Морские бродяги

Новое поколение высокотехнологичных аппаратов для подводных работ, разработанных в Институте проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, на деле доказывает, что отечественное производство глубоководных роботов все еще находится на плаву

Недавняя драма вокруг батискафа "Приз", терпевшего бедствие у берегов Камчатки, подняла на поверхность проблему технического состояния российского спасательного оборудования. В то же время решение о закупке для нужд Министерства обороны двух английских подводных аппаратов Scorpio-45 вызвало у некоторых отечественных специалистов недоумение. Оказывается, у нас в стране ведутся совершенно уникальные разработки подводной спецтехники, которые по тем или иным причинам остаются невостребованными. В том, что российские аппараты для подводных работ не уступают зарубежным, а по многим параметрам и превосходят их, убедились корреспонденты "Итогов", побывавшие в Институте проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, где ведется разработка подводных роботов.

Вдоль по акватории

Своему любимому детищу ученые дали имя "Морской лев". Для того чтобы увидеть его в родной стихии, мы на научно-исследовательском судне "Импульс" отправились в Японское море. Погода благоприятствовала испытаниям. Небольшие темно-серые волны разбивались о борт нашего судна, едва покачивавшегося на воде. С погрузкой желтобрюхого покорителя морских глубин бортовой подъемный кран справился за каких-то двадцать минут. Жесткий удар металла о металл, и аппарат закреплен на борту буксира. "Отдать швартовы", - скомандовал капитан, и судно плавно отчалило от пирса. Через час мы уже подплывали к бухте Рында острова Русский, куда был взят курс для проведения технических испытаний. Координатор нашей миссии Юрий Ваулин не терял времени даром: подняв панель защиты, он настраивал аппаратуру для корректного управления роботом.
Заякорились недалеко от берега. На последние подготовительные работы и спуск аппарата на воду ушел еще час. Казалось бы, основная работа проделана и роботу осталось только нырнуть под воду. Не тут-то было.

Количество груза, необходимого для погружения "Морского льва", оказалось недостаточно. Дело в том, что до этого аппарат бороздил морские просторы в акватории, где плотность воды была меньше, чем в окрестностях острова Русский. После принятия дополнительного количества груза робот послушно ушел под воду. Еще минута - и на мониторе, установленном на борту исследовательского судна, замелькали косяки прибрежной рыбешки.
Робот послушно повторяет движения джойстика, - комментирует свою работу Юрий Ваулин, - а также может самостоятельно прибыть в нужную точку после того, как ему будут заданы необходимые координаты. Да вы сами попробуйте, здесь нет ничего сложного.

Действительно, легкое покачивание джойстика вправо-влево заставляет подводный аппарат изменять свой курс. "Морской лев" связан с исследовательским судном оптоволоконным кабелем. Именно по нему бежит на борт судна ценная информация из морских глубин, в том числе и телевизионная картинка.

- А теперь пойдем на глубину, - скомандовал ученый и втопил джойстик. "Морской лев" послушно устремился вниз. Через несколько минут погружения на мониторе исчезли рыбьи стайки и появилась темная мутная картинка.

- Эх, жаль, гребешка не видно, - пробормотал старпом Виктор Тимофеев, в котором внезапно проснулся инстинкт охотника.

На глубине двадцати метров робот замер по нашей команде. Ситуация изменилась. В ста метрах от буксира пришвартовалась небольшая яхта. Аппарат получил команду незаметно подойти в заданные координаты и выяснить осадку наблюдаемого объекта. Через десять минут мы уже знали, что расстояние от поверхности воды до киля яхты ничего не подозревающих соседей по акватории составляет полтора метра. Аппарат безупречно справился с поставленной задачей.

Еще один робот-ныряльщик, сошедший со стапелей института, по-своему уникален.

- Мы разработали аппарат САНПА, работающий на солнечных батареях и имеющий неограниченную дальность хода, - уже на берегу рассказывает нам директор института Леонид Наумов.- В дневное время он заряжается, используя солнечные батареи, после чего может опускаться на глубину до двух километров. Группа таких аппаратов, оснащенная датчиками температуры и освещенности, может запросто заменить целое метеорологическое судно. Не секрет, что погода на континенте часто определяется состоянием океана. Поэтому все страны, имеющие метеорологический флот, изучают океан, отслеживают его температурные режимы. Подводный робот через спутниковую связь передает информацию на обслуживающее судно или на береговую базу. С базы ему дается очередная команда: куда выйти, в какой район. После выполнения задачи робот возвращается на контрольный центр. Кстати, группу из трех таких аппаратов без труда можно направить в район техногенной катастрофы.
К настоящему моменту российские ученые разработали более двадцати уникальных подводных аппаратов, способных без участия человека исследовать морское дно, осуществлять съемку рельефа, искать и обследовать затонувшие объекты, а также проводить всевозможные измерения параметров морской среды. По сути это маленькие подводные лодки, напичканные высокоточной исследовательской аппаратурой. В ближайшее время российские ученые планируют создать аппарат для исследования Марианской впадины, которая интересует и геологов, и биологов, и биохимиков.

Лечь бы на дно

Для тех, кто сомневается, что подводная робототехника - одно из самых перспективных направлений в мире, будет небезынтересно узнать: Северо-Европейский газопровод, который пройдет по дну Балтики, проложат, используя подводные аппараты. Эта техника разрабатывается учеными во Владивостоке.

