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第1章 人类水下生活(1)

人类为什么要到水下居住?

人类为什么要选择到水下居住呢?这是个比较有意义的问题,是因为长居陆地,想到水下寻求刺激?还是因为人口增加被迫移居海洋呢?其实,现在人类进入海洋是为了征服它,要它更好地为人类服务。

从古到今,人类活动的主要场所是陆地。占地球总面积71%以上的海洋,以它无尽的神奇与奥秘,引起了人们极大的兴趣和无限的遐想。

几千年来人类仅仅利用陆地就成就了近代文明的世界,创造了人类光辉的文化。如果人类能把陆地、海底和水中的资源有计划地开发利用起来,那将会使人类社会更加飞快发展,使科学和文化达到前所未有的高度。正是从这个意义上讲,我们说海洋是人类的未来。

当然,人类进入海洋不单单是为了获取它的资源,而且还要改造它,保护它,管理它。也许在新的世纪,人类将会在海底布设水下住房,形成水下村落。在一村之内,人们在工作之余可穿着轻潜水衣互相探访,小型潜水艇还可以在村与村之间定期往返,能定期把“村民”送上水面,然后再把“新村民”带回水下来。到那时,陆地和海洋、水上和水下就是一个统一的世界了。

人类能够在水下生活吗?

人们在努力开发建设陆地城市的同时,也已经开始向海底进军了,期望在那幽静的海底世界营造自己的乐园。那么,人类能够到水下去生活吗?显然,要想到水下生活,首先必须解决水下住房问题。早在20世纪初,从事海洋工作的科学家们就提出了让人类在水下生活的设想,但是直到20世纪50年代,实现这个设想的各种技术条件才逐渐成熟。

到了20世纪60年代,美国和法国就已经各自进行了人在水下生活的实验,展示了人类能在海底世界安居乐业的美好前景。实验表明,人类不但能够生活在浅层海底,而且还可以向更深的海洋进军。

人类为什么能在水下生活?

人们之所以能够进入水下生活完全得益于饱和潜水理论的诞生,它使人们看到了人类能够长期在水下生活的希望。

在饱和潜水理论的指导下,潜水员戴好潜水面罩,穿上潜水服,从母船的甲板上进入可以调节压力的水密电梯沉至海底,电梯有电缆、通气管道和电话线与母船相连。

潜水员打开电梯的水密门走入海中,进行科学考察,或者从事其他的工作。当工作完毕或需要休息时,他们可以通过位于水下住房底部的水密门进入固定于海底的水下住房内。水下住房内充满与海底水压相同的高压氦—氧混合气体,所以海水不会流入室内。潜水员进到住房后,当然也就不用戴面罩、穿潜水服了。在水下住房、潜水员可以像在陆地上一样自由地休息、睡眠、吃饭和阅读,只要穿上潜水服,他们就可以重新回到水里去工作。这样反复进行,潜水员一直可在海底呆好几小时甚至更长时间,完成预定的工作任务。最后,由水密电梯将他们接回水面,进入减压舱。在明亮、温暖并有医学控制设备的减压舱里,潜水员能够休息得很好。

根据饱和潜水理论的实验可以得出,人类能在水下生活和工作。

库斯托院士共建造了几座“大陆架站”?

有位英国教授曾经提出过这样一个问题:潜水员为什么不能在海底安排食宿呢?法国著名潜水专家库斯托对这一想法发生了兴趣。他决定去探索人类的生活禁区。

库斯托和他带领的潜水员决定建立“大陆架站”。大陆架是大陆本身的延续,它从海岸向水下成坡度延伸,有时呈笔直的陡坡,有时坡度较缓,一直延伸到水下约600英尺(1英尺=0.3048米)处。

自从库斯托的首座大陆架站获得巨大成功以后,他便继续规划在更深的水里建立新的大陆架站。为此他还设计了一艘名叫“深水星”的深水艇,能载着3个人进入深3000英尺的水域。此后,他又设计了另一艘能下潜到12000英尺深海的深水艇。1963年,库斯托在红海的非洲海岸边建立了第二个大陆架站。这个站的主要建筑物坐落在水下36英尺的岩石边上。

那么,人能不能在更深一些的水中生活和工作呢?这是库斯托在完成第二个水下工作站和相关水下交通工具后,又一个新的课题。为了找到这个问题的答案,库斯托院士的第三个大陆架站——“深水屋”问世了,这座屋样子像火箭,仅能住下2个人。它被铁锚固定在离海面90英尺的水下。实验结果证实,实验人员在“深水屋”里住了一个星期后,他们的健康状况良好,并能每天到室外进行水下作业。库斯托的人类超90英尺水下居住实验获得成功。

库斯托设计的“大陆架”水下住房有什么特点?

