Batyskaf

Tyto bathyscaphes jsou podvodní přístroje hlubinné průzkumu .

V provozu od roku 1948 do roku 1982 byly tehdy jedinými stroji schopnými dosáhnout největších hloubek (-10 916 metrů, v Mariánském příkopu ,23. ledna 1960). Do začátku roku 2010 se na taková místa mohla dostat pouze dálkově ovládaná vozidla ( ROV ), například Nereus . Batyskaf, který vynalezl profesor Auguste Piccard a zdokonalil ho jeho syn Jacques Piccard , sestává z těžké sférické ocelové kabiny , která pojme dva nebo tři cestující, zavěšenou na plováku naplněném lehkým benzínem, který kompenzuje hmotnost vložky. “ společně podle Archimédova principu . Batyskaf sestupuje gravitací a stoupá uvolněním balastu.

Batyskafy vzhledem ke své velikosti a hmotnosti nemohli být vzati na palubu a museli být taženi doprovodným plavidlem. Byly nahrazeny menšími, lépe zvládnutelnými ponorkami (koule s vysokou mezí pružnosti z oceli nebo slitiny titanu a kompozitní plovák ).

Slovo batyskaf , vytvořené profesorem Piccardem v roce 1946 , pochází z řeckého bathus (hluboký) a skaphos (člun). Profesor Piccard dříve používal pro pojmenování svého vynálezu slovo thalassosféra .

Evidence

23. ledna 1960, 1:06 hod .: Batyskaf USS Trieste dosahuje rekordní hloubky 11 521 metrů, což je hodnota interních indikátorů. Tato hodnota byla později opravena na přibližně 10 800 metrů v příkopu Mariany .

Popis

Prostor pro cestující, který byl snížen na minimum, aby se minimalizovala hmotnost a aby byl schopen odolat velmi vysokým propastným tlakům ( 1 000  barů ve výšce 10 000  m ), se skládá z ocelové koule s vnitřním průměrem asi dva metry a tloušťkou devět až patnáct centimetrů v závislosti na maximální provozní hloubka. Plovák vyrobený z oceli a hliníku obsahuje benzín lehčí než voda. Aby se zabránilo jeho rozdrcení během ponoru, je plovák ve své spodní části otevřený, aby vyrovnal vnitřní a vnější tlaky. Proto je struktura relativně lehká. Benzín byl vybrán, protože je ekonomický a kapalný , zatímco plyny jsou příliš stlačitelné pro velmi hluboký ponor. Na dolním konci otevřená sila ve tvaru trychtýře obsahují jako zátěž litinovou ránu. Za normálního provozu je tok střely blokován magnetickým polem vytvářeným elektromagnety. Objemy benzínu a broků jsou upraveny tak, aby ponořená batyskafa měla nulovou hmotnost. Na povrchu předřadníky naplněné vzduchem zajišťují jeho flotaci.

Úkon

Na rozdíl od vojenské ponorky , navržené k horizontálnímu pohybu a vyvážení její váhy při ponoření do Archimédova tahu, je batyskafa prakticky bez pohonu (má pouze malé vrtule poháněné motory. Nízký výkon) a klesá ponořená, je „těžší než voda".

K zahájení sestupu jsou předřadníky očištěny od vzduchu a naplněny mořskou vodou, což má za následek zvýšení hmotnosti stroje (která se tak stává větší než tah Archimeda). Během klesání se benzín plováku stlačí, což snižuje vztlak; výsledná vyšší hmotnost je potom kompenzována ekvivalentním uvolňováním štěrku, řízeného přerušením elektrického proudu dodávajícího elektromagnety.

Na dně manévrovací vrtule umožňují malé pohyby.

Abychom šli nahoru, upustili jsme štěrk.

Toto zařízení pro odpojení od sítě působí ve smyslu bezpečnosti, protože v případě elektrické poruchy se batyskaf může pouze rozsvítit a znovu stoupat.

