«Deepsea Challenger» (DCV 1) — це пілотований підводний апарат (ППА, англ. deep-submergence vehicle, DSV), спроєктований для досягнення дна западини Челленджера — найглибшої відомої точки на Землі. Він досяг найглибшої точки океану після двох годин і 36 хвилин занурення від поверхні.

Історична довідка

Створення ППА «Deepsea Challenger» був збудований в Австралії у співпраці з Товариством National Geographic та за підтримки компанії Rolex у межах програми Deepsea Challenge. Будівництво підводного апарата очолював австралійський інженер Рон Аллум.(англ. Ron Allum). Багато членів команди розробників апарата походили зі спільноти дайверів-печерників Сіднея, зокрема й сам Аллум, який мав багаторічний досвід у печерному дайвінгу

Працюючи в невеликій інженерній майстерні в Лейхгардті (Сідней), Аллум створив нові матеріали, зокрема спеціалізовану конструкційну синтактичну піну під назвою Isofloat, здатну витримувати величезні сили стискання на глибині 11 кілометрів (6,8 милі). Нова піна вирізняється більшою однорідністю та рівномірною міцністю порівняно з іншими синтактичними піноматеріалами, доступними на комерційному ринку, і водночас завдяки питомій густині близько 0,7 може триматися на воді. Вона складається з дуже дрібних порожнистих скляних сфер, занурених в епоксидну смолу, та становить близько 70 % об’єму апарата. Міцність піни дала змогу конструкторам Deepsea Challenger інтегрувати рушійні двигуни до інфраструктури, розміщеної в її товщі, без використання сталевого каркаса для встановлення різних механізмів. Вона замінила заповнені бензином поплавці, що застосовувалися для забезпечення плавучості в історичному батискафі «Трієст».

Аллум також створив низку інновацій, необхідних для подолання обмежень наявних технологій (нині вони розробляються й для інших глибоководних апаратів). До них належать заповнені оливою рушії з вирівняним тиском; світлодіодні освітлювальні системи; нові типи камер; а також швидкі та надійні прохідні комунікаційні кабелі, що забезпечують передавання сигналів крізь корпус апарата. Значну частину досвіду Аллум здобув, розробляючи електронні системи зв’язку для занурень Кемерона до «Титаніка» під час зйомок Привиди безодні: Титанік, Bismarck та інших проєктів.

У будівництві ППА та реалізації місії допомогу надали , Лабораторія реактивного руху і Гавайський університет.

Підводний апарат побудований в Сіднеї, Австралія, компанією Acheron Project Pty Ltd і містить наукове обладнання та 3D-камери з високою роздільною здатністю.

Перші занурення У кінці січня 2012 року, для випробування систем, Кемерон провів три години у міцному корпусі апарата, перебуваючи зануреним одразу під поверхнею у військово-морському доку Сіднея (Австралія).

21 лютого 2012 року випробувальне занурення, яке мало досягти глибини понад 1 000 м (3 300 футів), було перерване вже через годину через проблеми з камерами та системами життєзабезпечення.

23 лютого 2012 року, біля острова Нова Британія, Кемерон успішно опустив ППА на океанське дно на глибину 991 м (3 251 фут), де здійснив зустріч із жовтим дистанційно керованим апаратом, що працював із судна.

28 лютого 2012 року під час семигодинного занурення Кемерон провів шість годин в апараті на глибині 3 700 м (12 100 футів). Коливання в енергосистемі та несподівані течії створили неочікувані труднощі.

4 березня 2012 року рекордне занурення на глибину понад 7 260 м (23 820 футів) було зупинене перед самим дном жолоба Нова Британія, коли проблеми з вертикальними гвинтами змусили Кемерона повернутися на поверхню. Через кілька днів, після усунення технічної проблеми, Кемерон успішно опустив апарат на дно жолоба, досягнувши максимальної глибини 8 221 м (26 972 футів). Там він виявив широку рівнину з пухким осадом, актинії, медузи та різноманітні середовища проживання на межі рівнини і стін каньйону.

