В стеклянном шаре - на дно океана

Современная наука относительно мало знает о природе морских глубин. Связано это, прежде всего, с тем, что при погружении растет давление внешней воды, и на больших глубинах оно достигает колоссальных величин. В мире существует несколько глубоководных аппаратов, которые способны погружаться на глубину до 10 километров. Выполнены они из высокопрочной стали, а информацию о событиях за бортом передают при помощи телекамер, расположенных на их борту.

Океанограф Сильвия Эрл выступила с неожиданным предложением построить глубоководный батискаф из стекла. Находясь в таком стеклянном шаре, его пассажир будет иметь отличный круговой обзор. Сильвия уверена, что в таком подводном шаре будет реализован «эффект присутствия», когда ученый будет находиться как бы внутри подводного мира.

Как ни странно, но идея строительства стеклянного глубоководного аппарата не нова. Еще в 60-х годах минувшего столетия нечто подобное рассматривали специалисты ВМФ США. Несмотря на тот факт, что стекло само по себе является достаточно хрупким материалом, оно становится достаточно прочным при погружении в воду на большую глубину. Все дело в том, что под высоким давлением молекулярная структура стекла претерпевает изменения, что делает его более подходящим для исследований морских глубин, чем сталь или титан. Между тем, конечно же, само изготовление прочного стеклянного шара больших размеров представляет сложную техническую задачу.

Молекулярные структуры стекла и воды во многом схожи своей хаотичностью кристаллической решетки. При погружении на большую глубину стекло подвергается действию высокого давления, равномерно распределенного по всем направлениям. Расстояние между молекулами стекла по мере роста внешнего давления уменьшается, стекло становится прочнее. Предварительные расчеты показывают, что стеклянный шар со стенками толщиной 10-15 см способен выдержать давление на дне Марианской впадины. На такой глубине стекло станет настолько прочным, что повредить его сможет только очень сильный удар.

Надо сказать, что некоторый опыт в строительстве больших стеклянных объектов у ученых уже имеется. Речь идет о гигантских зеркалах для телескопов. Специалисты научились изготавливать идеальные стеклянные линзы диаметром более 10 метров. Для этого применяется специальная технология, при которой отлитую стеклянную заготовку постепенно охлаждают в течение нескольких месяцев, сохраняя тем самым ее идеальную форму и избегая развития холодных и горячих трещин.

Одной из наиболее трудно решаемых технических задач при строительстве стеклянного подводного аппарата является сопряжение стеклянных и металлических деталей. Например, совсем непросто врезать в стеклянный корпус дверь для входа и выхода экипажа. Наличие металлических креплений будет создавать усилия растяжения, поскольку поведение металла и стекла под давлением различается. В результате стеклянная кабина может растрескаться.

Одним из вариантов решения проблемы предлагается отлить стеклянный корпус целиком, но для этого понадобятся сложные формы, которые не так-то просто изготовить. В качестве альтернативы предлагается залить расплавленное стекло в формы, а затем спаять две половинки сферы вместе таким образом, чтобы не оставалось ярко выраженного шва, который может стать слабым местом всей конструкции на большой глубине.

Смогут ли ученые и промышленники решить поставленные задачи по изготовлению глубоководного стеклянного батискафа покажет время. В случае успеха океанографы получат в свое распоряжение по истине уникальный инструмент исследования флоры и фауны морских глубин.