Az óceáni mélységek rettenthetetlen lovagjai

2019.09.20. 06:33

A hidegháború idején az Egyesült Államok és a Szovjetunió nem csak űrversenyt folytattak, hanem egymás mélytengeri technológiájának fejlesztését is szemmel tartották, amit a felszín alatt zajló "csendes tengeralattjáró háború" elnevezéssel illettek. Ekkor hozta létre az amerikai haditengerészet a Sealab nevű programot, hogy tesztelje, milyen mélyre képes lemerülni az ember az óceánban.

"Sokkal jobban ismerjük a Hold túloldalát, mint a mélytengerek világát"

(Dr. Robert D. Ballard oceanográfus, a Titanic roncsának felfedezője)

Az óceán mélyének meghódítása ugyanakkora kihívás, mint az űrhajózás

Az Egyesült Államok az 1960-es években nem csak azt tesztelte, hogy messze a Föld felett, a kozmikus környezetben milyen lehet az ember állóképessége, hanem azt is, hogy mit tud elviselni az emberi szervezet a sötét, dermesztően hideg, és nagy nyomású óceáni mélységekben.

Az orosz Shirshov Oceanológiai Intézet Mir-1 mélytengeri kutató tengeralattjárója. Több ezer méteres mélységbe csak speciális mélytengeri merülőeszközökkel lehet lehatolniForrás: Shirshov Institute of Oceanology

Az úgynevezett aquanautákat arra tréningezték, hogy képesek legyenek a túlélésre a tenger nagy mélységeiben, a túlnyomásos környezetben is,  ami - az űrutazáshoz hasonlóan - óriási fizikai, fiziológiai kihívásnak számít.

A nagy mélységekbe való lemerülés legalább akkora kihívás, mint az űrutazásForrás: Diveworldwide.com

Bár az óceán sokkal hozzáférhetőbbnek tűnik, mint a sztratoszféra feletti magasságok,

mégis jóval több a felderítetlen rejtély odalent, mint az űrben,

és ironikus módon sokkal kevesebbet tudunk a mélység világáról, mint kozmikus környezetünkről.

Sokáig úgy gondolták, hogy a mélytenger rendkívül zord környezeti viszonyai miatt nem létezhet élet a nagy mélységekbenForrás: CSIRO

Az óceáni mélységek elképesztő nyomást gyakorolnak az emberi testre,

a hidrosztatikus nyomás összenyomja a levegőt a tüdőben és a szövetekben, ami hirtelen felemelkedés esetén akár halállal  is végződő keszonbetegséget okozhat .

Minél mélyebbre merül a búvár, annál több időt kell fordítania feljövetelkor az úgynevezett dekompresszós megállókra, hogy visszatérhessen a normál felszíni nyomásra.

Az extrém mélyre merülő búvárok gyakran csak több órás dekompressziós megállók közbeiktatásával tudnak visszatérni a felszínreForrás: NOAA

Ha túl gyorsan emelkedik fel a mélyből, annak a súlyos keszon, vagy dekompressziós betegség lehet a következménye,

ami gyötrelmesen fájdalmas szorításokkal, bénulással, vagy akár halállal is együtt járhat.

A légzőkészülékes búvárkodásban úgy kell megtervezni és végrehajtani a merülést, hogy elkerülhető legyen a dekompressziós betegségForrás: Elter Tamás archívuma/Osman Gamal

Nagy nyomáson a levegőt alkotó gázok  beoldódnak a véráramba, illetve a vérplazmába.

Ha túl gyorsan emelkedik a felszínre a búvár, gyorsan csökken a környezeti nyomás,

és a szövetekben feloldódott gázok, elsősorban a nitrogén, kitágulva, buborék formájában oldódik be a véráramba, elzárva  ezzel az artériákban a vérkeringését, ami embóliát okoz.