Безодня Челленджера 18 березня 2012 року, після закінчення випробувань у відносно спокійному Соломоновому морі, апарат перебував на борту судна Mermaid Sapphire, пришвартованого в гавані Апра на Гуамі, проходив ремонт та модернізацію, очікуючи на достатньо спокійний океан для проведення занурення.

Станом на 24 березня 2012 року, після виходу з порту Гуаму, апарат перебував на одному з двох суден забезпечення, які відійшли з атолу Уліті до Безодні Челленджера.

26 березня 2012 року канадський кінорежисер Джеймс Кемерон керував апаратом у другому пілотованому зануренні до безодні Челленджера.

Занурення, від початку спуску до досягнення дна океану, тривало дві години та 37 хвилин, майже вдвічі швидше, ніж спуск батискафа "Трієст". Годинник Rolex, «одягнений» на роботизовану руку апарата, продовжував працювати нормально протягом усього занурення. Не всі системи функціонували за планом: лендари з приманкою не були скинуті перед зануренням, оскільки сонар, який мав їх знайти на дні океану, не працював, а проблеми з гідравлічною системою ускладнювали використання обладнання для відбору зразків.

Незважаючи на це, після приблизно трьох годин перебування на дні та успішного підйому подальше дослідження Безодні Челленджера за допомогою унікального апарата було заплановане на весну 2012 року.

Сучасний стан Deepsea Challenger був переданий у Вудс-Гоул Оушнографік Інститут для вивчення його технологічних рішень з метою використання окремих розробок в інших підводних апаратах для розвитку досліджень глибин океану. 23 липня 2015 року апарат був перевезений з Вудс-Гоул до Балтимора для відправки в Австралію для тимчасового перебування.Під час транспортування на вантажівці по Міжштатній автомагістралі 95. у Коннектикуті вантажівка загорілася, що спричинило пошкодження ППА. Ймовірною причиною пожежі стали несправні гальма вантажівки, через що зайнялися задні шини. Пожежники штату Коннектикут припустили, що апарат зазнав тотальних пошкоджень; однак фактичний обсяг шкоди не був оприлюднений. Після пожежі Deepsea Challenger було повернено до Вудс-Гоулського Океанографічного Інституту. Станом на лютий 2016 року апарат було переміщено до Каліфорнії для ремонту.

Deepsea Challenger експонувався в Музеї природної історії округу Лос-Анджелес з 12 грудня 2022 року до 20 лютого 2023 року.

У 2023 році Deepsea Challenger демонструвався до 17 листопада у штаб-квартирі Королівського канадського географічного товариства в Оттаві (Онтаріо, Канада). Кемерон є дійсним членом Королівського канадського географічного товариства.

Конструкція

Міцний корпус Ключові структурні елементи, такі як каркас і міцний корпус, у якій перебував Кемерон, були спроєктовані компанією Finite Elements з Тасманії. Дизайн внутрішнього простору сфери, включно з вогнестійкістю, контролем конденсату та монтажем блоків керування, був виконаний консалтинговою компанією Design + Industry, що базується в Сіднеї.

Підводний апарат має міцний корпус лише для одного пілота. Сфера зі сталевими стінками товщиною 64 мм (2,5 дюйма) проходила випробування на здатність витримувати тиск 114 мега паскалей (16 500 фунтів на квадратний дюйм) у барокамері Університету штату Пенсільванія. Сфера розміщена в основі 11,8-тонного апарата.

Система занурення-спливання Підводний апарат працює у вертикальному положенні і несе баласт масою 500 кг (1 100 фунтів), який дозволяє йому занурюватися на дно і, при звільненні, спливати на поверхню. Якщо система скидання баласту виходить з ладу, залишаючи апарат на дні, резервний гальванічний замок запрограмований на корозію у солоній воді протягом певного часу, що дозволяє апарату автоматично піднятися на поверхню.

Deepsea Challenger важить менше однієї десятої ваги свого п’ятдесятирічного попередника — батискафа "Трієст"; сучасний апарат також несе значно більше наукового обладнання і здатний на швидший підйом та спуск.