Provoz batyskafu.
  • Batyskaf plave a připravuje se na ponor.
  • Batyskaf zvyšuje svoji váhu nahrazením objemu balastních nádrží mořskou vodou a klesá, protože Archimédův tah je menší než hmotnost.
  • Batyskaf je umístěn na dně. Archimedův tah je stejný nebo o něco menší než hmotnost.
  • Batyskaf upustí balast a jde nahoru. Archimédův tah je větší než hmotnost.

Ilustrace: Terstská koule vyrobená v Terni v Itálii. Jeden si může všimnout okénka a všude kolem, dvanáct vývodů pro elektrické kabely a hydraulické potrubí; vlevo nahoře, spodní konec střeleckého sila s elektromagnetickým ovládáním .

Různé batyskafy

Batyskaf Roky služby Stavitel Uživatel Přístupná hloubka Řazení
FNRS 2 1948 FNRS (Belgie) Auguste Piccard (Švýcarsko) 4000  m 40 tun
FNRS 3 1954-1961 FNRS (Belgie)
Národní námořnictvo (Francie) 		Francouzské námořnictvo
a CNRS (Francie) 		4000  m 90 tun
Terst 1954-1964 Auguste Piccard (Itálie, Švýcarsko) Auguste a Jacques Piccard (Švýcarsko),
americké námořnictvo 		Poškozená koule  : 4000  m Kruppova
koule  : 11 000  m 		125 tun
150 tun
Archimedes 1961-1974 Národní námořnictvo (Francie) Francouzské námořnictvo
a CNRS poté CNEXO (1969-74) 		11 000  m 200 tun
Terst II 1964-1966 Americké námořnictvo Americké námořnictvo první verze: 4 000  m 200 tun
1966-1983 Americké námořnictvo Americké námořnictvo nejnovější verze: 6 000  m 300 tun

Fnrs-2

Po přerušení v důsledku druhé světové války pokračuje švýcarský profesor Auguste Piccard z bruselské univerzity v práci na propastném průzkumném stroji. V roce 1948 navrhl svůj první batyskaf a pokřtil jej FNRS 2 jako uznání Národního fondu pro vědecký výzkum, belgické organizace, která ho vždy podporovala. Finanční prostředky, které jsou dostačující na první ponoření, neumožňují vybudování komplikované batyskafy. Fnrs-2 nemá přístupový hřídel pro posádku z povrchu a plovákem, snižuje na funkci obalu benzínu, nemá strukturu vhodnou pro vlečení na volném moři.

Koule, složená ze dvou hemisfér, byla vržena a poté otočena na Usines Émile Henricot ( Belgie ). Váží 11 tun a vydrží ponoření 4000 metrů. Jeho vnitřní průměr je 2 metry. Jeho tloušťka je 9 centimetrů a 15 centimetrů blízko obou okének. Jsou zúžené a vyrobené z polymethylmethakrylátu . Plovák je tvořen sedmi nádržemi o celkovém objemu 30  m 3 benzínu chráněnými plechovým trupem o tloušťce jednoho milimetru. Batyskaf je sestaven v Antverpách ( Belgie ) společností „Mercantile Marine Engineering Cie“.

FNRS 2, aniž by byly testovány, se vydaly na Dakar ( Senegal ), kde poskytlo pomoc francouzské národní námořnictvo , poté byly nasměrovány na Kapverdské ostrovy , kde měly být testy provedeny. První ponor do 25 metrů rychle ukáže hranice možností, které byly provedeny. První cestující ( Auguste Piccard a akademik Théodore Monod ) jsou uvězněni ve sféře, zatímco batyskaf je stále na palubě Scaldis , podpůrného plavidla. Fnrs-2 byl uveden na vodě a pak začal dlouhou a delikátní manévr plnění palivové nádrže. Po čtvrthodinovém efektivním ponoru musí být provedeny zpětné manévry. Cestující jsou propuštěni až po dvanácti hodinách. Druhá zkouška, provedená o několik dní později bez cestujícího, automaticky zasílá ponorku do hloubky 1380 metrů. Na zpáteční cestě změněné moře neumožňuje nástupní manévry. Právě s trvale poškozeným plovákem byl batyskaf tažen na pobřeží, poté přiveden zpět na palubu a ukončil tuto testovací kampaň.