A búvárok a nagyobb mélységből csak pontosan kiszámított megállók, az ún. dekompressziós lépcsők betartásával emelkedhetnek biztonságosan a felszínreForrás: Globo Surf

Ezzel szemben ha kontrolláltan, fokozatosan, megállókat beiktatva jön fel a mélyből a búvár, akkor a gázbuborékok képződése kevésbé intenzív, és a gázok a tüdőn keresztül fokozatosan eltávoznak a szervezetből.

Túl gyors felemelkedés esetén a szövetekbe oldódott gázok térfogata kiterjed, és a véráramba kerülve embóliát okozhatnakForrás: Fine Art America

Ezért  kell mindig lassan, fokozatosan  felemelkednie a légzőkészülékes búvároknak, hogy a szervezetük megfelelően aklimatizálódjon.

Keszonbetegség esetén az illetőt mielőbb dekompressziós kamrába kell helyezni,

ahol túlnyomásos oxigént lélegeztetnek be vele, és a környezeti nyomást  előre kiszámítottan, fokozatosan csökkentik, hogy elkerüljék az embólia kialakulását. E fiziológiai sajátosságokból is látható, hogy a mélymerülések rendkívül komoly kihívásnak számítanak.

Három lépcsőfokban szálltak alá egyre nagyobb és nagyobb mélységekbe

Az Egyesült Államok Haditengerészete az 1960-as években nagy jelentőségű mélytengeri kísérleteket hajtott végre, amelyet Dr. George Foote Bond sorhajókapitány orovos-kutató irányított. Ez volt a híres Sealab projekt.

Dr. Bond kísérletei nagyban hozzájárultak a mélymerülések fiziológiai hátterének feltárásáhozForrás: U.S. Navy Photo

A kíséreltsorozatnak az volt a legfőbb célja, hogy a gyakorlatban tesztelje és kutassa az úgynevezett szaturációs búvárkodás elvét. Dr. Bond kísérleteivel a mélytengeri merülés hatékonyságát és a fenékidő hosszát szerette volna jelentősen megnövelni.

A haditengerészet  búvárainak mindaddig

egy nagy mélységben végrehajtott néhány perces feladat után is több órát kellett dekompressziós kamrába eltölteniük,

hogy elkerüljék a súlyos keszonbetegséget. Dr. Bond módszerével azonban a búvárok napokig, vagy akár hetekig is a víz alatt lehetnek úgy, hogy ráadásul jelentősen lecsökkenthető a dekompressziós idő. 

Egy 1959-ben készült fotó. Dr. George Bond kapitány, az Amerikai Egyesült Államok Haditengerésztének orvosa, a szaturációs búvárkodás atya és a főmérnök egy merülés után.Forrás: https://en.wikipedia.org/wiki/George_F._Bond#/media/File:Bond_and_Tuckfield_buoyant_ascent.jpg

Dr. Bond 1957-ben tett javaslata alapján, az ezt követő hat évben laboratóriumi kísérletek sorozatával alapozták meg  a szaturációs merülések gyakorlatát.. A szaturációs búvárok által belélegzett inert gázok nyomása mindig megegyezik a a mélység környezeti nyomásával.

Dr. George Bond sorhajókapitány, a szaturációs merülés elméletének kidolgozójaForrás: Naval Undersea Museum

A nyomáson belélegzett gázok beoldódnak a test szöveteibe, oly módon, hogy a szövetek telítődése nyomán kialakul az egyensúlyi állapot a környezeti, és a szöveti nyomás között.

A légzőgázban lévő gázok beoldódási sebessége különböző, de általában 24 óra alatt minden szövet teljes mértékben telítődik. 

Akarom, hogy tudja, a nemzet nagyon büszke magára!

 1964-ben. június 20-án a projekt első tenger alatti laborja, a Sealab I. bevezette Bond szaturációs búvárkodás technikáját. A Dr. Bond által felügyelt kísérlet során 4 búvár 9 napot töltött a mélyben. Az aquanauták

egy olyan speciális környezetben laktak, ahol véráramukat héliummal és más gázokkal telítették,

melyek a környező vízével azonos nyomáson voltak, képessé téve a búvárt arra, hogy hosszabb időt tudjon eltölteni a mélyben, a dekompressziós betegség kockázata nélkül.

