Підводні міста майбутнього. Як і навіщо нам заселяти океан

Ах, добродію, залишайтесь тут, живіть у лоні морів! Тут, тільки тут справжня незалежність! Тут нема тиранів! Тут я вільний!

Капітан Немо (Жуль Верн, «Двадцять тисяч льє під водою»)

На прохання наших читачів ми спускаємося на дно морське — туди, де, якщо вірити деяким ученим і фантастам, мешкатимуть наші нащадки. Але чи варто лізти у воду, не знаючи броду? Давайте розберемося — як саме виглядатиме побут акванавтів і чи є сенс у житті під хвилями.

Чому, власне, людству доведеться втекти з суші під воду? Світовий океан покриває близько 70% планети і може бути ідеальним вирішенням проблеми з перенаселенням. Якщо технології ще не дозволяють людям емігрувати на інші планети, але дають можливість будувати недорогі та надійні підводні міста, то чому б декому не прописатися на старих добрих «семи футах під кілем»?

Теорії про деякі катастрофи (забруднення повітря, вірусних епідеміях, атомних війнах тощо) не витримують жодної критики. Вони автоматично виключають проблеми з перенаселенням — адже за подій такого масштабу частина людства неминуче загине. Навіщо тоді тим, хто вижив ховатися у воду — середовище небезпечне і вороже для більшості ссавців?

У «Маракотовій безодні» Конана Дойля жителі Атлантиди, які передбачали загибель своєї країни, збудували Храм Безпеки — щось на зразок бомбосховища з гри Fallout, непроникного для води. Коли їхній материк пішов на дно, вони продовжували жити в Храмі близько восьми тисяч років — причому, маючи передові технології, навіть і не думали про повернення на поверхню.

Забруднення атмосфери? Але дозвольте – адже з повітря зараза потрапить і у воду! Чи не простіше захищатись від кислотних дощів на суші, ніж плавати в морі кислоти? Від радіації, вірусів чи нашестя інопланетян легше ховатися під землею, проте у довгостроковій перспективі підземні притулки незручні. Люди стають залежними від джерел води і обмежені в пересуванні (тільки за заздалегідь прокладеними тунелями або за допомогою «підземних човнів», швидкість яких традиційно невелика), що, у свою чергу, ускладнює розробку корисних копалин і різко збільшує вразливість перед зовнішніми загрозами.

Найрозумніше жити під землею, а пересуватися її поверхнею. Це підходить майже всім сценаріїв Апокаліпсису. Навіть капітан Немо з його «Наутілус», здатним плавати автономно багато років, організував собі базу не на дні, а під відокремленим вулканічним островом.

То чому ж фантасти прагнуть відправити людей під воду? Тваринна біомаса океану перевищує біомасу суші приблизно в 30 разів (основний обсяг сухопутного життя займають рослини). Товщина земної кори тут значно менша, ніж на материках, що дає доступ до незліченних скарбів – від нафтогазових полів до родовищ металів. Зрештою, на дні знаходяться солідні запаси гідрату метану — «енергоносія майбутнього».

Саме з цих міркувань виходили творці ігрової серії Archimedean Dynasty/AquaNox (1996—2003) — мабуть найвідоміших фантастичних «підводних симуляторів». Їхня сюжетна концепція така: до кінця 21 століття запаси корисних копалин на суші вичерпалися. Люди почали активно освоювати океан. Посилення конкуренції за ресурси призвело спочатку до локальних конфліктів, а потім — до глобальної ядерної війни. Ядерна зима, що послідувала за нею, зробила сушу непридатною для проживання. До 27 століття залишки людства перебралися під воду.

Комерція – двигун прогресу. Нині більшість технологічних проривів робиться над закритих урядових інститутах, а лабораторіях транснаціональних корпорацій. Якщо приватні польоти до космосу почнуть приносити прибуток, ми з вами проводитимемо відпустки на Місяці. Якщо ставити нафтові вишки на морському дні виявиться вигідніше, ніж у пустелі, — готуйтеся до занурення.

Відправною точкою технології створення підводних фабрик можуть стати сучасні нафтогазові платформи. Пальма першості тут належить нашій країні — вірніше Радянському Союзу, який почав будувати місто-острів «Нафтове каміння» (Каспійське море, 110 км від Баку) у 1948 році.

Зараз ця платформа — якщо її так можна назвати — є мережа застарілих естакад (для руху транспорту відкрито лише 50 км доріг), селище з 2-, 3-, 9- та 16-поверховими будинками, електростанцією, котельнею, магазинами, лікарнею, аптекою, їдальнею, гуртожитком, готелем, клубом, хлібозаводом, лимонадним цехом, дитячим садком, бібліотекою та футбольним полем.

