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

Как возводят дымовые трубы Как возводят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде дымовых труб, выпускающих в небо облака?

Популярная механика
Покупки в зарубежных онлайн-магазинах Покупки в зарубежных онлайн-магазинах

Интернет открыл принципиально новые возможности для торговли

CHIP
LoveGPT: как искусственный интеллект меняет приложения для знакомств и сферу отношений LoveGPT: как искусственный интеллект меняет приложения для знакомств и сферу отношений

AI уже добрался до человеческих отношений, но пока не установил власть над ними

СНОБ
Ирина Дубцова: Моя заветная мечта – это дочка! Ирина Дубцова: Моя заветная мечта – это дочка!

Мы поговорили с певицей Ириной Дубцовой о воспитании детей и мужских поступках

Лиза
7 законов психологии, которые изменят твою жизнь: что о них нужно знать и как ими пользоваться 7 законов психологии, которые изменят твою жизнь: что о них нужно знать и как ими пользоваться

Что такое законы психологии и как правильно их применять

VOICE
Одна победа Одна победа

Наталья Водянова и лидеры российской, бразильской и немецкой сборных

Vogue
В Москве пройдёт Фестиваль науки В Москве пройдёт Фестиваль науки

В Москве пройдет пятый уличный Фестиваль науки, искусства и технологий «Политех»

Популярная механика
Сплошной рок-н-ролл Сплошной рок-н-ролл

Лева и Шура «Би-2» рассказали о семейной жизни на расстоянии

StarHit
Чистая Амброзио Чистая Амброзио

Бразильская модель, феминистка и активистка Алессандра Амброзио

Tatler
Что о родителях говорит имя их ребенка? Что о родителях говорит имя их ребенка?

Мода на имена — не совсем уж и мода

Psychologies
Василий Зайцев: неизвестная история легендарного снайпера Василий Зайцев: неизвестная история легендарного снайпера

Кем был в реальности знаменитый русский снайпер

Maxim
Жертва санкций: как Трамп разрушил китайского производителя смартфонов Жертва санкций: как Трамп разрушил китайского производителя смартфонов

После санкций Америки китайская компания оказалась на грани разорения

Forbes
Прощай, эмпатия Прощай, эмпатия

Почему дети перестали понимать чувства друг друга

СНОБ
ЧМ 2018. Куда приводят матчи ЧМ 2018. Куда приводят матчи

Гид по городам чемпионата мира по футболу

GQ
Кофе: вред или польза, или кратко о кофейной химии Кофе: вред или польза, или кратко о кофейной химии

Кофе: яд или несомненно полезный напиток?

Популярная механика
Миллионеры с лопатами: самые дорогие клады, найденные любителями Миллионеры с лопатами: самые дорогие клады, найденные любителями

Можно попытаться найти ничейные, но ценные сокровища и разбогатеть

Playboy
10 немецких автомобилей, о которых вы не знали (часть 3) 10 немецких автомобилей, о которых вы не знали (часть 3)

Продолжаем изучать малоизвестные страницы мирового автомобилестроения

Популярная механика
Moby с новым альбомом и другая важная музыка месяца Moby с новым альбомом и другая важная музыка месяца

Музыкальные новинки месяца

Maxim
Воспоминания Линдси Лохан, Пэрис Хилтон и других звезд о тюрьме Воспоминания Линдси Лохан, Пэрис Хилтон и других звезд о тюрьме

Эти знаменитости провели время за решеткой и поделились впечатлениями

Cosmopolitan
10 лучших фотографий месяца 10 лучших фотографий месяца

Каждый месяц фоторедактор Esquire выбирает 10 самых интересных фотографий месяца

Esquire

Зачем мы с таким упоением занимаемся фэтшеймингом

Cosmopolitan
«Балет был для меня символом счастья и стимулом выжить» «Балет был для меня символом счастья и стимулом выжить»

Микаэла Де Принс — ведущая солистка Национального балета Нидерландов

Psychologies
От дворняги до косатки: самые высокооплачиваемые животные-актеры От дворняги до косатки: самые высокооплачиваемые животные-актеры

Человек может бесконечно считать 3 вещи: звезды, песчинки и чужие деньги

Playboy
«Я убил человека»: как жить после трагической случайности «Я убил человека»: как жить после трагической случайности

Исповедь Джонатана Изарда

Psychologies
Как научить детей ладить друг с другом Как научить детей ладить друг с другом

Как научить детей дружить друг с другом?

Psychologies
Что будет, когда вы оставите ненавистный офис Что будет, когда вы оставите ненавистный офис

Как делать то, что нравится, если привычный алгоритм — насилие над собой?

Psychologies
Тэнди Ньютон. Выйти из тени Тэнди Ньютон. Выйти из тени

Биография актрисы Тэнди Ньютон

Караван историй
У нас есть план У нас есть план

Владимир Янушкевич основал свою джинсовую марку — Plan B

The Rake
Небо под санкциями. Что потеряет Россия от запрета на пролет иностранных самолетов Небо под санкциями. Что потеряет Россия от запрета на пролет иностранных самолетов

Авиатранспорт и самолетостроение – слишком чувствительные для страны сферы

Forbes
«Гипертонический криз в 30 лет заставил меня изменить жизнь» «Гипертонический криз в 30 лет заставил меня изменить жизнь»

Читательница Татьяна Маковская рассказывает о своем опыте

Psychologies
Открыть в приложении