A Sealab-I."aquanautái" Dr. George Bond társaságábanForrás: Naval Undersea Museum

1965. júniusában az Office of Naval Research magazinban publikálták az első kísérleti eredményeket arról, hogy a négy  aquanauta a Bermuda-szigetek közelében másfél hétig  59 méterrel a felszín alá telepített víz alatti laborban élt és dolgozott, hélium, oxigén és nitrogén keveréket belélegezve.

Az 1964-ben alámerülő Sealab "aquanauták", balról jobbra: Sanders Manning, Lester Anderson, Bob Barth, Robert Thompson.Forrás: https://www.livescience.com/64751-sealab-aquanauts-tragedy.html

1965. augusztus 28-án a Sealab II.-t 62 méter mélységben állították fel a tengerfenéken,

a kaliforniai La Jolla Canyonban, 10 aquanautával a fedélzetén, aik 7 atmoszféra nyomáson ténykedtek. Nem úgy mint a Sealab I.-en, itt már volt a fedélzeten forró zuhany és hűtőszekrény is.

A Sealab-II. személyzeteForrás: Naval Undersea Museum

Ez a küldetés nem csak fiziológiai teszt volt, hanem új eszközöket, mentési eljárásokat, valamint egy elektromosan fűtött száraz búvárruhát is kipróbáltak.

Három csapat ment le, az első augusztus 28-án.

 

Malcolm Scott Carpenter az amerikai haditengerészet repülőtisztje, berepülőpilóta.Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Scott_Carpenter#/media/F%C3%A1jl:MalcolmScottCarpenter.jpg

Mindegyikük 15 napot töltött el lent, de egy valaki, Scott Carpenter kerek egy hónapot időzött a mélyben Carpenter egyike volt az első hét amerikai asztronautának, a Mercury program űrhajósai közül. aAz asztronauta-aquanauta Carpenter sikeres 30 napos küldetéséhez  személyesen az USA akkori elnöke, Lyndon B. Johson   gratulált telefonon. Carpenternek, - akit a dekompressziós kamrából hívtak ki az elnöki telefon miatt -  szokatlanul magas volt  a hangja a héliumban gazdag környezettől.

Lyndon B. Johnson elnök személyesen gratulált CarpenternekForrás: Arnold Newman, White House Press Office

A telefonhívást rögzítették, amelyben az elnök lelkesen köszöntötte Carpentert, és azt mondta: „Akarom, hogy tudja, a nemzet nagyon büszke magára."

Egy tragédia miatt állították le a programot

1969. februárjában merült alá a Sealab III., ekkor már 183 méterre, a szintén kaliforniai San Clemente partjainál.  Sajnos, ez a merülés tragédiába torkollott.

A Sealab-II. egyik búvónyílása a Haditengerészeti MúzeumbanForrás: Naval Undersea Museum

Amikor a búvárok leszálltak, hogy megszüntessék a műszaki hiba miatti  hélium szivárgást a még el nem foglalt lakóhelyen, egyikük, Berry Cannon meghalt.

A búvár fulladását a szén-dioxid okozta.

A tragikus baleset egyszer és mindenkorra véget vetett a Sealab III. és a haditengerészet minden további szaturációs búvárkodási kísérletének.

A kapszula belseje, amit arra szántak, hogy a Sealab III. lakóhelyre vigye az aquanautákat.Forrás: https://www.livescience.com/64751-sealab-aquanauts-tragedy.html

A Sealab expedíciók azonban rendkívül sok nagy jelentőségű felfedezéssel gazdagították a mélytengeri merülés tudományát, és hozzájárultak ahhoz, hogy jobban megismerjük az emberek által elviselhető pszichológiai és fiziológiai megterheléseket.