T&P опубликовали отрывок из книги «Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации», которую в марте выпускает издательство «Альпина нон-фикшн». Ученый Дэвид Минделл рассказывает, зачем люди начали осваивать дно океана с помощью роботов, как поиски обломков «Титаника» стали поворотным моментом в истории подводных исследований и вдохновили Джеймса Кэмерона снять один из своих самых знаменитых фильмов.

Доктор Роберт Баллард не изобрел ни одной технологии, связанной с глубоководными погружениями, и никогда не заявлял, что сделал это. Он получил научное, а не инженерное образование и принадлежит к той редкой породе ученых, которые спокойно работают с инженерами и размышляют о том, чтобы заниматься наукой с помощью гипотетических, еще не созданных инструментов будущего, а не с помощью уже существующих. Большая часть отдельных деталей его роботизированных систем применялась в других местах. Но у Балларда был непосредственный опыт работы на больших глубинах, он развил концепцию дистанционно управляемых роботов для этой среды, создал лабораторию и собрал команду, чтобы воплотить концепцию в жизнь, и нацелил эту команду на ключевые проекты, которые позволяли испытать в деле технические системы.

Баллард, служивший военно-морским офицером, прибыл в Вудс-Хоул из Калифорнии в 1966 году, во время вьетнамской войны. Его отец был инженером, который работал с инерциальными системами управления. Роберт начал работать в North American Aviation, изучал первые батискафы и другие глубоководные аппараты, хотя больше интересовался наукой, а не техническими деталями. Он начал писать работу на получение степени в области океанографии, но был призван во флот. Балларда назначили посредником между Управлением военно-морских исследований и Институтом океанографических исследований Вудс-Хоул. Хотя Вудс-Хоул финансировался частным образом как университет, в те времена он получал большие деньги от военно-морских сил.

Военно-морские силы мало интересовались большими глубинами, которые, по их мнению, не могли сыграть никакой роли в холодной войне (боевые подводные лодки погружаются на глубину менее 600 м). Все изменилось в 1963 году, когда атомная субмарина «Трешер» затонула на глубине 2400 м вместе с экипажем из 129 офицеров и членов команды. Тогда в военно-морских силах поняли, что нет никакого способа найти подлодку и достать со дна океана очень дорогие, секретные и опасные предметы, которые покоились на большой глубине. Тогда Управление военно-морских исследований стало выделять институту Вудс-Хоул средства на постройку глубоководного аппарата (в отличие от подводной лодки такой аппарат не может двигаться через океан своим ходом; его перевозят на палубе плавучей базы, погружается он почти вертикально). Основная его часть была изготовлена в виде идеальной сферы из особой стали марки HY-100 (позже — из титана), имела диаметр около 2 м и была снабжена множеством систем и батарей. Аппарат назвали «Элвин».

В 1966 году, когда бомбардировщик военно-воздушных сил США В-52 потерпел крушение и уронил в океан неподалеку от берегов Испании водородную бомбу, «Элвин» продемонстрировал свои возможности, обнаружив и подняв ее с глубины почти 900 м. Правда, не достигнув поверхности, он снова уронил бомбу обратно на дно, причем в еще более глубокое и оставшееся неизвестным место. Военно-морские силы воспользовались управляемым по кабелю подводным экспериментальным аппаратом, чтобы закончить работу. Ни одно из устройств не работало идеально, но это происшествие подчеркнуло необходимость развития технологий, обеспечивающих доступ к большим глубинам. Как и в районе банки Скерки, системы, управляемые человеком и действовавшие дистанционно, работали бок о бок.

«Элвин» был одним из проектов эпохи «Аполлонов», которые обеспечили присутствие людей на дне моря во многом так же, как американцы обеспечивали это присутствие в космосе. Но в то время, как программа «Аполлон» получала миллиарды долларов для того, чтобы послать людей на Луну, проект «Элвин» был вынужден обходиться несколькими миллионами, чтобы отправить людей в такой же неизведанный мир.

Роберт Баллард

Балларда как главного посредника между военно-морскими силами и институтом Вудс-Хоул начали привлекать к интеллектуальной работе. Во время упадка, охватившего армию после вьетнамской войны, он уволился из военно-морских сил и присоединился к группе «Элвин» в Вудс-Хоуле, получив задание искать новых заказчиков для глубоководного аппарата. По его собственным словам, превратился в «научно-исследовательского коммивояжера». Также Баллард поступил в университет Род-Айленда с целью получить степень доктора философии в морской геологии. Защитив диссертацию, он стал научным сотрудником института Вудс-Хоул.

В конце 1960-х и начале 1970-х годов «Элвин» начал сопровождать научные экспедиции, постепенно оказываясь все дальше от дома, становясь все более надежным, безотказным и маневренным. Теперь он был лучше приспособлен для того, чтобы переносить нужное научное оборудование, средства для отбора образцов и приспособления для манипулирования. Глубина погружения также увеличилась до 4000 м.

