Klepáním to jen začíná. Takové akce se chystají roky, říká fyzik k ponorce

Pětici pasažérů ponorky Titan, která se ztratila na cestě k vraku Titaniku, podle odhadů zbývá kyslík do čtvrtečního poledne středoevropského času. Fyzik Ladislav Sieger z Fakulty elektrotechnické ČVUT pro Seznam Zprávy zdůraznil, že krátící se čas na záchranu je momentálně nejdůležitějším faktorem celého záchranného procesu.

Dlouhá doba od ztráty kontaktu podle něj také zásadně zhoršila podmínky v samotné ponorce, protože mise byla plánovaná na osm hodin. „Ponorka bude celou dobu chladnout a bude tam klesat teplota. V rámci osmi hodin to není problém, ale v rámci 96 hodin, na něž má osazenstvo ponorky zásobu vzduchu, dojde k ochlazení na zhruba čtyři až osm stupňů Celsia a dojde ke kondenzaci vodní páry. To může být problém pro elektroniku,“ vysvětluje Sieger.

Expert také popsal největší problémy při záchranných pracích v takto nehostinném prostředí a jaká úskalí to přináší.

Co u současné záchranné mise vnímáte jako největší problém?

Pro představu si srovnejme výzkum kosmu a výzkum oceánu. Proč provádíme kosmický výzkum? Protože je to jednodušší než výzkum oceánu.

Na oběžné dráze jsme schopni předpovědět, kde se naše družice bude nacházet a jsme schopni s ní komunikovat. V kosmu nás ohrožuje vakuum, radiace a střídání teplot. Naproti tomu v oceánu je hlavním problémem vysoký tlak.

Již v hloubce 10 metrů pod vodní hladinou máme hydrostatický tlak 100 kPa. To je hodnota odpovídající 1 atmosféře. V hloubce 4 kilometrů, kde je pohřben Titanic, máme tlak 40 MPa, tedy 400krát větší než tlak atmosferický. Jen pro představu, tlak páry v jaderné elektrárně, který jde do turbíny je okolo 6,3 MPa (Temelín), tedy šestkrát menší než tlak působící na ponorku v hloubce čtyř kilometrů.

Komplikují záchranářům práci nějaké další faktory?

Zásadním problémem je určení polohy samotné ponorky. V oblasti ponoru se nachází Golfský proud, který bude ponorku unášet. Nelze si představit, že bude klesat kolmo dolů jako výtah. Máte tam armádu, máte tam Němce, Kanaďany, Francouze - sice tam mají nejmodernější techniku, ale mají problém vůbec lokalizovat, kde ta ponorka je, a to si myslím, že je obrovský problém.

Obrovsky komplikovaná je v takové hloubce také orientace v prostoru. Do hloubky větší než jeden kilometr pod vodní hladinou již neproniká žádné světlo. Noříme se do tmy. Pro ponorku je problém se v prostoru orientovat. I když si svítí reflektory ve volném prostoru, nic neuvidí. Bude to jako v noci na lesní cestě. Vidím kužel světla a všude kolem je tma. I samotné hledání Titaniku na dně je při běžných misích složité.

Další problém existuje s vlastním prostředím v ponorce. Mise, včetně ponoru, pobytu a vynoření, byla plánována zhruba na osm hodin. Ponorka bude celou dobu chladnout a bude tam klesat teplota. V rámci osmi hodin to není problém, ale v rámci 96 hodin, na něž má osazenstvo ponorky zásobu vzduchu, dojde k ochlazení na zhruba 4-8 stupňů Celsia a dojde ke kondenzaci vodní páry. To může být problém pro elektroniku.

Obecně ponory do hloubky více než jeden kilometr lze považovat z technického hlediska za velice náročný podnik a zatím se nejedná o běžnou praxi. Tomu odpovídá i technické řešení, které je v těchto hloubkách zatím unikátní.

Jak vlastně funguje bezdrátová komunikace pod vodou?

Pod vodou můžeme komunikovat akusticky (zvuk se tam šíří), ale nelze komunikovat pomocí elektromagnetických vln, protože slaná voda se chová jako vodivý elektrolyt.

Je možné komunikovat pomocí zvuku, resp. ultrazvuku. To se používá u ponorek. Uvědomme si ale, že běžné ponorky (komerční či vojenské) se pohybují obvykle v hloubkách 250-500 metrů, obvykle nepřekročí hloubku 600 metrů. Vrak Titaniku se ale nachází 3800 metrů pod vodní hladinou.

Oceán navíc není tichý, ale je tam hluk od různých zdrojů. Jestliže budu 4 kilometry daleko, tak bude problém zjistit, co vůbec říkám. Obecně si to nepředstavujme tak, že se pomocí ultrazvuku budeme bavit v nějaké super kvalitě. Díky té vzdálenosti a rušení budeme mít komunikaci velice pomalou. Jsme ale schopni vysílat pomalé signály, typicky ťukání.

Není to běžná komunikace. Ale pokud to budou mít nějakým způsobem domluvené, tak mohou komunikovat kódovaně. To znamená, že například písmeno morseovky bude znamenat nějakou zprávu, tak to znají třeba radioamatéři.

Hodně se momentálně hovoří o tom, že v oblasti pátrání bylo zaznamenáno bouchání nebo podobné zvuky. Jak moc je pravděpodobné, že skutečně jde o zvuky, které vytváří pasažéři ponorky?