Запасы природных ресурсов на суше медленно, но верно истощаются. Мировые державы невольно обращают свой взор на океан, где скрываются богатые запасы нефти, полезных ископаемых, биоресурсов. Ничего лучше для глубинной разведки, чем "умная" подводная техника, не придумать. Например, недавно китайские ученые с помощью подводного аппарата российского производства на глубине четырех тысяч метров обнаружили богатейшие запасы железомарганцевых конкреций. Аппараты, разработанные на Дальнем Востоке, видят промысловые запасы рыбы, глубину залегания и количество морских объектов, ведут экологический мониторинг.

Потребность в подводных работах в мире в 2003 году оценивалась экспертами в 11,8 миллиарда долларов. Сейчас эта цифра возросла до 15-18 миллиардов. Полуторатысячная армия всех имеющихся на сегодняшний день в мире автономных подводных аппаратов может оказать услуги лишь на сумму в 85 миллионов долларов. Объем работ, как видите, поистине огромен.

При этом еще сравнительно недавно о глубоководных исследованиях и аппаратах, погружающихся в морские глубины, говорили как о научной экзотике, неизменно связывая это с различного рода приключениями, чрезвычайными происшествиями и неразгаданными явлениями в океанских просторах. В настоящее время многие государства расширяют масштабы океанологических исследований, это свидетельствует о том, что изучение океанов и морей из гуманитарной или сугубо прикладной проблемы стало проблемой социально-экономического значения.

Целая армия морских бродяг ежедневно бороздит акватории морей и океанов. Задачи самые разные. Французы с помощью своего детища Epaulard проводят разведку сырьевых ресурсов в северо-западной части Тихого океана. И уже обнаружили на дне океана залежи железомарганцевых конкреций, которые пользуются спросом в металлургии. Канадский робот-ныряльщик Theseus не боится холодной воды, и с помощью него в 1996 году по арктическому дну был проложен оптоволоконный кабель. На вооружении у американских ученых стоят малые аппараты Odyssey, которые с начала девяностых выполняют самые различные поручения, от океанографических измерений для научных учреждений до экспериментов, проводимых по программе американского военно-морского океанографического ведомства. В планах американских исследователей стоит изучение активных придонных источников, гидротермалей, которые в перспективе могут стать источником энергии. Европейские разработчики "затачивают" глубоководных роботов для инспекции подводных коммуникаций, расположенных на средних и больших глубинах. Во Франции этим занимается аппарат Alistar, который трудится в морских глубинах с 1991 года. Работы у морских бродяг достаточно.

При всем многообразии зарубежной техники российские покорители морских глубин не уступают по своим возможностям коллегам из других стран.

Наш пострел везде

Недавно во Владивостоке прошла конференция "Технические проблемы освоения Мирового океана". На ней наши специалисты продемонстрировали проект будущего Центра проектирования, изготовления и испытаний автономных необитаемых подводных аппаратов. Планируется, что эта структура будет конструировать до десяти новых аппаратов в год и сможет занять лидирующие позиции на рынке техники для подводных исследований.

- Опыт в разработке автономных подводных аппаратов у наших ученых огромный, - рассказывает заместитель директора Института проблем морских технологий Юрий Себто. - Еще в начале 70-х мы приступили к работе в данном направлении.
Для создания первого аппарата потребовался примерно год. В 1973 году первенец, получивший имя "Скат", прошел испытания в заливе Петра Великого, а уже на следующий год он вовсю трудился на Байкале, где исследовал загрязненность воды. Однако "Скат" при всей его надежности и отличных технических характеристиках все же не отвечал главному требованию: он не мог погружаться на большие глубины. Чтобы продвинуться в своих исследованиях, дальневосточным конструкторам предстояло найти решение технической проблемы, связанной с созданием прочных корпусов. Дело в том, что чем глубже аппарат опускается, тем тяжелее он становится, а это значит, что ему нужно иметь большую плавучесть, чтобы компенсировать свой вес.

Дальневосточные специалисты смогли решить эту задачу. Они изначально пошли по пути разделения основного прочного корпуса на множество универсальных корпусов-модулей. Каждая система преимущественно расположена в своем собственном модуле. Эта технология существенно сокращала вес аппаратов. К тому же модульная технология позволяла очень быстро собрать и скомпоновать аппарат из уже спроектированных деталей под любую задачу. В зависимости от миссии роботы с Дальнего Востока способны погружаться в заданный район океана на глубину до шести километров, двигаться по программной траектории, выполнять необходимые работы, а по окончании их самостоятельно возвращаться на судно или береговую базу. Например, именно таким образом дальневосточные роботы Л-1 и Л-2 производили поиски атомной подводной лодки К-8, К-219, затонувшей в Саргассовом море, и обследовали район Норвежского моря, где затонула лодка "Комсомолец".

Так как робот трудится под водой автономно, без связующего кабеля, то основной проблемой для производителей является получение его координат. Насколько известно, под воду не проникают радиоволны, а потому использование GPS бесполезно. Передача же команд на борт аппарата и обратно осуществляется с помощью гидроакустической системы связи.

Время работы робота под водой зависит от проекта аппарата и составляет до нескольких десятков часов. На борту может быть установлена любая исследовательская аппаратура, начиная от измерительных датчиков параметра воды и заканчивая высокоточной фотовидеоаппаратурой и обзорными гидролокаторами.

Модельная линейка отечественных подводных аппаратов постоянно пополняется, поэтому говорить о том, что российская техника лежит на дне, еще рано.


http://www.itogi.ru/Paper2005.nsf/Article/Itogi_2005_11_01_01_4230.html