История создания «Элвина» шла параллельно с развитием тектоники плит — формальной научной теории, которая зародилась в 1960-е годы из идей о горизонтальном перемещении континентов, развивавшихся в XX веке. Молодая отрасль морской геологии находилась на переднем крае науки, собирая магнитометрические, батиметрические и сейсмические данные, подтверждающие идею о том, что именно на морском дне формируется земная кора. Она постоянно создается вдоль срединно-океанических хребтов, в то время как плиты расходятся в стороны в местах океанских впадин, где кора проваливается внутрь земного шара.

Но природные условия дали ученым очень мало прямых доказательств в поддержку идеи спрединга (растяжения) океанского дна. Традиционные методы океанографии, в том числе использование инструментов, подвешенных к судну, или драгирование — прочесывание драгой морского дна имели недостаточную точность, для того чтобы охарактеризовать срединно-океанические хребты и отобрать с них образцы.

Аппарат «Элвин (Алвин)» © http://www.subasepearl.com/

Ряд погружений, совместно проведенных американцами и французами в 1973–1974 годы, получивших название проект FAMOUS, привели «Элвин» и два французских аппарата на срединно-океанический хребет с целью составить карты и собрать образцы. Этот проект обеспечил бесспорное подтверждение теории тектоники плит. Так началась богатая на открытия эпоха.

Более того, проект FAMOUS позволил «Элвину» в первый раз удалиться от побережья и погрузиться на глубину, где аппарат доказал свою ценность в качестве научного инструмента. […] Тем не менее даже после проекта FAMOUS Баллард ощущал, что большая часть научного сообщества по-прежнему воспринимает «Элвин» как «диковинный механизм».[…]

Проект FAMOUS и Галапагосские экспедиции помимо «Элвина» использовали еще один, менее «раскрученный» прибор, который подготовил почву для роботов будущего. Перед погружением «Элвина» позади судна на длинном тросе буксировали салазки для телекамеры с прикрепленным к ним автоматическим аппаратом ANGUS (Acoustically navigated geophysical underwater system ANGUS — геофизическая подводная установка с акустическим управлением).

ANGUS представлял собой всего лишь усиленную стальную раму размером примерно с автомобиль, снабженную фотокамерами для цветной пленки шириной 35 мм и набором стробоскопических вспышек, которые срабатывали примерно каждые 10 секунд. Когда аппарат был под водой, находящаяся на поверхности команда получала весьма ограниченную обратную связь (от акустического альтиметра) и располагала лишь информацией о высоте салазок над уровнем дна. Инженеры травили и выбирали трос таким образом, чтобы держать ANGUS на высоте приблизительно 4 м над поверхностью дна, что было идеально для фотографирования.

ANGUS ©Woods Hole Oceanographic Institution

Поверхность срединно-океанического хребта может быть достаточно опасной. Часто она поднимается быстрее, чем люди успевают среагировать. Тяжелая рама ANGUS была разработана так, чтобы он мог ударяться о препятствия с минимальным ущербом для камер. После нескольких часов поисков и ударов ANGUS поднимали на борт и проявляли его цветные фотопленки. Лозунгом команды ANGUS была фраза «Хоть и протекает, но тикать продолжает», обыгрывающая знаменитый в те дни рекламный слоган часов «Таймекс» и уподобляющая салазки часовому механизму. Они ласково называли аппарат «дурачком на веревочке» из-за отсутствия даже самых простых способов управления.

Тем не менее, чтобы протащить тяжелые салазки на тросе длиной 2,4 км, требовалась немалая сноровка. Трос диаметром в большой палец руки казался очень тонким, когда его опускали в огромный океан, но если учесть его длину в несколько километров, то суммарная площадь, которую предстояло протащить сквозь воду, могла сравниться с площадью боковой стены здания. Если тянуть слишком быстро, аппарат будет парить, как воздушный змей, пройдет слишком высоко над поверхностью дна и не сможет получить полезную информацию. Только крайне медленная скорость и большой балласт могли уменьшить эффект парения. Более того, из-за этой силы сопротивления судну требовалось много времени — иногда целые часы, — чтобы приблизиться к аппарату по завершении работы.

Команда пыталась тащить аппарат вдоль хребта по прямым поисковым трассам, расположенным на равном расстоянии друг от друга (это часто называют «подстригать лужайку», как говорили и мы на борту NR-1 годы спустя). Но пройти по прямой поисковой трассе, когда требуется два часа на коррекцию, чтобы достичь дна, было невыполнимой задачей. На то, чтобы развернуть судно с аппаратом в конце трассы, мог уйти целый день. Как правило, большие суда просто не могут двигаться достаточно медленно даже по прямой. Но исследовательское судно института Вудс-Хоул под названием «Кнорр» имело два уникальных крыльчатых движителя, которые позволяли ему зависать над одной точкой океана или двигаться чрезвычайно медленно в любом направлении (позже эти движители были заменены системой динамической стабилизации судна, распространенной в нефтяной отрасли для выполнения той же функции).

Фото: Нос затонувшего «Титаника» © Emory Kristof / National Geographic Creative

Читать далее.