Batiscafo

Os batiscafo são dispositivos subaquáticos de exploração abissal .

Em serviço de 1948 a 1982 , foram então as únicas máquinas capazes de atingir as maiores profundidades (−10 916 metros, na Fossa de Mariana , o23 de janeiro de 1960) Até o início da década de 2010, apenas veículos com controle remoto ( ROVs ), como o Nereus , conseguiam chegar a esses locais. Inventado pelo professor Auguste Piccard e aperfeiçoado por seu filho Jacques Piccard , um batiscafo consiste em uma pesada cabine esférica de aço , capaz de acomodar dois ou três passageiros, suspensa por um flutuador cheio de gasolina leve que compensa o peso do transatlântico. ' juntos de acordo com o princípio de Arquimedes . O batiscafo desce por gravidade e sobe liberando o lastro.

Devido ao seu tamanho e peso, os batiscafes não puderam ser transportados a bordo e tiveram de ser rebocados pelo navio que os acompanhava. Eles foram substituídos por submarinos menores e mais gerenciáveis ​​(aço de alto limite elástico ou esfera de liga de titânio e flutuador composto ).

A palavra batiscafo , cunhada pelo professor Piccard em 1946 , vem do grego bathus (fundo) e skaphos (barco). Anteriormente, o professor Piccard havia usado a palavra talassosfera para nomear sua invenção.

Registros

23 de janeiro de 1960, 13h06: O batiscafo do USS Trieste atinge a profundidade recorde de 37.800 pés (11.521 metros), valor dos indicadores internos. Esse valor foi posteriormente corrigido para cerca de 35.800 pés (10.916 metros na Fossa das Marianas ).

Descrição

O compartimento de passageiros, reduzido ao mínimo para minimizar o peso, sendo capaz de suportar pressões abismais muito altas ( 1.000  bares a 10.000  m ) consiste em uma esfera de aço com um diâmetro interno de cerca de dois metros e de nove a quinze centímetros de espessura dependendo do profundidade operacional máxima. O flutuador, construído em aço e alumínio , contém gasolina mais leve do que água. Para evitar que seja esmagado durante o mergulho, a bóia é aberta em sua parte inferior para equilibrar as pressões interna e externa. Portanto, a estrutura é relativamente leve. A gasolina foi escolhida por ser econômica e líquida , enquanto os gases são muito compressíveis para um mergulho muito profundo. Os silos em forma de funil abertos em sua extremidade inferior contêm granalha de ferro fundido como lastro. Em operação normal, o fluxo do tiro é bloqueado pelo campo magnético produzido por eletroímãs. Os volumes de gasolina e shot são ajustados para que o batiscafo submerso tenha peso zero. Na superfície, reatores cheios de ar garantem sua flutuação.

Operação

Ao contrário do submarino militar, projetado para se mover horizontalmente e equilibrar seu peso submerso com o impulso de Arquimedes, o batiscafo é praticamente desprovido de propulsão (possui apenas pequenas hélices movidas a motor. Baixa potência) e desce em imersão, sendo "mais pesado que agua".

Para iniciar a descida, os reatores são purgados de seu ar e preenchidos com água do mar, o que tem o efeito de aumentar o peso da máquina (que se torna maior do que o impulso de Arquimedes). Durante a descida, a gasolina do flutuador se comprime, o que diminui a flutuabilidade; o peso mais pesado resultante é então compensado por uma liberação equivalente de lastro, controlada pelo corte da corrente elétrica que fornece os eletroímãs.

Na parte inferior, as hélices de manobra permitem pequenos movimentos.

Para subir, soltamos o lastro.

Este dispositivo de liberação de corte de energia atua no sentido de segurança, pois em caso de falha elétrica o batiscafo só pode tornar-se mais leve e subir novamente.

Operação do batiscafo.
  • O batiscafo flutua e se prepara para o mergulho.
  • O batiscafo aumenta de peso substituindo o volume dos tanques de lastro por água do mar e desce porque o empuxo arquimediano é menor que o peso.
  • O batiscafo é colocado no fundo. O empuxo de Arquimedes é igual ou ligeiramente menor que o peso.
  • O batiscafo deixa cair o lastro e sobe. O impulso de Arquimedes é maior do que o peso.