Інші видобувні платформи мають набагато скромніші розміри, хоча їм належить кілька «найбільш-самих» рекордів. Наприклад, платформа «Петроній» у Мексиканській затоці вважається найвищою структурою, зведеною людиною. Цей монстр піднімається над водою на 75 метрів, а довжина його бетонних «ніг» становить 534 метри.

Для нафтогазових платформ максимальна глибина рентабельності становить близько 2 км. Нафта постійно дорожчає, тому теоретично одного разу може настати момент, коли збільшувати довжину опор стане дорожче, ніж забезпечувати герметичність «житлової» зони, і платформи підуть під воду. Так з’являться перші справжні «підводні міста» — спочатку розраховані лише на позмінну роботу (як і у разі деяких сучасних платформ, житлові зони можуть розташовуватися окремо від видобувних), а згодом, можливо, і на постійне проживання людей.

Уявіть собі сучасний підводний човен, розрахований на багатомісячне плавання в зануреному стані. Здавалося б: прибери зброю з двигунами, додай побутових зручностей, закріпи її на ґрунті — і річ у капелюсі? На жаль, все набагато складніше.

Майже всі вітчизняні підводні човни мають подвійний корпус (на відміну від американських, що хизуються в одній «сорочці») — зовнішній, «м’який», що надає човну обтічну форму, і внутрішній, розрахований на опір жахливому тиску. Російська конструкція набагато витратніша, проте вона знижує шуми човна, дозволяє встановлювати частину обладнання між корпусами (заощаджуючи місце у відсіках) і захищає внутрішній корпус від деяких впливів – наприклад, коли субмарина пробиває, точніше продавлює лід. Проект 705 «Ліра» та К-278 «Комсомолець» занурювалися на глибину понад 1 кілометр (щоправда, жорсткий корпус після цього доводилося лагодити).

Чи потрібне все це підводному місту? І так і ні. Російські підводні човни успішно «пірнали» на 1000 метрів (а з чуток, і на всі 1300), проте могли перебувати там дуже недовго. Спроби зробити субмарину «глибоководнішою» неминуче перетворюють її на батискаф.

Дійсно, підводному житлу не потрібні обтічні форми. Жорсткі корпуси підводних човнів мають круглий переріз (завдяки якому вода стискає їх рівномірно, а не продавлює в окремих місцях), проте сферична форма гондоли батискафу розподіляє тиск ще ефективніше.

Другий, м’який корпус у пригоді підводному будинку для захисту від різних впливів (зіткнень з плавальними апаратами, падіння «сміття» зверху, аварій на трубопроводах і т. д.), але на практиці дешевше буде звести навколо будинку міцний сітковий каркас.

Таким чином, ідеальний підводний будинок – це куля. Для збереження жорсткості корпусу замість ілюмінаторів краще використовувати телекамери. З роллю причалу добре впорається старий добрий «підводний дзвін», доопрацьований для використання на високих глибинах.

У романі «Підводне місто» Фредеріка Пола та Джека Вільямсона (1958) розселення людини під водою стало можливим завдяки винаходу іденіту — матеріалу, здатного витримувати будь-який тиск. Насправді найміцніші корпуси для підводних човнів та батискафів виготовляються з титану. У найближчому майбутньому тільки цей метал зможе стати «будівельною цеглою» для підводних міст. Примітно також, що розсипні родовища титану знаходяться у берегових зонах.

Надійність такого будинку залежить від того, наскільки точно дотримана його сферична форма. Відхилення кривизни поверхні на кілька сантиметрів збільшить тиск у цій точці на 30%. Оскільки йдеться про тиски близько тонни на квадратний сантиметр, виробництво глибоководних апаратів коштує величезних грошей (ціна висококласних підводних човнів обчислюється мільярдами доларів). Для порівняння, передбачувана вартість обльоту Місяця «космічним туристом» на кораблі «Союз» складає близько 100 мільйонів доларів з особи (за оцінкою компанії Space Adventures).

Виникає питання — невже будівництво глибоководних міст буде комерційно виправданим? Якщо йдеться про глибини понад один кілометр, то у найближчі 10—20 років відповідь одна — ні. 1960 року швейцарсько-американський батискаф «Трієст» підкорив глибину 10916 метрів (Маріанська западина), проте акванавти провели на дні всього 12 хвилин. За минулі 47 років не було створено жодного апарату, здатного повторити цей рекорд.