Рушійно-стерновий комплекс Швидкість пересування апарата становить близько 3 вузлів по горизонталі та 2,5 вузла по вертикалі. Пілот керує ним за допомогою джойстика.. Апарат може розвертатися навколо власної осі завдяки 12 електромоторам із водометними рушіями.

Електронне і наукове обладнання Апарат оснащений понад 180 бортовими системами, серед яких акумулятори, рушії, система життєзабезпечення, 3D-камери та світлодіодне освітлення.> Ці взаємопов’язані системи контролюються та керуються програмованим логічним контролером (PLC) виробництва компанії Opto 22 з Темекули, Каліфорнія.

Під час занурень система керування також фіксувала глибину, курс, температуру, тиск, стан акумуляторів та інші дані й надсилала їх на судно забезпечення з інтервалом у три хвилиним за допомогою підводної акустичної системи зв’язку, розробленої західноавстралійською компанією L-3 NautronixАпарат обладнаний двома маніпуляторними «стрілами»: на одній розташовані камери, на іншій — прожектори. Бортова система зв’язку здатна передавати сигнал на відстань до 30 км під водою. Deepsea Challenger оснащений відеокамерою Red Epic 5K із роздільною здатністю близько 14 мегапікселів, зовнішньою світлодіодною панеллю довжиною 2,5 м та сигнальними вогнями.

Енергетична система Енергосистеми апарата забезпечували літієві акумулятори, розміщені всередині піни й видимі крізь прозорі пластикові панелі. Системи заряджання літієвих акумуляторів були спроєктовані Роном Аллумом. Система життєзабезпечення На борту є два балони зі стисненим киснем, що дає пілоту змогу перебувати під водою до 56 годин. Система життєзабезпечення апарата поглинає вуглекислий газ, а водяна пара, яка утворюється під час дихання і потовиділення, конденсується на прохолодних внутрішніх стінках гондоли й збирається в спеціальні резервуари біля її основи.

Періодично дані про внутрішній тиск, вміст кисню та температуру повітря в гондолі передаються на судно супроводу, щоб фахівці могли оцінювати ситуацію та, у разі потреби, повернути апарат на поверхню.

Досягнення 26 березня 2012 року Кемерон досяг дна Безодні Челленджера, найглибшої частини Маріанської западини. Максимальна глибина, зафіксована під час цього рекордного занурення, становила 10 908 метрів (35 787 футів). За вимірюваннями Кемерона в момент торкання дна глибина становила 10 898 м (35 756 футів). Це було четверте занурення до Безодні Челленджера і друге пілотоване занурення (з максимальною зафіксованою глибиною трохи меншою за глибину занурення «Трієста» 1960 року). Це було перше одиночне занурення та перше, під час якого витрачено значну кількість часу (три години) на дослідження дна.

Цікаві факти

Джеймс Кемерон проходив підготовку, яка включала в себе водолазні роботи. ППА Deepsea Challenger більш ніж вдесятеро легше свого попередника — батискафа «Трієст», 11,8 тонн до 150 тонн у «Трієста», також він містить набагато більше наукового обладнання і може занурюватися і спливати з більшою швидкістю, «Трієст» спускався за 4 години 48 хвилин, піднімався за 3 години 15 хвилин, в той час як Deepsea спускається за 2 години, а піднімається за 1 годину; «Трієст» знаходився на дні 20 хвилин, екіпаж не міг робити фотографії, Deepsea''' ж перебував на дні 6 годин і зумів зробити не тільки знімки, але і високоякісний відеозапис

Твори чи публікації

Див. також

https://en.wikipedia.org/wiki/Challenger_expedition – Oceanographic research expedition (1872–1876) https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-sea_exploration – Investigation of ocean conditions beyond the continental shelf https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_diving_technology – Chronological list of notable events in the history of underwater diving equipment

Примітки

Джерела

Посилання

deepseachallenge.com ronallum.com

https://deepseachallenge.com/

https://www.leapaust.com.au/blog/cfd/guest-blog-untold-cfd-story-james-camerons-deepsea-challenger/ https://web.archive.org/web/20120328095636/http://deepseachallenge.com/video/james-cameron-breaks-solo-dive-record/ https://www.imdb.com/title/tt2332883/