Ilustração: Esfera Trieste feita em Terni, Itália. Percebe-se a vigia e, ao redor, as doze saídas para os cabos elétricos e as tubulações hidráulicas; superior esquerdo, a extremidade inferior de um silo de injeção com seu controle eletromagnético .

Os diferentes batiscaftas

Batiscafo Anos de serviço Construtor Do utilizador Profundidade acessível Mudança
FNRS 2 1948 FNRS (Bélgica) Auguste Piccard (Suíça) 4000  m 40 toneladas
FNRS 3 1954-1961 FNRS (Bélgica)
Marinha (França)
Marinha Francesa
e CNRS (França)
4000  m 90 toneladas
Trieste 1954-1964 Auguste Piccard (Itália, Suíça) Auguste e Jacques Piccard (Suíça)
Marinha dos EUA
Esfera manchada  : 4.000  m
Esfera Krupp  : 11.000  m
125 toneladas
150 toneladas
Arquimedes 1961-1974 Marinha Francesa (França) Marinha francesa
e CNRS, em seguida, CNEXO (1969-74)
11.000  m 200 toneladas
Trieste II 1964-1966 Marinha dos Estados Unidos Marinha dos Estados Unidos primeira versão: 4.000  m 200 toneladas
1966-1983 Marinha dos Estados Unidos Marinha dos Estados Unidos última versão: 6.000  m 300 toneladas

O FNRS 2

Após uma interrupção devido à Segunda Guerra Mundial , o professor suíço Auguste Piccard, da Universidade de Bruxelas, retoma seu trabalho em uma máquina de exploração abissal. Em 1948 , ele desenhou seu primeiro batiscafo e batizou-o de FNRS 2 em reconhecimento ao Fundo Nacional de Pesquisa Científica, uma organização belga que sempre o apoiou. Os fundos, suficientes para um primeiro submersível, não permitem a construção de um batiscafo elaborado. O FNRS 2 não possui poço de acesso à tripulação da superfície e o flutuador, reduzido à função de envelope de gasolina, não possui estrutura adequada para rebocar em alto mar.

A esfera, composta por dois hemisférios, foi fundida e posteriormente girada na Usines Émile Henricot ( Bélgica ). Pesa 11 toneladas e suporta uma imersão de 4000 metros. Seu diâmetro interno é de 2 metros. Sua espessura é de 9 centímetros levada a 15 centímetros perto das duas vigias. Estes são cônicos e feitos de metacrilato de polimetila . O flutuador é composto por sete tanques que totalizam 30  m 3 de gasolina, protegidos por um casco de chapa de ferro de um milímetro de espessura. O batiscafo é montado em Antuérpia ( Bélgica ) pelo "Mercantile Marine Engineering Cie".

Sem ter sido testado, o FNRS 2 embarcou para Dakar ( Senegal ) onde a Marinha Nacional Francesa prestou assistência, depois foi encaminhado para as ilhas de Cabo Verde onde se realizariam os testes. Um primeiro mergulho a 25 metros mostrará rapidamente os limites das escolhas feitas. Os primeiros passageiros ( Auguste Piccard e o acadêmico Théodore Monod ) ficam presos na esfera enquanto o batiscafo ainda está a bordo do Scaldis , seu navio de apoio. O FNRS 2 foi colocado à tona e então iniciou a longa e delicada manobra de enchimento dos tanques de combustível. Após um mergulho efetivo de um quarto de hora, as manobras reversas devem ser realizadas. Os passageiros são liberados somente após 12 horas. O segundo teste, realizado alguns dias depois sem passageiro, envia o submersível a uma profundidade de 1.380 metros automaticamente. Na volta, o mar que mudou não permite manobras de embarque. Foi com a flutuação permanentemente danificada que o batiscafo foi rebocado para a costa e depois trazido de volta a bordo e encerrou esta campanha de teste.

O FNRS 2 demonstrou a validade do batiscafo e também a necessidade de construção de um submersível que deve ser rebocado. No entanto, por não ter antecedentes humanos, a opinião pública está bastante dividida. O conceito de batiscafo deve sua sobrevivência apenas à determinação do professor Piccard e ao interesse por ele demonstrado por alguns oficiais da Marinha francesa.