Космічна станція може коштувати дешевше, ніж підводне місто. Та чи варто нам прагнути вглиб? Розташування будинків та комунікацій на скельному ґрунті не можна назвати безпечним. Ми ще дуже мало знаємо про геологію дна Світового океану, але навіть найменше зрушення його поверхні може призвести до катастрофічних наслідків для підводного міста.

У цьому сенсі найбільший океан планети — Тихий — мало придатний для «придонної» колонізації, адже вздовж Австралії, східного узбережжя Азії та західного берега обох Америк розташована так звана «Вогняна каблучка» — зона, де відбувається до 90% найсильніших землетрусів планети.

Вихід все ж таки є. При необхідності розробки глибоких родовищ житлові сфери бурових «платформ» можуть встановлюватися на глибинах до 1 кілометра, а їхня підстава йти вниз ще на 2—3 кілометри. Використання батискафних поплавців (ємностей з легкою рідиною, що не стискається — наприклад, бензином) і бетонних опор у поєднанні з якірними тросами зробить таке місто практично «непотоплюваним». Він буде недосяжний для штормів та айсбергів. Решта — справа техніки.

Глибина близько 1000 метрів вигідна для розташування підводних міст ще й тому, що поряд з нею (в помірному кліматі — дрібніше, у тропічному — глибше) найчастіше знаходиться «підводний звуковий канал» — глибина, де акустичні хвилі поширюються з мінімальною швидкістю, але на максимальні відстані в сотні та тисячі кілометрів.

Кисень вироблятиметься електролізом води, електрика — атомним реактором, сонячними батареями або тепловими двигунами, що працюють на різниці поверхневої та глибинної температур води, а вуглекислота нейтралізуватиметься абсорбентом. Прісну воду дадуть фільтри зворотного осмосу. Транспортування людей і вантажів може здійснюватися вантажними підводними човнами (гігантськими танкерами — батискафами), або ліфтами на кшталт «космічних» — з герметичними кабінами та надміцними тросами.

При розробці корисних копалин не слід забувати про можливість виявлення порожнин у щільному скельному ґрунті. Те, що важко зробити людині, цілком під силу природі: печери, що глибоко залягають, в сейсмічно стабільних районах океанічного дна здатні витримати колосальний тиск води і надати людям відмінні умови для життя.

За допомогою електролізу морської води та осадження солей на електродах (гідрооксид магнію, карбонат кальцію) можна отримати «морський бетон» сикріт (seacrete) – більш щільний та міцний, ніж звичайний бетон. На жаль, вартість отримання 1 кг цієї речовини поки що велика — понад 1 долар.

Вихід підводних городян назовні буде вкрай обмежений. Інженерні роботи дістануться радіокерованим роботам чи водолазам у твердих скафандрах. Підвищення тиску повітря всередині житлових приміщень для ослаблення навантаження на стіни можливе, але небажане, оскільки це різко здорожчить утримання підводних будинків та зменшить комфортність життя акванавтів.

Все вищеописане технічно можливо, але, на жаль, комерційно неможливо. Підводні поселення потребують багатомільярдних витрат. Життя в них пов’язане з величезним ризиком, а неминуча «солдатська» дисципліна та мінімальний рівень комфорту (в екранізації роману Майкла Крайтона «Сфера» акванавти жили в чомусь на зразок високотехнологічної підводної вілли — але ж це фантастика!) зроблять підводні поселення. що для відданих захисників людства (X-COM: Terror from the Deep) або мазохістів-самогубців.

Досліди із підводними поселеннями стали масово проводитися після Другої світової війни. Піонером тут був Жак-Ів Кусто. Фінансування йшло від французьких нафтовиків, які мріяли опустити свої видобувні платформи ближче до джерела сировини. Початковий проект «Станції континентального шельфу» був вкрай амбітний (постійне проживання групи людей на глибині 300 метрів), але реалізація виявилася набагато скромнішою.

Коншельф 1 був зведений (хоча правильніше було б сказати – опущений) на глибині 10 метрів поблизу Марселя. Два акванавти прожили в ньому тиждень, випробовуючи нові дихальні суміші на основі гелію.

Коншельф 2 побудували роком пізніше у Червоному морі поблизу Судану. Шестеро людей провели цілий місяць на глибині від 10 (дрібний будинок) до 26 (глибоководний будинок) метрів. Ця «океанічна вілла» включала гараж для субмарини (прозваної «пірнаюче блюдце») і «акулопритулок» – клітину з міцних сталевих прутів. Повітря, їжа та прісна вода подавалися зверху командою підтримки. Фільм, знятий Кусто про цей експеримент, отримав «Оскар» як найкращу документалістику року.