Fnrs-2 prokázala platnost batyskafu a také nutnost vytvořit ponorným, které musí být taženo. Avšak bez lidského záznamu je veřejné mínění značně rozděleno. Koncept batyskafu vděčí za své přežití pouze odhodlání profesora Piccarda a zájmu, který o něj projevili někteří důstojníci francouzského námořnictva.

Fnrs-3

Během měsíců následujících po ponorech FNRS 2 je budoucnost batyskafu nejistá. Plovák je zničen, koule je uložena v Toulonu (Francie). V roce 1950 byla podepsána dohoda mezi belgickým Národním fondem pro vědecký výzkum (FNRS), vlastníkem sféry, a francouzským národním námořnictvem . FNRS přispěje na financování nové batyskafy, která bude postavena v Toulonském arzenálu. Ponorka bude pokřtěna FNRS 3 a po třech hlubokých ponorech bude patřit francouzskému námořnictvu. Inženýr Pierre Willm je jmenován vedoucím projektu a poručík-velitel Georges Houot je jmenován velitelem batyskafu . Profesor Piccard byl jmenován technickým poradcem, ale ne vedoucí projektu. Jelikož se pracovní podmínky mezi francouzským námořnictvem a jeho samotnými staly stále obtížnějšími, Auguste Piccard opustil projekt v roce 1952. Francouzská CNRS (Národní středisko pro vědecký výzkum) poté vytvořila „laboratoř batyskafů“, která se postarala o realizaci vědecké vybavení batyskafu.

Koule používaná FNRS 3 je sféra FNRS 2 . Plovák vyrábí arzenál Toulonu. Jeho silueta připomíná klasickou ponorku . Délka je 16 metrů a šířka je 3,35 metrů. Skládá se ze třinácti nádrží, z nichž dvě jsou pro vyvažování a jedna pro vypouštění, celkem téměř 80 metrů krychlových benzínu . Má vanu, ze které vychází přístup ke kouli, a je vybavena stabilizačními žebry umístěnými po obou stranách.

V létě roku 1953 začali Georges Houot (pilot) a Pierre Willm (inženýr) testovat FNRS 3 ve Středomoří . Rychle dosáhnou 2100 metrů. S touto sérií ponorů je FNRS 3 oficiálně převeden do Francie dne24. září 1953. V lednu začíná kampaň mimo Dakar ( Senegal ), která vrcholí skokem do výšky 4 050 metrů15. února 1954, což je rekord a nejhlubší ponor ve FNRS 3 . Po třech hodinách potápění je dosaženo dna. Film Jacques Ertaud , Profondeur 4050 , dokumentuje historii tohoto prvního ponoru. Tento rekord bude trvat šest let, než ho v roce 1960 sesadí z trůnu americký batyskaf Terst. V následujících letech pracovalo na palubě batyskafu mnoho vědců.

V roce 1960 byl FNRS 3 odzbrojen poté, co provedl 80 operačních ponorů.

Tyto fnrs-3 umožnil vědcům sestoupit do velkých hloubek k provádění svého výzkumu, zatímco do té doby mohly fungovat pouze z povrchu. S tímto ponorem získalo francouzské námořnictvo technologii, která mu o něco později umožní postavit batyskaf, který může sestoupit do největších hloubek. Bude to Archimedes .

Trieste

Profesor Piccard pracoval na projektu FNRS 3, když v roce 1952 obdržel od italských průmyslníků návrh na vybudování dalšího batyskafu. Rostoucí nepochopení, které se urovnalo mezi francouzským námořnictvem a profesorem, ho rozhodlo přijmout. Auguste Piccard vede stavbu nové ponorky s názvem Terst na počest italského města, které projekt hostí. Tento batyskaf je financován Itálií a Švýcarskem .