O FNRS 3

Durante os meses seguintes aos mergulhos do FNRS 2 , o futuro do batiscafo é incerto. O flutuador é destruído, a esfera é armazenada em Toulon (França). Em 1950, foi assinado um acordo entre o Fundo Nacional de Pesquisa Científica da Bélgica (FNRS), dono da esfera, e a Marinha Nacional da França . O FNRS contribuirá para o financiamento de um novo batiscafo que será construído no arsenal de Toulon. O submersível se chamará FNRS 3 e, após três mergulhos profundos, pertencerá à Marinha Francesa. O engenheiro Pierre Willm é nomeado gerente de projeto e o tenente-comandante Georges Houot é nomeado comandante do batiscafo. O professor Piccard foi nomeado assessor técnico, mas não liderou o projeto. À medida que as condições de trabalho se tornavam cada vez mais difíceis entre ele e a Marinha francesa, Auguste Piccard deixou o projeto em 1952. Um "laboratório de batiscafo" foi então criado pelo CNRS francês (Centro Nacional de Pesquisa Científica) e se encarregou da realização do instrumentação científica do batiscafo.

A esfera utilizada pelo FNRS 3 é a do FNRS 2 . O flutuador é produzido pelo arsenal de Toulon. Sua silhueta lembra a de um submarino clássico. O comprimento é de 16 metros e a largura é de 3,35 metros. É composto por treze tanques, sendo dois para balanceamento e um para lançamento, totalizando cerca de 80 metros cúbicos de gasolina . Possui banheira de onde sai o poço de acesso à esfera e está equipada com alhetas estabilizadoras colocadas de cada lado da mesma.

Durante o verão de 1953, Georges Houot (piloto) e Pierre Willm (engenheiro) começaram a testar o FNRS 3 no Mediterrâneo . Eles atingem rapidamente 2.100 metros. Com esta série de mergulhos, o FNRS 3 é oficialmente transferido para a França em24 de setembro de 1953. Em Janeiro começa uma campanha ao largo de Dakar ( Senegal ) que culmina com um mergulho a 4.050 metros sobre15 de fevereiro de 1954, que é um recorde e o mergulho mais profundo no FNRS 3 . Após três horas de mergulho, chega-se ao fundo. Um filme de Jacques Ertaud , Profondeur 4050 , traça a história deste primeiro mergulho. Esse recorde durará seis anos antes de ser destronado em 1960 pelo batiscafo americano Trieste. Nos anos que se seguiram, muitos cientistas trabalharam a bordo do batiscafo.

Em 1960 o FNRS 3 foi desarmado após ter realizado 80 mergulhos operacionais.

O FNRS 3 permitiu que os cientistas descessem a grandes profundidades para realizar suas pesquisas, enquanto até então eles só podiam operar a partir da superfície. Com este submersível, a Marinha Francesa adquiriu a tecnologia que lhe permitirá construir um pouco mais tarde um batiscafo que pode descer às maiores profundidades. Será o Arquimedes .

O trieste

O professor Piccard estava trabalhando no projeto FNRS 3 quando em 1952 recebeu uma proposta de industriais italianos para construir outro batiscafo. A crescente incompreensão que se instalou entre a Marinha francesa e o professor, o faz aceitar. Auguste Piccard está liderando a construção de um novo submersível que se chama Trieste em homenagem à cidade italiana que abriga o projeto. Este batiscafo é financiado pela Itália e pela Suíça .

A esfera, de forma idêntica à do FNRS 2 , é forjada na aciaria da “Società per l'Industria e l'Elettricità” em Terni ( Itália ). O flutuador de aço macio é construído pela “Cantieri Riuniti dell 'Adriaco” em Trieste. Tem forma cilíndrica com laços nas extremidades. Seu comprimento é de 15,10 metros e seu diâmetro é de 3,50 metros. Seus treze tanques, incluindo um tanque de queda, têm capacidade para 110 metros cúbicos de gasolina. Os arcos servem como câmaras de ar para melhorar a flutuabilidade da superfície. O revestimento externo tem 5 milímetros de espessura e as divisórias internas são feitas de ferro corrugado de 3 milímetros. Seu peso é de 15 toneladas. O flutuador é atravessado por uma chaminé de acesso à esfera que conduz a um quiosque cúbico. É equipado com um centro e quilhas internas. Todo o batiscafo é montado pela “Navalmeccanica” de Castellammare di Stabia ( Itália ).

