С подходом к грунту начинается самая ответственная работа. Наблюдатели должны определять дальность видимости, ширину просматриваемой полосы дна, подсчитывать рыбу и отмечать особенности ее поведения, описывать характер грунта. Примечательные картины подводного мира снимаются на фото- и кинопленку. Рыбы у дна много и разной. Она держится в полуметре от грунта. Время под водой летит быстро. Уже исписана вся магнитная кассета, на которой отражены наблюдения, экспонированы кинопленки. Остается отобрать пробы грунта. Для этого мы останавливаемся, прижимаемся слегка к грунту, чтобы нас не сносило течением, и работаем манипулятором.
— «Север», я «Одиссей», — раздается голос капитана по звукоподводной связи, — всплывайте, ухудшается погода!
Несколько минут уходит на откачку воды из уравнительных цистерн, и мы устремляемся вверх.
На поверхности уже разыгрались большие волны. Они подхватывают всплывший аппарат. «Одиссей» спешит издалека, держа с нами связь по радио. При такой волне опасно швартоваться, но он точно подходит к аппарату с наветренной стороны левым бортом, где расположен ангар, поднимает нас, и теперь нам не страшны никакие волны — мы, как говорится, у себя дома».
По техническому заданию Института океанологии РАН канадской фирмой «Хайко» были построены два ПА: «Пайсис-7» (1975 г.) и «Пайсис-11» (1976 г.) (рис. 59). Эти ПА предназначались для изучения физических параметров воды, а также геологии, биологии и химии океана. Значительная часть аппаратуры, например совмещенная с телевидением 24-канальная система сбора регистрации данных, микропроцессорная система навигации по донным маякам-ответчикам с дисплеем отображения реального движения аппарата и другая, была закуплена дополнительно и смонтирована уже на готовых аппаратах во время их ввода в практику исследований Институтом океанологии. За строительством аппаратов и соблюдением всех требований заказчика наблюдали два ведущих специалиста РАН по подводным исследованиям, профессора И. Михальцев и А. Сагалевич [50].
Оба аппарата имеют одинаковые технические характеристики — длина 7 м, ширина 3 м, высота 3,7 м. Масса 10,5 т. Рабочая глубина погружения 2000 м. В прочном корпусе — обитаемой сфере с внутренним диаметром 2 м — размещается экипаж из трех человек: командир подводного аппарата, бортинженер и наблюдатель — научный работник или специалист в той области, по программе которой совершается погружение. Командир сидит или полулежит в середине, слева от командира — бортинженер, справа — наблюдатель. Перед каждым довольно большой иллюминатор, над ним закреплена подушечка, о которую можно опереться головой.
Система жизнеобеспечения, как и на большинстве зарубежных ПА, включает в себя баллоны с кислородом, дозаторы-расходомеры, патроны для поглощения углекислого газа и газоанализаторы. Эта система весьма неудобна тем, что требует постоянного контроля и неустойчиво работает даже при незначительном изменении давления в обитаемом корпусе. Все же российские ПА снабжены простейшей в эксплуатации системой, практически не требующей контроля, работоспособной независимо от объема обитаемого корпуса и давления в нем. Для приведения ее в действие из герметичного ящика извлекаются специальные пластины размером с лист писчей бумаги и устанавливаются в каркас, как тарелки в посудомоечную машину. И все. Через некоторое время пластины заменяют. Опытный гидронавт даже не будет делать газоанализ — одного взгляда на пластины достаточно, чтобы с необходимой точностью оценить газовый состав в ПА. Вся тонкость в разработанных нашими учеными пластинах — вещество, из которых они состоят, поглощает углекислоту и выделяет кислород в необходимой пропорции.
Для осуществления погружения и всплытия имеются цистерны главного балласта, продувающиеся сжатым воздухом, цистерны стабилизации и дифферента, вода в которые подается или откачивается насосом. Движение ПА со скоростью до 2 уз. обеспечивают два реверсивных двигателя, расположенные по бокам.
