Zdobycie Głębi Challengera. Badacze zobaczyli coś, co nie powinno istnieć

Oto #TOP2022. Przypominamy najlepsze materiały mijającego roku.

Batyskaf Trieste był cudem inżynierii swojej epoki. Gdy okręty podwodne z lat 50. zanurzały się – jak eksperymentalny USS Albacore – na około 500 metrów, batyskaf musiał sprostać warunkom, panującym na głębokości ponad 11 kilometrów: wyprawie do najgłębszego znanego miejsca na Ziemi, czyli położonej w Rowie Mariańskim Głębi Challengera.

Do takiej wyprawy konieczna była konstrukcja, zdolna wytrzymać ekstremalnie wysokie ciśnienie 110 MPa. W praktyce oznaczało to, że na każdy centymetr kwadratowy kadłuba batyskafu był wywierany nacisk rzędu 1,2 tony.

Budowy podjęła się firma Cantieri Riuniti dell'Adriatico, z wolnego miasta Triestu (który później został przyłączony do Włoch). Z tego względu ciśnieniowa kabina załogi Trieste – nazwa nawiązywała do miasta budowy - miała odporną na zgniatanie formę kuli, której ściany tworzyła niemal 13-centymetrowa warstwa stali.

Wspomniane wcześniej porównanie do lodówki nie było bardzo przesadzone – 2 osoby musiały zmieścić się w przestrzeni o średnicy 216 centymetrów. Poza siedzeniami załogi zmieścił się tam tylko absolutnie niezbędny sprzęt.

Kabina załogi była tylko niewielkim elementem, umieszczonym pod zasadniczą częścią batyskafu. Ponieważ była cięższa od wody, musiała zostać umieszczona pod 15-metrowym pływakiem, wypełnionym symetrycznie zbiornikami balastowymi o różnej zawartości.

Obok typowych zbiorników z wodą, którą można było wypompować za pomocą sprężonego powietrza, w Trieste znajdowały się także zbiorniki na benzynę – pełniła ona w tym przypadku rolę nie paliwa, ale lżejszego od wody, nieściśliwego wypełnienia, którego zastosowanie pozwoliło na pozostawienie w pływaku cienkich i lekkich ścian.

Rolę zasadniczego balastu pełniło 9 ton żelaznego granulatu, umieszczonego w dwóch pojemnikach. Taką formę obciążenia wybrano ze względu na fakt, że na znacznych głębokościach bardzo wysokie ciśnienie wody uniemożliwiało zastosowanie rozwiązań typowych dla okrętów podwodnych, gdzie woda ze zbiorników balastowych jest usuwana za pomocą sprężonego powietrza.

Balast Trieste był utrzymywany na miejscu za pomocą elektromagnesów. To pomysłowe rozwiązanie sprawiało, że w razie awarii zasilania obciążenie było automatycznie zwalniane, co pozwalało na samoczynne wynurzenie batyskafu.

Załogę batyskafu podczas rekordowego zanurzenia stanowiło dwóch śmiałków. Konstruktorem podwodnej machiny był Auguste Piccard – znany na całym świecie szwajcarski fizyk i wynalazca, a do tego utytułowany uczestnik zawodów balonowych. Od badaczy teoretyków różnił się tym, że dokonywał swoich doświadczeń osobiście, nieraz w ekstremalnych warunkach.

To właśnie na potrzeby badań zbudował balon stratosferyczny, którym w 1931 roku wzniósł się na rekordowe 15,7 km, badając przy okazji atmosferę i promieniowanie kosmiczne. Badacz współpracował także z Polską Spółką dla Przemysłu Gumowego w Sanoku, planując wykorzystać jej produkty do budowy kolejnych balonów. Jedną ze swoich konstrukcji ustanowił kolejny rekord wysokości lotu, wznosząc się na 23 km.

Po II wojnie Piccard zaczął budować batyskafy – początkowo we współpracy z marynarką francuską, a później – jak w przypadku Trieste – dla marynarki Włoch. Włosi, po serii testów z udziałem batyskafu, zdecydowali się na sprzedanie go marynarce USA.