Os primeiros testes foram realizados com a ajuda da Marinha italiana durante o verão de 1953 . Um primeiro mergulho profundo leva Auguste Piccard e seu filho Jacques a 1.080 metros. Poucos dias depois, o30 de setembro de 1953, o Trieste atinge 3.050 metros da ilha de Ponza . Este é o último mergulho do professor que agora vai deixar a pilotagem do batiscafo para o filho. Durante os anos de 1954 e 1955 , os Piccards melhoraram o submersível, mas devido à falta de recursos, nenhum mergulho profundo foi realizado. Em 1956 , os fundos suíços e a ajuda da Marinha italiana possibilitaram a retomada dos mergulhos em profundidade. Foi nessa época que a Marinha dos Estados Unidos começou a se interessar por Trieste . Foi assinado um acordo com o ONR (Office of Naval Research, EUA) para o uso conjunto do batiscafo para a temporada de 1957 . No final desta campanha frutífera, um novo acordo foi assinado em 1958 . O Trieste é transferido para a Marinha dos Estados Unidos e Jacques Piccard mantém o controle dos mergulhos. Carregado em um cargueiro, o batiscafo chega a San Diego , Califórnia . Em 1959 , o Trieste realizou alguns mergulhos mas sobretudo foi modificado para um mergulho na Fossa das Marianas .

Com o objetivo de atingir 11.000 metros de profundidade, o elemento essencial para a mudança é a esfera de Terni . Uma nova esfera é feita pela Krupp . Incapaz de girar dois hemisférios, a empresa alemã forja a esfera em três partes: um anel e duas tampas. Ele pesa 13 toneladas. Sua espessura é de 12 centímetros reforçada para 18 centímetros ao redor das vigias. O diâmetro interno é 1,94 metros. É montado pelos “Ateliers de Constructions Mécaniques” em Vevey ( Suíça ). Para compensar o peso da nova cabine e do lastro adicional, o flutuador é alongado para 17,60 metros, elevando o volume de combustível para cerca de 130 metros cúbicos.

Mergulho histórico de 23 de janeiro de 1960 : Fossa da Mariana, -10.916 metros.

Em outubro de 1959 , o batiscafo Trieste, equipado com sua nova esfera, foi transportado por carga até a base naval de Guam, próximo à Fossa das Marianas . Os testes o levaram a registrar profundidades de 5.530 e 7.025  metros . Apesar do deslocamento de uma das tampas, o Trieste consertado é considerado adequado para mergulho. Rebocado por quatro dias até o local de Challenger Deep , uma depressão de sete por dois quilômetros conhecida por ser possivelmente o lugar mais profundo da terra, o Trieste foi rapidamente preparado por Jacques Piccard e o tenente Don Walsh . O23 de janeiro de 1960em 8  h  23 , a bathyscaphe deixou a superfície, hesitou nos rasos thermoclines então descidos a uma velocidade de um metro por segundo. As correntes, portanto a deriva, são desconhecidas. Por segurança, a velocidade é reduzida para 60 centímetros por segundo a oito mil metros, depois para 30 centímetros por segundo abaixo de nove mil metros. Em 13  h  6 , o Trieste senta no fundo da trincheira de Mariana. A pressão é de 1.156  atmosferas  ; o cálculo dá uma profundidade de 10.916 metros a mais ou menos cinquenta metros. Um peixe passa pela vigia. Isso confirma que a vida evoluída existe nas profundezas dos oceanos. Jacques Piccard e Don Walsh, os dois homens mais profundos do mundo, observam e executam o programa planejado de experimentos. Meia hora depois, ao lançar o tiro, a tripulação iniciou a subida. A velocidade aumenta gradualmente até atingir 1,5 metros por segundo. Em 16  h  56 , a Trieste está de volta sobre a superfície.