Koule, která má stejný tvar jako koule FNRS 2 , je kována v ocelárnách „Società per l'Industria e l'Elettricità“ v Terni ( Itálie ). Plovák z měkké oceli staví „Cantieri Riuniti dell 'Adriaco“ v ​​Terstu. Má válcovitý tvar s luky na koncích. Jeho délka je 15,10 metrů a jeho průměr je 3,50 metrů. Jeho třináct nádrží, včetně přídavné nádrže, pojme 110 kubických metrů benzínu. Luky slouží jako vzduchové komory ke zlepšení vztlaku na povrchu. Vnější plášť je tlustý 5 milimetrů a vnitřní příčky jsou vyrobeny ze 3 milimetrového vlnitého plechu . Jeho hmotnost je 15 tun. Plovák protíná přístupový komín ke kouli, který vede do kubického kiosku. Je vybaven středovou deskou a vnitřními kýly. Celý batyskaf sestává z „Navalmeccanica“ v Castellammare di Stabia ( Itálie ).

První testy byly provedeny za pomoci italského námořnictva v létě roku 1953 . První hluboký ponor trvá Auguste Piccard a jeho syn Jacques na 1080 metrů. O několik dní později30. září 1953, Terst dosahuje 3050 metrů od ostrova Ponza . Toto je poslední ponor profesora, který nyní ponechá pilotování batyskafu svému synovi. V letech 1954 a 1955 Piccards vylepšily ponorné plavidlo, ale kvůli nedostatku zdrojů nebylo prováděno žádné hluboké potápění. V roce 1956 švýcarské fondy a pomoc italského námořnictva umožnily obnovit hluboké ponory. V té době se americké námořnictvo začalo zajímat o Terst . Byla podepsána dohoda s ONR (Office of Naval Research, USA) o společném používání batyskafu pro sezónu 1957 . Na konci této plodné kampaně byla v roce 1958 podepsána nová dohoda . Trieste je přenesen do amerického námořnictva a Jacques Piccard udrží kontrolu nad ponory. Naložen na nákladní loď, batyskaf dorazí do San Diega v Kalifornii . V roce 1959 se Trieste provádí některé skoky, ale především byl upraven pro ponor do Mariánského příkopu .

Cílem je dosáhnout hloubky 11 000 metrů, základním prvkem, který je třeba změnit, je sféra Terni . Krupp vytváří novou sféru . Německá firma, která nedokázala otočit dvě hemisféry, kuje kouli na tři části: prsten a dvě čepice. Váží 13 tun. Jeho tloušťka je 12 centimetrů vyztužená na 18 centimetrů kolem světlíků. Vnitřní průměr je 1,94 metru. Je vybaven „Ateliers de Constructions Mécaniques“ ve Vevey ( Švýcarsko ). Kvůli kompenzaci hmotnosti nové kabiny a přídavného štěrku se plovák prodloužil na 17,60 metrů, čímž se objem paliva zvýšil na téměř 130 metrů krychlových.

Historický ponor z 23. ledna 1960 : Mariana Trench, -10 916 metrů.

V říjnu 1959 byl Batyskaf Terst, vybavený novou sférou, přepraven nákladem na námořní základnu v Guamu poblíž Mariánského příkopu . Testy vedly k rekordním hloubkám 5 530 a 7 025  metrů . Navzdory posunutí jedné z čepic je opravený Terst považován za vhodný pro potápění. Terst byl tažen na čtyři dny na místo Challenger Deep , depresi o délce sedm krát dva kilometry, o které je známo, že je možná nejhlubším místem na Zemi, a rychle ji připravili Jacques Piccard a poručík Don Walsh . The23. ledna 1960v 8  h  23 batyskaf opustil povrch, zaváhal na mělkých termoklinech a poté sestupoval rychlostí jednoho metru za sekundu. Proudy, tedy drift, nejsou známy. Kvůli bezpečnosti je rychlost snížena na 60 centimetrů za sekundu v osmi tisících metrech, poté na 30 centimetrů za sekundu pod devíti tisíci metry. Při 13  h  6 se Trieste sedí na dně Mariánského příkopu. Tlak je 1 156  atmosfér  ; výpočet dává hloubku 10 916 metrů až plus mínus padesát metrů. Kolem okénka projde ryba. To potvrzuje, že rozvinutý život existuje hluboko v oceánech. Jacques Piccard a Don Walsh, dva nejhlubší muži na světě, pozorují a provádějí plánovaný program experimentů. O půl hodiny později posádka zahájila výstup. Rychlost se postupně zvyšuje a dosahuje 1,5 metru za sekundu. V 16  hodin  56 je Terst zpět na povrchu.