При пилотировании ПА «Пайсис» используют совместно двигатели, позволяющие перемещать его в любом направлении, и систему балласта при перемещении по вертикали. Система водяного балласта незаменима при работе над илистым дном или на склонах, так как струя от двигателя поднимает ил, что ухудшает видимость и делает плавание небезопасным.
Для ориентации в пространстве оба аппарата снабжены эхолотами, гидролокаторами и гидроакустической системой, позволяющей определять координаты аппарата по спутниковой навигации.
В комплекс оборудования входят два манипулятора — высокоподвижный и малоподвижный. Высокоподвижный манипулятор имеет шесть степеней свободы и копирует движение человеческой руки. Гидронавты с его помощью поднимают и складывают в специальный бункер пробы грунта, а с помощью прикрепленного к нему сачка захватывают образцы флоры и фауны. Малоподвижный, но мощный манипулятор может быть использован для установки на нем бурильного устройства для взятия проб твердого грунта или для подъема предметов массой до 100 кг.
С помощью «Пайсисов» проведен широкий комплекс океанологических исследований и получен большой объем научных данных в области морской геологии, биологии, гидрофизики и т. д. Изучение рифтовых зон озера Байкал, Красного моря, хребта Рейкьянес и Аденского залива позволило установить закономерности развития океанических рифтов.
Особенно интересны работы аппаратов «Пайсис» на озере Байкал [46]. Здесь они погружались на дно озера — 1620 м. Это глубочайшее пресноводное озеро возникло 20–25 миллионов лет назад в результате разломов земной коры. Обычно озера не живут дольше пятидесяти тысяч лет. Накопление за миллионы лет рыхлых отложений не ведет к обмелению Байкала, коренное дно его постепенно опускается, — разлом не стареет. Обычно это происходит только в океанах.
«Хороша байкальская вода, но нам она принесла много хлопот», — рассказывает командир одного из «Пайсисов», известный ученый и гидронавт Александр Подражанский. — «Пайсис» рассчитан на эксплуатацию в океане, в «тяжелой», соленой воде, поэтому имеет дефицит плавучести около.400 кг. Этот дефицит удалось ликвидировать, только максимально облегчив ПА. Пришлось снять часть тяжелого оборудования и некоторые приборы. Но и после этого оказалось, что погружение ПА в байкальской воде должно проходить с минимальным приемом водяного балласта. Его величину приходилось подбирать интуитивно, так как она составляла немногие килограммы. Приходилось даже учитывать массу тела членов экипажа. К «тяжелому» исследователю добавляли двух «легких» гидронавтов.
Только за один сезон аппараты «Пайсис» совершили на Байкале 43 погружения, проработав под водой в общей сложности более десяти суток.
Подводные аппараты «Мир» (рис. 60) — самые глубоководные ПА в России. Только один процент площади океанского дна недоступен им. Получив хорошие результаты в работе с подводными аппаратами «Пайсис», ученые Института океанологии РАН решили заказать за рубежом еще один ПА. По экономическим соображениям была выбрана финская фирма «Ра-умала-Репола».
За дело взялись уже известные нам два профессора института И.Михальцев и А. Сагалевич. Их не смутило то, что эта фирма еще не построила ни одного ПА. Видимо, и фирму заинтересовала возможность попробовать себя в новом деле, используя богатый опыт эксплуатации подводной техники в России. Год ушел на разработку совместного проекта и технической документации, полтора года — на изготовление узлов и сборку. Работы были достаточно сложны, пришлось привлечь еще около 30 фирм — контрагентов. В ходе работ благодаря ряду технических идей удалось в объеме выделенного финансирования, вместо одного аппарата, построить два — «Мир-1» и «Мир-2». После всесторонних испытаний в 1987 г. эти ПА были приняты в эксплуатацию, и на сегодняшний день это самые глубоководные и самые эксплуатируемые ПА в России [37].