и сотен атмосфер, меняется все. Жидкости текут иначе, необычно ведут себя газы… Аппараты, способные выдержать эти условия, остаются штучным продуктом, и даже самые современные субмарины на такое давление не рассчитаны. Предельная глубина погружения новейших АПЛ проекта 955 «Борей» составляет всего 480 м.

Водолазов, спускающихся на сотни метров, уважительно зовут акванавтами, сравнивая их с покорителями космоса. Но бездна морей по‑своему опаснее космического вакуума. Случись что, работающий на МКС экипаж сможет перейти в пристыкованный корабль и через несколько часов окажется на поверхности Земли. Водолазам этот путь закрыт: чтобы эвакуироваться с глубины, могут потребоваться недели. И срок этот не сократить ни при каких обстоятельствах.

Впрочем, на глубину существует и альтернативный путь. Вместо того чтобы создавать все более прочные корпуса, можно отправить туда… живых водолазов. Рекорд давления, перенесенного испытателями в лаборатории, почти вдвое превышает способности подлодок. Тут нет ничего невероятного: клетки всех живых организмов заполнены той же водой, которая свободно передает давление во всех направлениях.

Клетки не противостоят водному столбу, как твердые корпуса субмарин, они компенсируют внешнее давление внутренним. Недаром обитатели «черных курильщиков», включая круглых червей и креветок, прекрасно себя чувствуют на многокилометровой глубине океанского дна. Некоторые виды бактерий неплохо переносят даже тысячи атмосфер. Человек здесь не исключение — с той лишь разницей, что ему нужен воздух.

Под поверхностью

Кислород Дыхательные трубки из тростника были известны еще могиканам Фенимора Купера. Сегодня на смену полым стеблям растений пришли трубки из пластика, «анатомической формы» и с удобными загубниками. Однако эффективности им это не прибавило: мешают законы физики и биологии.

Уже на метровой глубине давление на грудную клетку поднимается до 1,1 атм — к самому воздуху прибавляется 0,1 атм водного столба. Дыхание здесь требует заметного усилия межреберных мышц, и справиться с этим могут только тренированные атлеты. При этом даже их сил хватит ненадолго и максимум на 4−5 м глубины, а новичкам тяжело дается дыхание и на полуметре. Вдобавок чем длиннее трубка, тем больше воздуха содержится в ней самой. «Рабочий» дыхательный объем легких составляет в среднем 500 мл, и после каждого выдоха часть отработанного воздуха остается в трубке. Каждый вдох приносит все меньше кислорода и все больше углекислого газа.

Чтобы доставлять свежий воздух, требуется принудительная вентиляция. Нагнетая газ под повышенным давлением, можно облегчить работу мускулам грудной клетки. Такой подход применяется уже не одно столетие. Ручные насосы известны водолазам с XVII века, а в середине XIX века английские строители, возводившие подводные фундаменты для опор мостов, уже подолгу трудились в атмосфере сжатого воздуха. Для работ использовались толстостенные, открытые снизу подводные камеры, в которых поддерживали высокое давление. То есть кессоны.

Глубже 10 м

Азот Во время работы в самих кессонах никаких проблем не возникало. Но вот при возвращении на поверхность у строителей часто развивались симптомы, которые французские физиологи Поль и Ваттель описали в 1854 году как On ne paie qu’en sortant — «расплата на выходе». Это мог быть сильный зуд кожи или головокружение, боли в суставах и мышцах. В самых тяжелых случаях развивались параличи, наступала потеря сознания, а затем и гибель.

Доспех против давления. Чтобы отправиться на глубину без каких-либо сложностей, связанных с экстремальным давлением, можно использовать сверхпрочные скафандры. Это чрезвычайно сложные системы, выдерживающие погружение на сотни метров и сохраняющие внутри комфортное давление в 1 атм. Правда, они весьма дороги: например, цена недавно представленного скафандра канадской фирмы Nuytco Research Ltd. EXOSUIT составляет около миллиона долларов.

Проблема в том, что количество растворенного в жидкости газа прямо зависит от давления над ней. Это касается и воздуха, который содержит около 21% кислорода и 78% азота (прочими газами — углекислым, неоном, гелием, метаном, водородом и т. д. — можно пренебречь: их содержание не превышает 1%). Если кислород быстро усваивается, то азот просто насыщает кровь и другие ткани: при повышении давления на 1 атм в организме растворяется дополнительно около 1 л азота.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Что такое синдром «компьютерной шеи» и чем он опасен: проверьте, есть ли он у вас Что такое синдром «компьютерной шеи» и чем он опасен: проверьте, есть ли он у вас

Чем может быть опасен синдром «компьютерной шеи» и что с этим делать

Популярная механика
Угадай, как далеко можно пойти по прямой, никуда не сворачивая? Угадай, как далеко можно пойти по прямой, никуда не сворачивая?

Каким может быть самый длинный прямой пешеходный маршрут

Maxim
Как выбрать фотопленку? Вот почему Portra 400 для портретов, а Ektar 100 — для пейзажей! Как выбрать фотопленку? Вот почему Portra 400 для портретов, а Ektar 100 — для пейзажей!