Po těchto potápěčských záznamech byl Terst znovu vybaven sférou Terni a odsuzoval ji, aby již nepřesahovala 4000 metrů. Podílel se na hledání americké jaderné ponorky USS  Thresher  (SSN-593) potopené v severním Atlantiku , poté byl v září 1963 vyřazen z provozu, aby uvolnil cestu Terstu II .

Tyto Archimedes

Úspěch a spolehlivost FNRS 3, jakož i zájem vědců o studium hlubinného dna vedly velitele Georgese Houota a námořního inženýra Pierra Willma k zvážení výroby nového zařízení v roce 1955.: bude muset být schopen dosáhnout nejhlubší dno planety (11 000 metrů v Mariánském příkopu v Pacifiku ), aby byly lépe ovladatelné, aby mohly být snadněji vlečeny a nabídly více prostoru pro vědce.

V listopadu 1955 vyjádřili členové výboru batyskafů přání, aby byl tento stroj postaven. Námořnictvo poté požádá Willma a Houota, aby prostudovali předběžný návrh a vyčíslili náklady na stavbu. V roce 1958, za vyzvednutí potřebných peněz (za účasti Belgie díky profesorovi Dubuissonovi), byla zahájena výstavba v Toulonu .

Nový batyskaf, původně pojmenovaný B 11 000 (B pro Batyskafel), protože mohl dosáhnout hloubky 11 000 metrů, byl nakonec pojmenován „Archimedes“ a byl spuštěn dne28. července 1961.

Jeho vlastnosti jsou následující: délka 22,1 metrů, šířka 5 metrů, výška 8 metrů; koule má vnitřní průměr 2,10 metru, tloušťku 15 centimetrů a 3 okénka, plovák má 20 palivových nádrží ( 171 000  litrů) a odhoditelnou palivovou nádrž ( 3 700  litrů).

Provádění a podpora Archimédů zajišťuje člun francouzského námořnictva Marcel Le Bihan .

Velitel Houot velí tomu, čemu se dnes říká „skupina batyskafů“.

Po uspokojivých zkouškách ve Středomoří se objevuje volba mořského dna k testování zařízení ve velkých hloubkách. Z rozpočtových a politických důvodů jde do Kurilské příkopu v severním Japonsku. Sovětské oceánografické plavidlo tam skutečně detekovalo hloubku 10 500 metrů (ve skutečnosti bude poznamenáno, že hloubka nepřesahuje 9 500 metrů).

The 15. července 1962Houot a Willm provedou první hluboký ponor Archimédů . Zasáhli dno ve výšce 9 200 metrů a zůstali tam 3 hodiny.

V následujících dnech proběhly další zkušební ponory, z nichž jeden umožňoval dosáhnout dna ve výšce 9 500 metrů.

Nyní je Archimedes funkční a poté jej lze pravidelně používat pro vědecký výzkum.

Od roku 1962 do roku 1974 provedli Archimedové 208 provozních ponorů na propastných pláních a ve velkých částech světa (Středomoří, Japonsko, Portoriko, Řecko, Madeira a Azory). Tyto Archimedes byl poprvé pilotoval velitel Houot (65 ponorů), pak druhými důstojníky O'Byrne, de Froberville (který v roce 1970 převzal velení nad Groupe des bathyscaphes), de Guillebon a Harismendy). 38 vědců z různých oborů a národností se mohlo ponořit do provádění vědeckých programů.

