Введение

Успехи, достигнутые в покорении подводного мира, невелики по сравнению с достижениями в освоении космического пространства. Человеку нашей эпохи легче представить себе возможность межпланетного путешествия, чем временное или постоянное пребывание в стихии, занимающей 70% поверхности нашей планеты, изучение которой еще далеко не завершено.

Причины такого медленного развития, вернее, такого отставания, которое только теперь начали понемногу наверстывать, очень сложны. Однако среди многих факторов, прямо или косвенно виновных в этом отставании, существуют два наиболее значительных, о которых следует упомянуть.

Первый – это трудности, с которыми связано завоевание океанских глубин. Достаточно вспомнить историю развития способов погружения, а также их крайне медленный прогресс, чтобы понять, насколько водная среда, относительно непрозрачная, холодная, непригодная для дыхания, в 800 раз плотнее воздуха, где каждый метр глубины влечет за собой увеличения давления на 100 г/см², неблагоприятна для людей, и для механизмов. Тут мы вправе спросить себя – есть ли смысл в умственном напряжении, огромных капиталовложениях и разработке целого комплекса современных изощренных методов для овладения враждебным человеку океаном?

В течение многих лет на этот вопрос давали отрицательный ответ, и именно потому в течение многих лет задерживалось развитие подводных исследований.

Второй фактор заключается в том, что экономическое значение подводных территорий дошло до сознания человечества лишь в середине ХХ в. Сегодня их освоение – это неотложная задача. А завтра она станет жизненно важной. И потому, что страны с высоким промышленным и экономическим потенциалом вдруг осознали важность этой проблемы, они наконец обратили внимание на океаны и на возможность эксплуатации их богатств.

По этому поводу небезынтересно отметить, что цели, которые ставили перед собой исследователи, довольно долго были весьма неопределенными и лишь в настоящее время стали отчетливыми и тесно связанными между собой. У одних людей чрезвычайно развита тяга к знаниям, у других – потребность создать новый инструментарий, требующийся для специальных условий. Естествоиспытатели, стремясь ближе познакомится с жизнью морей, начали изучать возможности использования биомассы. И вследствие того, что сейчас занялись поисками новых месторождений и источников энергии, началось усовершенствование установок для длительного пребывания человека в воде.

В последние годы большое значение придается работам по освоению континентального шельфа морей, главным образом с целью добыча нефти и газа. Эти работы нуждаются в водолазном обеспечении и являются небезопасными.

Нужно учитывать, что время активного пребывания человека под водой ограничено. Однако некоторые футурологи высказывают мысли о возможности принципиальной «перестройке» человеческого организма для обитания в подводных условиях. Они представляют будущего «гомо аквактикус» («человека подводного») использующим для дыхания жидкость, насыщенную кислородом, или имеющим некие искусственные жабры.

Уже теперь человек может в принципе довольно длительное время жить и работать на глубинах порядка 200-300 м, т. е., по существу, способен освоить весь континентальный шельф. Более того, есть основания полагать, что в недалеком будущем люди начнут «обживать» континентальный склон на глубинах 600 м, освоение которого открывает широкие перспективы.

Конечно, если придется уходить на еще большие глубины, измеряемые тысячами метров, - например для промышленной разработки месторождений железомарганцевых конкреций, - манипуляторам, управляемым на расстоянии. К тому времени, вероятно, манипуляторная техника выйдет из нынешнего эмбрионального состояния и достигнет универсальности, присущей человеческой руке.

Показанная диаграмма дает некоторое представление о возможностях человека и техники в освоения морских глубин.

Человек и техника в морских глубинах:

1. Водолаз с кислородным дыхательным аппаратом (возможно многочасовое пребывание до глубины 10 м);

2. Водолаз с дыхательным аппаратом на сжатом воздухе, поступающем с поверхности по шлангу (многочасовое пребывание до глубины 40 м);

3. Водолаз с дыхательным аппаратом на сжатом воздухе, поступающем с поверхности по шлангу (кратковременные погружения до глубины 60 м);

4. Водолаз с аппаратом на сжатом воздухе (погружения средней продолжительности без физических нагрузок на глубину 60 м);

5. Подводные дома (лаборатории), обеспечивающие многочасовое пребывание людей на глубинах до 200 м;

6. Водолазный колокол с воздушными баллонами и шлангами газоснабжения (многочасовое пребывание до глубины 60 м);

7. Рабочие подводные аппараты с водолазными отсеками (длительное пребывание на глубинах до 300 м; на меньших глубинах возможен выход людей в воду);

8. Водолазы в жестких скафандрах типов «Джим» и «Сэм», связанных с поверхностью (возможна работа на глубине 400 м);

9. Рабочие подводные аппараты с водолазными отсеками (выход людей в воду возможен на глубине 300 м);

10. Антропоморфные одноместные самоходные аппараты типа «Уосп» (работа на глубине до 500 м);

11. Герметичные погружающиеся камеры для глубин до 600 м;

12. Управляемые по кабелю компактные аппараты типа РЦВ с телевизионными системами и рабочими манипуляторами для глубин до 2000 м;

13. Рабочие снаряды типа «Армс» с рабочими манипуляторами для глубин до 1000 м;

14. Обитаемые аппараты с манипуляторами для глубин до 6000 м;

15. Наблюдательные камеры с экипажем для глубин до 6000 м;

16. Батискафы, рассчитанные на предельные глубины Мирового океана.

Мелководные погружения в пределах 50 м достаточно хорошо освоены к настоящему времени. Иное дело глубины 100, 200, 300 м. Для их «обживания», помимо профессиональной подготовки водолазов, нужны специальные технические средства обеспечения погружения - это прежде всего аппаратура и системы, создающие приемлемые условия жизнедеятельности. Они дополняются крупными и сложными инженерно-техническими сооружениями: декомпрессионные установками, имитаторами подводных условий, погружающимися камерами, подводными лабораториями и подводными аппаратами. Именно этим сравнительно новым и оригинальным техническим средствам уделено главное внимание

Тема данной дипломной работы – «Экологическая адаптация человека в гипербарической среде подводных лабораторий и жилищ».

Цель работы заключается в том, чтобы ответить на вопрос: «Возможно ли существование человека в условиях новой экосистемы, созданной в подводном мире». Для этого необходимо изучить основные механизмы человека на уровне физиологии, связанные в основном с дыхательной деятельностью человека, а именно, рассмотреть дыхательный процесс и газообмен тканей организма, биохимические процессы и дыхательные газовые смеси, применение которых может позволить человеку исследовать разные океанские глубины.

Нужно рассмотреть экологическую среду в которой будет жить и работать человек, как будет происходить его адаптация к внешним и внутренним факторам, а также учесть экстремальные условия среды.

Также важным является, то техническое оснащение, которое поможет осуществить пребывание человека в подводном мире. Необходимо решить проблему снабжения, жизнеобеспечения и утилизации.

В заключении будут освещены перспективы развития данной отрасли.