在人类最初进行的水下住房实验中,库斯托主持建造的“大陆架”水下生活住房最为成功。它有三个特点:第一,水下住房的沉放深度为10米。第二,水下住房能自动沉入海底,自动浮上水面,不用水面船的吊放。第三,水下住房与水面船之间除了有电能和电讯联系外,一切生活均能自主,具有一定的独立性。

这项设计的水下住房是圆球形的,直径5米,它被安放在一个铁架上,铁架下面有4条可以伸缩的腿,以便在海底不平时调整房屋的水平角度。球内分上下两层;上层是会议室、厨房、冷藏室、实验室等;下层是卧室、厕所、淋浴问等。铁架上放着呼吸用的气瓶、高压气瓶、淡水箱、工具、材料、压载水箱等,还有应急用的减压舱,它可以自行升到水面。

房屋设计使用了复杂的现代化技术,它采用了低温冷冻装置以排出呼吸气体中的有害成分,电子计算机可以不断搜集、加工、整理、记录房屋内外各种设备的工作情况,潜水员的工作情况和房屋内各种物理参数等,得出的种种精确数据,通过中央控制台立刻传到水面船。而在水面船上设有专门的电视设备,一刻不停地观察水下住房内潜水员的工作和生活情况。

水下生活有何感受?

水下生活有何感受?我们可以从“海星宅”的居民那里知道具体的情况。首批“海星宅”的居民是潜水组组长、生物学家怀赛尔教授,潜水冠军福尔科和潜水员魏斯勒·瓦诺尼等5个人,他们在这个充满压缩空气,水电俱全,还有两艘供应船为他们提供食品的水下建筑物里住了一个月。

其实,水下的生活并不像人们想象的那样枯燥乏味、提心吊胆。相反地,他们5个人在水下住房里生活得非常舒服。每天,他们穿上潜水衣走出住房,勘察四周的地形和暗礁.研究海洋生物,进行科学考察,然后返回室内休息。在住房里,他们可惬意呢,阅读、吃饭、玩牌、写信、淋浴,喜欢干什么就干什么。更重要的是,他们工作一段时间以后,能够在住房里得到充足的睡眠,恢复体力,以便下一次的工作。母船上的指挥人员和工作人员,每隔一段时间来看望他们一次。

在水下生活还有许多比海面上奇特得多的事情。抽香烟的人会发现他们点燃的香烟,一会儿便抽完了,比陆地上快许多。肌肤的伤口好得也很快,至多是陆地上的一半时间。住房里的电风扇,转动起来特别费劲,老是懒洋洋的不肯动弹。更新奇的是,几乎天天需要刮胡子的人,在水下一个月时间里,只须刮几次,因为胡须长得特别慢。

乔治·邦德上校的水下生活实验室的特殊性有哪些?

1964年,对水下生活很感兴趣的美国人乔治·邦德上校。指导4名潜水员在一栋被称做“实验室Ⅰ”号的建筑物里安家。这一水下实验室是设在大西洋百慕大附近的一座海底火山顶上,离水面有192英尺(1英尺=0.3048米)。

在那里,潜水员呼吸的是氧—氮—氦的混合压缩气体。氦气有助于防止出现潜水病和麻醉状态,但它同时有一个很大的不足之处:由于氦气太轻,人讲话时声带就不能像平时那样振动,发出的嗓音就如同唐老鸭那样,时而尖细,时而粗厉。在这种人造空气中,人通过电话说出的话语特别难听懂。正是由于这个原因,“实验室Ⅰ”号配有一个特殊的电话间,里面充满了密度较高的压缩空气。在水下的人要想同水面上的人通电话,只需进入这个电话问,发出的声音就不再像鸭子叫了。

这4个潜水员在“实验室Ⅰ”号里生活、工作了11天。他们在那里进行了使用动力工具的实验,还在那里浇注了混凝土。倘若要在水下建立永久性的建筑物,这些都是必不可少的工作。在此基础上,第二年水下“实验室Ⅱ”号建成,这个桶状的新房屋比水下“实验室Ⅰ”号大得多。它可以停留在205英尺的水下,容纳10名潜水员在其中生活和工作,室内有热水淋浴,还有一个水下厨房。这里没有充满压缩空气的电话间,设有一个把鸭叫似的说话声变成正常语言的转换器。除了正规的潜水服以外,潜水员还有一个叫做“水烟筒”的呼吸设备,这是置于水中的一根管子,一端和室内的压缩空气相通,人在室外工作时可以用它呼吸。

未来海底有哪些种类的交通工具?

大家已经知道“海星宅”的“村民们”可以乘坐潜水碟方便地进出“海星宅”,那么除了潜水碟以外,科学家们为未来的海底生活还设计了哪些交通工具呢?

这些希奇古怪的交通工具包括:独联体里亚赞布市的工人米哈伊尔·普什科夫发明的海底自行车,它造型独特,外形酷似一只海豚,长约3米,高1.2米,尾部有两只螺旋桨作为脚踏推进器,其潜水深度可达30米。俄罗斯研制的海底摩托车,这种摩托车,开动发动机就能在海面上疾驶,操纵舵轮即可潜入水中。

德国一位工程师设计的海底汽车,下潜深度只有10米,能持续行驶两小时,时速为7千米。而法国设计的海底公共汽车,能在海下30米深处运行。芬兰建造的海底游艇,以用于近海水下旅行,它以电池作动力及照明能源,行进时速可达3.7千米,垂直升降时速为0.85千米。法国海洋研究中心制造的海底轮船,无需人驾驶,它在水面船只的声波操纵下,能潜到6千米深的海底作业。日本研制的能够潜水下海的水陆两栖火车,在陆地上的时速为200千米,在水下的时速为35千米。列车的车身借助导向轮固定在海里的单轨高架铁路路基上,车上装有潜水艇使用的垂直和水平稳定装置,因而运行十分平稳。英国科学家图克思研制的海底飞机,最高时速可达24.2千米/小时,它可以横滚着前进,不像潜艇需要沉水箱,而像飞机一样直接升降。

“饱和潜水”是指什么?