V roce 1974 se Archimédové zúčastnili francouzsko-americké podmořské studie FAMOUS (francouzsko-americká středooceánská podmořská studie), která prozkoumala geologii středoatlantického hřebene.

Trieste II

Po prvním kampaň se ponoří Terst na vraku Tresher v roce 1963, nový plovák je postaven v roce 1964 a batyskaf a aktualizován, ale stále vybavena oblasti Terni je pokřtěn Trieste II , on se vrátil k službě 1. st června 1964. Provozní výkony jsou však tak slabé, že v roce 1966 se námořnictvo rozhodlo vyměnit koule i plovák. Vypočítá se, že nová koule sestoupí do 6000 metrů. Díky výtlaku 300 tun se z této nové verze Terstu II stane největší batyskaf, jaký byl kdy postaven. Používán výhradně námořnictvem pro jeho vlastní potřeby, po velkém seřízení v roce 1970 se nazýval DSV-1 . V roce 1972 obnovil mimo jiné film ze špionážního satelitu KH-9 v hloubce téměř 5 000  m . Příslušník Submarine Development Group One (SUBDEVGRU 1) do roku 1980 bude definitivně vyřazen z provozu v roce 1983. Tři verze Terstu uskuteční celkem 50 vědeckých misí, zbytek jejich činnosti bude vojenský.

Místa konání výstav

Batyskaf muzeum Město Země Specifika  
FNRS 2 Tento batyskaf již neexistuje.  
FNRS 3 Královská věž Toulon Francie  
Terst Muzeum amerického námořnictva Washington DC USA s Kruppovou sférou . Koule Terni je vystavena poblíž
Archimedes Město moře Cherbourg-en-Cotentin Francie  
Terst II Námořní podmořské muzeum Keyport (stát Washington) USA Nejnovější verze s koulí 6000 metrů

Chronologie

Poznámky

Podívejte se také

Související články

externí odkazy

Bibliografie

Poznámky a odkazy

  1. Jean-Luc Goudet, „  před 50 lety, Jacques Piccard v hlubinách světa  “ , na Futuře ,23. ledna 2010(zpřístupněno 6. února 2015 ) .
  2. Jedná se o druh podvodní verze balónu, který umožňuje zkoumání vertikality hydrostatickými prostředky .
  3. „  A Record Dive  “ , na Rolexu (přístup k 6. února 2015 ) .
  4. „  SLÁVNÁ kampaň: operace Famous, již třicet let.  » , On Ifremer .fr (konzultováno 6. srpna 2009 ) .
  5. (in) „  Podvodní ledová stanice Zebra: Obnova tajné špionážní satelitní kapsle ze 16 400 stop pod Tichým oceánem  “ , na Ústřední zpravodajské agentuře ,2012(zpřístupněno 6. února 2014 ) .
  6. (in) „  Deep Submergence Vehicles  “ ,6. března 1999(zpřístupněno 6. února 2015 ) .
  7. (in) „  Terst II  “ , na velitelství námořní historie a dědictví ,8. dubna 2014(zpřístupněno 6. února 2015 ) .
  8. Jean Jarry , Dobrodružství batyskafů. : Námořníci, inženýři a vědci v hlubinách moří , Éditions du Gerfau,17. dubna 2003, 305  s. ( ISBN  978-2-914622-22-6 , online prezentace ) , s.  131-141.
  9. (in) „  Deepsea Challenge  “ na Deepsea Challenge (zpřístupněno 11. září 2014 ) .
  10. „  Cameron, Fossett, Branson: kdo jsou tito extrémně dobrodružní milionáři?“  » , Na La Dépêche ,26. března 2012(zpřístupněno 6. února 2015 ) .
  11. (in) Stephanie Fitzherbert, „  Nejhlubší ponorka v historii, expedice Five Deeps dobývá Challenger Deep  “ na https://fivedeeps.com/