В любые времена были люди, готовые рисковать своей жизнью, чтобы раскрыть тайны природы. Один из таких людей – Ричард Пайл, ученый и дайвер, занимающийся изучением жизни на коралловых рифах. Из-за разницы давлений на суше и под водой сам ученый и его коллеги каждый раз при погружении на глубину подвергают опасности свое здоровье. Для снижения этого риска Ричард внедрил собственную революционную технологию глубоководных погружений.
Интерес к изучению удивительных морских животных проявился у Ричарда два десятилетия тому назад. В 19 лет он совершил одно из самых глубоководных на тот момент погружений, достигнув глубины чуть более 60 метров, и поймал рыбку, которая, как оказалось, была первым представителем своего вида, пойманной живой. Данная находка представляла собой нечто экстраординарное и определила дальнейшую судьбу ученого. Многое определил и случай, произошедший всего двумя днями позже. Из-за глупой ошибки Ричард получил декомпрессионную травму, которая привела его к практически полному параличу, начиная от шейного отдела позвоночника. Именно тогда Пайл осознал две, по его собственным словам, важные вещи: «Первое, что я понял: я все-таки не бессмертен. Для меня это явилось, скажу откровенно, шоком. Второе, что я понял – это то, что я узнал отчетливо и со всей возможной определенностью, что это было именно тем, чем я буду заниматься всю свою оставшуюся жизнь. Я должен был сконцентрировать все мои усилия и способности на поисках новых видов животных, обитающих на коралловом рифе». Он стал не просто ихтиологом, а чистосердечным фанатиком изучения рыб.
Ричард выявил один очень интересный момент. На сегодняшний день имеющиеся у человечества знания о водном мире, подводных растениях и животных добыты, по большей части, благодаря аквалангистам и подводным аппаратам. При нырянии с аквалангом большинство людей держатся на глубинах меньше 30 метров, так как рекомендуемой глубиной является уровень до 40 метров, а ограничением – 60 метров. Для проникновения на более значительные глубины биологи используют подводные аппараты, которые позволяют проникать на глубину до 600 метров. В силу дороговизны использования глубоководных аппаратов (стоимость одного дня аренды составляет около 30 тысяч долларов) применяют их на глубинах, куда невозможно проникнуть другим способом. Таким образом, практически все научные исследования с использованием подводных аппаратов проводятся на глубинах, значительно превышающих 150 метров. В связи с этим глубины от 30 до 150 метров остаются малоизученными, ведь для аквалангистов это слишком глубоко, а для подводных аппаратов – слишком мелко.
Пайл поставил задачу изучить именно эти глубины. Но для этого было необходимо усовершенствовать акваланг или придумать другой аппарат, позволяющий относительно безопасно находиться под водой.
Процесс его реабилитации после декомпрессионной травмы длился в течение года, и все это время Ричард, помимо оздоровления, занимался изучением физических и физиологических аспектов, связанных с процессом ныряния. Он стал искать возможность преодоления ограничений техники ныряния с аквалангом. Основное ограничение связано с законом Генри, в соответствии с которым помещенные в жидкость газы имеют свойство растворяться пропорционально парциальному давлению данных газов на жидкость, в которую они помещены. Для аквалангиста это означает следующее: чем глубже он погружается, тем больше воздух, которым он дышит, растворяется в его теле. Воздух содержит примерно 20% кислорода и около 80% азота. Кислород необходим для процесса метаболизма, организм использует его в качестве источника энергии. Азот из воздуха напрямую ни в каких жизненно важных процессах в организме человека не участвует, он просто находится в крови и тканях.
Когда человек стоит на поверхности земли (при нормальном давлении) он свободно дышит, как привык его организм. Проблемы начинаются при погружении под воду, так как чем больше глубина погружения, тем выше давление. На глубине 40 метров аквалангист испытывает на себе эффект давления, когда давление молекул газа, поступающих в легкие, повышается с каждым вдохом. Учитывая растворение газа в крови и тканях человека, на глубине 100 метров давление повышается примерно в 10 раз, и молекул газа в легких становится в 10 раз больше. Проблема связана с газами, которыми дышит аквалангист – кислородом и азотом. Так, при погружении из-за слишком высокой концентрации кислорода в теле возникает отравление, проявляющееся в виде приступа конвульсий, которое иногда приводит к смерти. Высокая же концентрация азота приводит к опьянению, что на глубине очень опасно, и чем больше глубина, тем больше опьянение. Ну и, кроме того, высокая концентрация азота зачастую приводит к декомпрессионным травмам.
Пайл решил, что часть проблем ныряния с аквалангом можно решить, если заменить азот в смеси для дыхания другим газом. Первоначально он выбрал для этих целей гелий, так как его молекула имеет маленький размер, он инертен и не вызывает отравления.
15 лет назад он начал реализовывать свою идею и создал аппарат для погружения на глубину до 100 метров. Со временем аппарат постоянно совершенствовался, и в конечном итоге получилось устройство с четырьмя баллонами с дыхательной смесью и пятью регулирующими вентилями, которые смешивают газы в нужных пропорциях и обеспечивают все остальные нужные процессы.
Этот аппарат использовался для погружения на глубину 100 метров и позволил изучить новые виды животных. Однако, несмотря на громоздкость и размеры аппарата, он не позволял находиться на глубине дольше 15 минут. Учитывая время на погружение и всплытие, 15 минут – это слишком мало для проведения серьезных исследований.