Вершиною підводного містобудування Кусто став Коншельф 3 (1965, Середземномор’я). Ця станція була найбільш автономною. Вона являла собою величезну сталеву кулю, встановлену на глибині 100 метрів, усередині якої були всі зручності: кухня, спальна, санвузол (включаючи душ), лабораторія і навіть підводна оранжерея. У будинку також був телефонний зв’язок з поверхнею та макет бурової установки, на якій шість акванавтів відпрацьовували техніку видобутку нафти під водою. Акванавти дихали геліоксом – сумішшю з гелію та кисню. Його щільність набагато нижча, ніж у повітря, тому акванавти говорили один з одним фальцетом, а лабораторні жаби співали, як канарки.

Американські ВМС вирішили не відставати від французів і у 1964—65 роках збудували поблизу Бермуд кілька версій лабораторії SEALAB. Припаси для акванавтів доставлялися дресированим дельфіном Таффі. Закінчився цей експеримент не дуже добре — лабораторію вирішили опустити на 185 метрів, вона почала протікати, і один із акванавтів, що вийшли, щоб залатати тріщини, трагічно загинув (підозрюється диверсія, всі матеріали досі засекречені).

У 1965 році астронавт та акванавт Скотт Карпентер провів у SEALAB II 30 днів. Коли йому зателефонував Президент США Ліндон Джонсон, щоб привітати із цим досягненням, стався конфуз. Карпентер знаходиться в декомпресійній камері з гелієм, тому його писк звучав абсолютно неперекладно.

У 1966 році американські екологи побудували станцію Hydrolab, а через три роки NASA організувала підводну лабораторію Tektite для «обкатки» умов проживання в космічному кораблі. Подібні експерименти йшли по всьому світу: кубинсько-чеське «Карибське море-1», болгарський «Хеброс-67», польська «Медуза», німецький «Мальтер» та «Гельголанд», італійська «Атлантида», канадська «Сублімніс», радянські « Іхтіандр-66», «Садко», «Спрут» та «Чорномор».

Незабаром ентузіазм дослідників згас. З’ясувалося, що створення підводних поселень коштує величезних грошей, їх експлуатація дуже ризикована, а дистанційно керовані апарати справляються з глибоководною роботою набагато краще за людей. Нині діє лише одна підводна лабораторія — американський «Акваріус», який використовується для дослідження коралових рифів та симуляції космічних місій.

У Дубаї (ОАЕ) планували збудувати 10-зірковий підводний готель «Гідрополіс». На 20-метровій глибині Перської затоки розташуються 220 номерів із прозорими плексигласовими стінами. Повідомлення з «великою землею» здійснюється залізничним тунелем. Відкриття готелю було призначено на кінець 2007 року, але його відклали, оскільки араби хочуть забезпечити гостям максимальну безпеку. У будь-якому випадку, першим він вже не буде: існує вже кілька підводних готелів (або готелів з підводними приміщеннями), у тому числі Jules’ Undersea Lodge у Флориді та Manta Resort у Занзібарі.

Правда про підводні поселення така: зараз вони нікому не потрібні. Імітацію невагомості простіше та безпечніше здійснювати у басейні (наприклад, у гідролабораторії Зоряного містечка). Нафтовикам звичніше будувати гігантські видобувні платформи, а не викидати гроші на сумнівні підводні авантюри. Багаті туристи відвідуватимуть підводні готелі лише до першого нещасного випадку – як це було з Конкордом.

Мрія Кусто може здійснитися лише тоді, коли людство дістанеться супутника Юпітера — Європи, під поверхнею якого, ймовірно, прихований океан. Якщо нам не судилося стати «янголами моря» на своїй планеті, то, можливо, повезе за її межами?

Цікаві статті на цю тему:

• Освіта майбутнього: ідеї фантастів та вчених
• Найромантичніші місця для побачень у Сонячній системі
• Чудернацькі будівлі та божевільні будівельники: піраміди, вежі та дерев’яний хмарочос
• Термоядерний синтез: енергія майбутнього?
• Справжній кам’яний вік: яким було життя первісних людей
• Амазонки: реальні та міфічні
• Падіння метеоритів на Землю: великі катастрофи та перспективи
• Земля вкрита водою — Світ без суші
• Фото чорної дірки в центрі галактики: як воно зроблено і чому важливо
• Тактика космічних воєн майбутнього
• Топ 10 ключових подій в історії України: від становлення держави до євроінтеграції