Může to tak být. Otázkou je, proč nás zajímá nějaké klepání. Pochopitelně, abychom tu ponorku našli, ale uvědomme si, že tím to všechno teprve začíná.

Ponorku musíme vyzdvihnout z hloubky 4 kilometrů a není tam vidět na krok. Když budete svítit reflektorem, uvidíte maximálně na 30 metrů, spíše to prosvítíte na nějakých 5 až 10 metrů.

Chci říct, že i když budete od hledané ponorky 50 nebo 60 metrů, nemusíte ji ani vidět. Pochopitelně, můžete využít sonar. Když se podaří ponorku najít, je potřeba ji zachytit a vynést na hladinu. To není nic jednoduchého. Nepředpokládám, že k tomu bude použita pilotovaná záchranná ponorka. Znamená to použít robota se všemi obtížemi s tím spojenými (napájecí a komunikační kabel o délce čtyř kilometrů).

Historicky se takové věci dělaly, ale byly to akce, u nichž byla až roční doba na přípravu a celé vyzdvihování probíhalo třeba měsíc. Nebyl takto omezený čas.

A možná to ještě nebylo ani v takových hloubkách, jako se bavíme.

Byly to nějaké kilometry, ale nebylo to takto hluboké. To už je detail, tady je rozhodující ten čas.

Je třeba si uvědomit, že ani vynoření ponorky neznamená záchranu. I kdyby se ponorka vynořila vlastním přičiněním, posádka se nedostane ven, protože poklopy jsou přišroubovány z venku sedmnácti šrouby. Jestliže jim dojde vzduch, ani pobyt na hladině v zavřené ponorce neznamená záchranu.

Je otázka, jak to pasažéři zvládnou, jestli byli školeni na to, že mohou být 4 až 5 dnů pod vodou.

Je tedy možné, že ty zvuky pochází úplně z jiného zdroje?

To pochopitelně možné je, sami záchranáři to momentálně s jistotou nevědí. Dá se předpokládat, že by měly existovat nějaké havarijní plány. Vždycky, když se něco takového dělá, tak se to zpracovává, aby bylo jasné co se očekává od posádky a co od záchranných týmů. Do toho patří i způsoby nouzové komunikace včetně případného klepání.

Každá takováto situace je zdrojem poučení a zlepšení bezpečnostních předpisů. Známe to třeba z vyšetřování leteckých katastrof.

Existují nějaké další způsoby, jak lze z ponorky, která může být přikována k mořskému dnu, vyslat nouzový signál?

Pro nouzovou komunikaci lze použít např. radiovou bóji. Ta se vypouští v případě problémů pod hladinou. Omezením je, že jsme schopni najít polohu této boje na hladině. Nic to neříká o poloze objektu, který ji vypustil.

Do hloubky několika set metrů je to relativně dobrá informace o poloze, v hloubce kilometrů je to problém. Bóje u ponorky v hloubce kilometrů je volná a není s ponorkou nijak spojena, proud ji může unášet. Je to jako balón, který vypustíme na Zemi. Po čtyřech kilometrech letu nebude kolmo nad místem vypuštění.

Ten samotný fakt, že došlo v takové hloubce k přerušení komunikace a spojení, to asi je poměrně normální?

Ano, to je normální. Nějakou dobu spojení měli, pak se přerušilo, ale to může být skutečně tím, že se dostali pod nějakou termoklinu (rozhraní vod s různou teplotou, resp. haloklinu, rozhraní vod s různou slaností - každé takové rozhraní zamezuje přímému šíření zvukových vln). V tom okamžiku, pokud komunikovali akusticky, se neslyšeli.

Už u těch minulých ponorů, které se konaly třeba před rokem, jsem zaznamenal, že problémy s komunikací existovaly. Nikdo v té ponorce podle loňského dokumentu nevypadal, že z toho je příliš ve stresu…

U této ponorky se počítá s tím, že za osm hodin vyplave. Když to odlehčím, tak pasažér brzy ráno vstane a odpoledne je na kafi. S tím oni počítají, takový je plán. Jako rezervu tam mají kyslík na 96 hodin.

Ponorka také za normálních okolností vysílá v pravidelných intervalech signál, aby dala vědět, že je všechno v pořádku. Každých 15 minut vysílá něco, čemu v angličtině říkají ping. Mohl byste laicky vysvětlit, co to přesně znamená?

V podstatě jde o akustický maják. Dělá se to i u družic, které kromě běžné komunikace na řadě radiových pásem využívají ještě radiomaják, který v pravidelných intervalech vysílá identifikační informace. Tyto majáky zpravidla fungují, i když vše ostatní selže.

Ponorka každých 15 minut vyšle nějaký akustický signál, který je dostatečně intenzivní na to, aby jej šlo zachytit. Pak víme, že je ponorka v pořádku.

Ztráta komunikace může být způsobena tím, že se ponorka dostala pod termoklimu (rozhraní vod s rozdílnou teplotou a tím hustotou). Toto rozhraní nedovolí volné šíření akustického signálu a může dojít ke ztrátě signálu.

Protože je to velice čerstvé a ani záchranáři nemají dostatek informací, počkejme na rozuzlení tohoto případu a poučme se z problémů, které tento ponor provázely.