Amerykanie, zachwyceni możliwościami batyskafu, jako konsultanta zatrudnili syna Auguste’a, Jacquesa Piccarda. To właśnie on miał znaleźć się na pokładzie Trieste podczas rekordowego zanurzenia. Drugim członkiem załogi był 29-letni wówczas Don Walsh, mogący pochwalić się 12-letnim stażem w marynarce.

Z czasem Don dosłużył się stopnia komandora, dowodził własnym okrętem podwodnym, zrobił karierę naukową (w kilku dyscyplinach!), przemierzył wraz z ekspedycjami badawczymi wzdłuż i wszerz Arktykę i Antarktydę, i zdobył uznanie jako jeden z bardziej zasłużonych badaczy głębin, kończąc w międzyczasie studia z nauk politycznych.

23 stycznia 1960 roku Trieste rozpoczął rekordową misję. Zanurzanie trwało prawie 5 godzin, podczas których batyskaf przebył w pionie 11 kilometrów (pomiędzy 10911 i 10994 metrów – dokładna głębokość nie jest znana).

Około 10 kilometra załoga przeżyła chwilę strachu, gdy w kabinie rozległ się przeraźliwy huk. Jak się okazało, jego przyczyną było pęknięcie grubej na kilkanaście centymetrów, zewnętrznej części bulaju, jednak śmiałkowie nie zdecydowali się na przerwanie misji.

Po dokładnie 4 godzinach i 48 minutach Trieste osiadł na dnie. Piccard i Walsh wyjrzeli przez okno i… nic nie zobaczyli. Przyczyną była chmura mułu, podniesiona osiadającym na dnie batyskafem. Dopiero po dłuższym czasie załoga Trieste dostrzegła coś, co w świetle ówczesnej nauki nie miało prawa żyć na tej głębokości – około 30 centymetrową rybę.

Sprzeczna z wiedzą naukową obserwacja była przez wiele lat uważana za złudzenie, jednak późniejsze badania dowiodły, że załoga batyskafu miała rację: złożone organizmy żywe radzą sobie nawet tam, gdzie – z racji ekstremalnego ciśnienia – nie powinno ich być.

Po około 20 minutach na dnie załoga rozpoczęła procedurę wynurzania, obliczonego na około 3,5 godziny. Musieli się spieszyć, bo plan misji zakładał wynurzenie przy świetle dziennym, co miało ułatwić zadanie okrętom, asekurującym na powierzchni misję Trieste.

Jak po wynurzeniu przyznał Don Walsh, obaj śmiałkowie byli przekonani, że przetarli ludzkości szlak do badania ekstremalnych głębin, a kolejni badacze pojawią się w Głębi Challengera maksymalnie 2 lata później. Nie mogli się bardziej mylić: na powtórkę swojej misji musieli czekać 52 lata, gdy największą głębinę Ziemi osiągnął James Cameron.

Regularne badania rozpoczęły się dopiero w 2019 roku, wraz z misją batyskafu Limiting Factor kierowanego przez Victora Vescovo. To właśnie on przetarł szlaki dla regularnych wizyt w największych głębinach planety – od 2019 zorganizowano ich 14, a do liczby tej należy doliczyć jedną, 3-osobową misję w wykonaniu Chińczyków, korzystających z batyskafu własnej konstrukcji.

Popularna do niedawna anegdota głosiła, że dno Głębi Challengera osiągnęło mniej osób, niż powierzchnię Księżyca. To już nieaktualne, bo największą głębinę odwiedziło – na razie – 21 osób. Mimo tego Głębia Challengera (i - szerzej - inne ekstremalne głębiny), eksplorowana także przez bezzałogowe roboty, to wciąż jeden z najsłabiej poznanych obszarów, do których udało się dotrzeć ludzkości.

Namiastkę przeżyć, które stały się udziałem załogi Treiste podczas rekordowego zanurzenia, można obecnie przeżyć we Wrocławiu. To właśnie w Polsce, we wrocławskim centrum wiedzy o wodzie i edukacji ekologicznej Hydropolis, znajduje się najwierniejsza replika historycznego batyskafu.

W przeciwieństwie do eksponowanego w Stanach Zjednoczonych oryginału, z którego usunięto wyposażenie kabiny, polska replika pokazuje wnętrze Trieste w stanie, w jakim korzystali z niego Jacques Piccard i Don Walsh.