美国医生乔治·邦德十分关注潜水生理的研究。他常常到海边观看潜水员们的潜水训练,尤其对潜水员们的减压和生理变化感兴趣。

当邦德了解到潜水员每次返回海面都要进行长时间的减压,因而大大缩短了在水下工作时间的情况以后,总想解决这个问题。一次,他在医学实验中发现,如果在高压下逗留到一定的时间,人的血液和组织里所渗入的气体就会达到饱和程度,以后只要压力不变,无论逗留的时间多长,血液和组织里的气体含量再也不会改变。就像一只盛满了水的杯子,它的容量已经到了极限,无论把水龙头再开多少时间,效果总是一样。

这一发现使邦德欣喜若狂。因为这样一来,潜水员在海里就不必匆匆离开工作岗位,他可以继续在海中呆下去,直到他愿意返回为止,进行一次减压就行了。因为他的血液和组织里的气体含量已经达到了饱和程度,不管他在水下呆的时间有多长,减压过程和减压的时间是完全一样的。这样,人类长期到海中去工作和生活的理想,就可以变为现实。

这种潜水理论统称为饱和潜水理论。这种饱和潜水理论一经发现,引起广大潜水员和海洋学家的强烈兴趣,人们纷纷制定计划,要去海中进行试验。美国人爱德文·林克便是走在最前列的人,他建立了世界上第一座水下住房。

法国的“大陆架Ⅰ”号成功之处在哪里?

在饱和潜水理论的问题解决以后,人类探索海底世界的竞争就相继拉开了帷幕。在美国的“海中人”号诞生8天后,也就是1962年9月14日,法国也建成了一座海底住房——“大陆架Ⅰ”号。它要比“海中人”号海底住房更接近于现代海底住房的样子。“大陆架Ⅰ”号的外形像个横放的大木桶,下面挂着几根沉重的铁链,固定在法国马赛海域附近10米深的海底。住房内的空气由岛上的压缩机通过水面供气管提供。住房里有淋浴间,潜水员在工作之余可以洗个热水澡,茶余饭后还可以看看电视、听听音乐,就如同生活在陆地上的家里一样。“大陆架Ⅰ”号的突出之处就在于它创造了两名潜水员在住房里生活了7天的记录。

世界上惟一的一座海底村庄是哪一座?

1963年6月14日,一座名为“海星宅”的海底村庄诞生于红海苏丹港附近水深11米的海底,它的目的是验证饱和潜水理论以及研究海底建筑及人们居住在海底对健康有何影响。

该站的房屋从建筑物的中心呈4条手臂状往外延伸,4间宽大的房子呈海星状的布局,“海星宅”因此而得名。它可供5名潜水员居住和工作,在25米水深处还设立了一座供20名潜水员居住的三层楼的小型住宅。“海星宅”是目前全世界独一无二的“海底村庄”。

在海底,海水的压力非常大,因此耐压对海底建筑物来说是必须的,不仅建材要坚固,结构也要新奇独特。“海星宅”的结构又是什么样子呢?其实,这个海底村庄,就是一幢特别大的屋子,屋顶呈锥形,以分散水的压力,所有横梁和支柱都是由坚固结实的特种钢管制成。房间的布局呈放射形,一个较大的客厅居于正中,卧室围绕在四周。房屋中所需的空气、淡水等,均通过特种管道从海面送来。室内的设施十分现代化,有电灯、电话、电视、空调及其他先进设备,住在里面非常舒适。

“海星宅”是一栋只有窗而没有门的水下建筑。地板上有一个敞开的洞就是它的入口,宅内有压缩空气,使海水不能进入洞口。这些压缩空气保持着和潜水员在室外进行水下作业时从气瓶里呼吸到的空气同样的气压。这就意味着潜水员在工作之后,只要跃入洞口便可进入室内了。海底村庄里的居民如果要外出到海面上,只需穿上潜水衣,开启客厅中的盖板,通过一条密封的玻璃钢通道,便可以轻松地从海底“走”到海面上来。

“海星宅”的居民用什么交通工具?

大家已经知道“海星宅”是世界上第一个海底村庄,“村民们”可以方便的“进”、“出”,可是你知道他们用的是什么交通工具吗?那就是潜水碟。潜水碟的操作跟飞机差不多,人能驾着它在海里“飞行”。碟身两边有喷管,从喷管里压出的水形成射流,推动碟身前进。碟身的上升和下降受一个设计得非常巧妙的装有水银的器件控制:水银往前流,就能使潜水碟头部下倾,碟身下降;水银往回流时,则能使其头部上抬,碟身上升。

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