Как будут изучать океан в двухтысячном году
Как будут изучать океан в двухтысячном году
Как дальше будет развиваться научно-исследовательский флот? Ясно, что это зависит от задач науки, которую он обязан обслуживать, от потребностей народного хозяйства.
Прогнозировать развитие любой науки в наше время чрезвычайно сложно. Можно только наметить важнейшие проблемы, которые стоят перед той или иной наукой, считая, что ее развитие будет связано с решением этих проблем.
Всякое прогнозирование состояния сложного объекта неизбежно требует составления обоснованной и доброкачественной математической модели. В свою очередь, составление сложнейших математических моделей строения океана и его составных частей, динамики физических и биологических процессов, определяющих состояние и взаимодействие океана и атмосферы над ним, требует выяснения многочисленных внутренних взаимосвязей и закономерностей, определения значения множества постоянных и вероятностных параметров этих моделей.
Построение математического каркаса подобных моделей и определение составляющих параметров невозможно без непрерывной или хотя бы длительной по вре мени регистрации значений температуры поверхностных и глубинных слоев воды, волнения, приповерхностного ветра, фронтальных зон, течений, состояния ледового покрова и еще многих и многих физических, химических И биологических характеристик.
Все эти данные будут в ближайшие годы собираться при помощи космических средств наблюдения и изучения океана, а главное, с использованием НИС. Особая роль НИС заключается в необходимости их работы для установки и контроля за состоянием автономных буйковых станций и дрейфующих буев.
Аналогичные проблемы возникают в процессе борьбы с загрязнением океана. Здесь также необходимо составление математических моделей изменения условий существования живых существ в океане в связи с антропогенным воздействием на его природу. Подобные проблемы будут решаться и для определения стратегии использования биологических ресурсов океана. Все это также требует напряженной работы по накоплению необходимых данных, по выявлению взаимосвязей и закономерностей изменения параметров, характеризующих экологическую модель океана, а значит, опять потребуется интенсивное использование НИС и космических средств.
Решение всех перечисленных проблем потребует в ближайшее десятилетие бурного развития судовой приборной базы и средств накопления и обработки собранной научной информации.
Безусловно, будут активно развиваться судовые акустические системы определения состояния океана и его обитателей, получат дальнейшее развитие исследовательские зонды различных типов для непрерывной регистрации физических, химических и биологических параметров, новые средства для геофизических исследований дна океана, осадочных и подстилающих слоев.
Следует ожидать продолжения и расширения масштабов глубоководного бурения океанского дна с установкой геофизических приборов на дне скважин, пробуренных с борта НИС.
Уже из этого краткого перечисления важнейших проблем, поставленных жизнью и развитием цивилизации перед морской наукой, перечисления методов и средств исследования океана, которые должны развиваться в ближайшие десятилетия, ясно, что без работы на океанских просторах многочисленных, хорошо оснащенных НИС не обойтись. Более того, работа НИС будет крайне необходима.
Анализ нерешенных проблем в океанологии приводит к выводу о необходимости как увеличения количества НИС, активно работающих в океане, так и повышения эффективности их использования путем тщательной проработки экспедиционных программ, оснащения судов новой приборной базой, организации взаимодействия между НИС и космическими средствами изучения океана.
Какие же НИС построят в последнее десятилетие XX в.? Ясно одно, что при проектировании НИС необходимо в корне изменить концепцию их создания. Если раньше да и теперь во многом с самого начала при проектировании предопределены ограничения по ряду параметров нового судна, в частности по основному из них – водоизмещению, то уже в середине 90-х гг. и тем более позже в основу проектирования будут положены потребности научно-исследовательского комплекса, а все остальное должно формулироваться как производное. Значит, четкая формулировка научно-исследовательских задач позволит определить состав научно-исследовательского комплекса, необходимого для их решения. А для него будет создаваться носитель, то есть само судно, оптимальное с точки зрения эффективности проведения научных исследований.
Следовательно, уже при разработке исходных требований на проектирование нового судна потребуется предельно точная формулировка научно-исследовательских задач, которые оно должно решать. При этом необходимо не только основываться на современных достижениях науки и приборостроения, но и в возможной степени предвидеть их развитие и совершенствование.
Так как срок службы НИС обычно не менее 25 лет. то любой проект нового НИС должен предусматривать модернизацию научно-исследовательского комплекса и средств его обеспечения на судне в течение срока жизни НИС. На наш взгляд, уже при проектировании нового НИС необходимо предусмотреть и заложить в проект возможность и максимальные удобства для будущей модернизации.
И только с учетом требований максимальной эффективности использования судового научно-исследовательского комплекса должен решаться вопрос о конструкции носителя, о конструкции корпуса, ЭУ, электроэнергетической системы, радионавигационного оборудования. Каково будет новое НИС: либо традиционным однокорпусным, либо катамараном, либо судном-катамараном с малой площадью ватерлинии, либо плавучей базой исследовательских катеров или дистанционно управляемых ПА – все это уже вторично, все это решается в зависимости от главного, от обеспечения максимально эффективной работы научно-исследовательского комплекса.
При выборе в качестве носителя этого комплекса катамарана следует учитывать такие преимущества двухкорпусных судов, как большая площадь палубы при одинаковом водоизмещении, хорошая остойчивость и маневренность, меньшая осадка при равном водоизмещении с однокорпусным судном. Однако катамараны имеют недостатки, главными из которых являются большая стоимость постройки, сложность строительства и ремонта, подверженность ударам волн в носовую часть соединительного моста, трудность эксплуатации в ледовых условиях. Все это в определенной мере препятствует их широкому распространению.
Возможно, в будущем шире будут использованы НИС типа «плавучая база» и небольшие исследовательские суда-катера. Такой вариант НИС, безусловно, заслуживает внимания и может рассматриваться в качестве альтернативы при создании средств для акустических, сейсмических, геологических и гидрографических исследований при работах на больших площадях.
Однако следует учитывать, что судно-база и дочерние суда-катера обладают существенно отличающейся мореходностью. Кроме того, большие ограничения по использованию малых судов-катеров накладывают погодные условия при спуско-подъемных операциях. А это в итоге снижает эффективность использования всего комплекса «база – катера», так как резко сокращается полезное время, в течение которого возможно проведение исследований.
Следует рассмотреть и такой вариант НИС, как плавучая база и дистанционно управляемые ПА привязные или автономные. В первом варианте управляющие команды могут поступать с базы на ПА по кабель-тросу. Во втором варианте ПА изготавливаются полностью автономными, работающими по заданной программе в автоматическом режиме. Особенно перспективным такое средство может быть при геологических исследованиях морского дна.
Может быть рассмотрен и такой вариант НИС будущего, как баржебуксирный комплекс. Нам представляется, что применение баржебуксирных составов в качестве НИС может оказаться эффективным при выполнении исследований на внутренних водоемах (озера, водохранилища, реки, дельтовые районы рек) и в прибрежной зоне морей по следующей схеме: буксир расставляет несколько барж-лабораторий, обслуживает их и время от времени перемещает в новые точки.
Каждый из указанных вариантов НИС будущего имеет свои преимущества и недостатки. Ясно одно, что на ближайшие 15–20 лет НИС останется основным средством изучения Мирового океана. А выбор типа и конструкции судна будет определяться требованиями повышения эффективности использования научного комплекса, размещенного на нем, и обеспечения наилучших условий для систематической замены научного и обеспечивающего оборудования на более совершенное в ходе плановых модернизаций судна.