Проверенные варианты фотопленок, которые работают в разных условиях

ТехИнсайдер
Трудно быть принцем Трудно быть принцем

Принц Гарри — отнюдь не хрестоматийный принц из сказки

The Rake
Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости

Что такое «сухой запой», почему так происходит и как спастись

Maxim
Связаны корнями Связаны корнями

Хореограф и xудожник возвращают людей к жизни через искусство

Seasons of life
Ради тишины и чистоты: электрические контейнеровозы Ради тишины и чистоты: электрические контейнеровозы

Маленькая революция по переводу морских судов с дизельной на электрическую тягу

Популярная механика
«Над русскими хоккеистами колдуют врачи. Выводы неутешительные…» Разговор с тренером Воробьевым «Над русскими хоккеистами колдуют врачи. Выводы неутешительные…» Разговор с тренером Воробьевым

Мы вызвали на беседу главного тренера наших хоккеистов Илью Воробьева

Maxim
Узор на всю жизнь: 10 главных стилей современных татуировок Узор на всю жизнь: 10 главных стилей современных татуировок

Всё, что ты хотел знать о татуировках

Maxim
Граф Эссекс: из фаворитов в мятежники Граф Эссекс: из фаворитов в мятежники

Судьбу одного из возлюбленных Елизаветы I мог повторить и Фрэнсис Дрейк

Дилетант
Неизвестное о загадочном: как японцы воздушными шарами американцев бомбили Неизвестное о загадочном: как японцы воздушными шарами американцев бомбили

План на грани гениальности и маразма

Maxim
Сложнее, чем кажется: наука правильного торможения Сложнее, чем кажется: наука правильного торможения

На процесс торможения влияет колоссальное количество факторов

Популярная механика
Особый отдел Особый отдел

Историю знаменитой виллы Борсани и дизайнера Освальдо Борсани

AD
Поллиноз Поллиноз

Сегодня мы поговорим про сезон «конец весны и начало лета»

Maxim
А где лютый враг Денисов? О боже, какой состав набрал Станислав Черчесов! А где лютый враг Денисов? О боже, какой состав набрал Станислав Черчесов!

Станислав Черчесов объявил предварительный состав на чемпионат мира

Maxim
Гарри женился на Меган: кто все эти люди? Гарри женился на Меган: кто все эти люди?

Короткий гид про какую-то британскую свадьбу о которой все почему-то говорят

Maxim
Николай Чудотворец Николай Чудотворец

Николай Цискаридзе рассказал Ксении Соловьёвой об адажио с Владимиром Путиным

Tatler
12 фактов о «Евровидении»! Ты узнаешь о нем больше, чем даже люди, которые его действительно смотрят! 12 фактов о «Евровидении»! Ты узнаешь о нем больше, чем даже люди, которые его действительно смотрят!

Конкурс «Евровидение» впервые был показан в 1956 году

Maxim
Как Чуи встретил Соло: обзор нового фильма вселенной “Звездных войн” (без спойлеров) Как Чуи встретил Соло: обзор нового фильма вселенной “Звездных войн” (без спойлеров)

Единственный спойлер: вас ждет поразительный фильм.

Esquire
Денег нет. Как Urban Group будет достраивать жилье в Подмосковье Денег нет. Как Urban Group будет достраивать жилье в Подмосковье

Сбербанк свернул свои ипотечные программы на объектах Urban Group

Forbes
Александр Цыпкин: диалоги о любви, успехе и «чисто питерской теме» Александр Цыпкин: диалоги о любви, успехе и «чисто питерской теме»

Александр Цыпкин относится к успехам достаточно легкомысленно

Psychologies
Без шума и ярости. О премьере «Трех сестер» в постановке Константина Богомолова Без шума и ярости. О премьере «Трех сестер» в постановке Константина Богомолова

МХТ им. А. Чехова выпустил долгожданную премьеру «Трех сестер»

СНОБ
Истории призраков, или Как создать один из лучших хорроров последних лет Истории призраков, или Как создать один из лучших хорроров последних лет

Как театральная постановка «Истории призраков» стала пробирающим хоррором

Playboy
Строгость без насилия Строгость без насилия

Вопросы воспитания волнуют каждого родителя

Psychologies
Николаевский жандарм Николаевский жандарм

Жандармы получили репутацию, сделавшую голубой мундир символом произвола

Дилетант
Юлия Ромашина. Судьба Юлия Ромашина. Судьба

Беседа со вдовой Анатолия Ромашина

Караван историй
Вес ребенка и роды: чем меньше – тем лучше? Вес ребенка и роды: чем меньше – тем лучше?

Какие существуют критерии нормального веса ребенка при рождении

9 месяцев
8 сказок-загадок от Людмилы Петрушевской 8 сказок-загадок от Людмилы Петрушевской

Безумные сказки-загадки, которыми ты сможешь развлечь ребенка

Maxim
Топ-5 совершенно чокнутых ситуаций в хоккее! Топ-5 совершенно чокнутых ситуаций в хоккее!

Наслаждайся невероятными хоккейными историями с видеоповторами лучших моментов

Maxim
«Хватит стараться понравиться мужчинам!» «Хватит стараться понравиться мужчинам!»

Писательница Барбара Кингсолвер призывает женщин отстаивать свою независимость

Psychologies
Открыть в приложении