Após esses registros de mergulho, o Trieste foi reequipado com a esfera Terni , condenando-o a não mais ultrapassar 4.000 metros. Ele participou da busca do submarino nuclear americano USS  Thresher  (SSN-593) naufragado no Atlântico Norte, depois foi desativado em setembro de 1963 para dar lugar ao Trieste II .

O arquimedes

O sucesso e a confiabilidade do FNRS 3, bem como o interesse demonstrado pelos cientistas no estudo do fundo do mar, levaram o comandante Georges Houot e o engenheiro marítimo Pierre Willm a considerar a construção de um novo dispositivo em 1955.: ele terá que ser capaz de alcançar os fundos mais profundos do planeta (11.000 metros na Fossa das Marianas , Pacífico ), para serem mais manobráveis ​​para serem rebocados com mais facilidade e para oferecer mais espaço para os cientistas.

Em novembro de 1955, os membros do comitê do batiscafo expressaram o desejo de que essa máquina fosse construída. A Marinha então pede a Willm e Houot para estudar um projeto preliminar e quantificar o custo de construção. Em 1958, recolhido o dinheiro necessário (com a participação da Bélgica graças ao Professor Dubuisson), foi lançada a construção em Toulon .

O novo batiscafo, inicialmente denominado B 11.000 (B de Batiscafo) por poder atingir profundidades de 11.000 metros, foi finalmente denominado "Arquimedes" e lançado em28 de julho de 1961.

Suas características são as seguintes: comprimento 22,1 metros, largura 5 metros, altura 8 metros; a esfera tem diâmetro interno de 2,10 metros, espessura de 15 centímetros e 3 vigias, a bóia possui 20 tanques de combustível ( 171.000  litros) e um tanque de combustível descartável ( 3.700  litros).

A barcaça da marinha francesa Marcel Le Bihan garante a implantação e o suporte do Arquimedes .

O Comandante Houot comanda o que agora é chamado de "grupo de batiscafo".

Após testes satisfatórios no Mediterrâneo, surge a escolha do fundo do mar para testar o dispositivo em grandes profundidades. Por razões orçamentárias e políticas, o foco está na Fossa Kuril, no norte do Japão. De fato, um navio oceanográfico soviético detectou ali uma profundidade de 10.500 metros (na realidade, deve-se notar que a profundidade não ultrapassa os 9.500 metros).

O 15 de julho de 1962Houot e Willm realizam o primeiro mergulho profundo do Arquimedes . Eles atingiram o fundo a 9.200 metros e permaneceram lá por 3 horas.

Nos dias seguintes, foram realizados outros mergulhos de teste, um dos quais permitiu atingir o fundo a 9.500 metros.

Agora o Arquimedes está operacional e pode ser usado regularmente para pesquisas científicas.

De 1962 a 1974 o Arquimedes realizou 208 mergulhos operacionais nas planícies abissais e nas grandes fossas do globo (Mediterrâneo, Japão, Porto Rico, Grécia, Madeira e Açores). O Archimedes foi pilotado primeiro pelo Comandante Houot (65 mergulhos), depois pelos segundos oficiais O'Byrne, de Froberville (que em 1970 assumiu o comando do Groupe des batyscaphes), de Guillebon e Harismendy). 38 pesquisadores de várias disciplinas e nacionalidades puderam mergulhar para realizar programas científicos.

Em 1974, o Arquimedes participou da Operação FAMOUS (Estudo Submarino Franco-Americano do Meio Oceano), uma expedição franco-americana para explorar a geologia da dorsal mesoatlântica.

O Trieste II

Após a primeira campanha mergulha Trieste no naufrágio de Tresher em 1963, um novo flutuador é construído em 1964 e o batiscafo e atualizado, mas ainda equipado com a esfera Terni é batizado Trieste II , voltou ao serviço em 1 st junho 1964. O operacional os desempenhos são, no entanto, tão fracos que em 1966, a Marinha decide substituir a esfera e o flutuador. Calcula-se que a nova esfera desça até 6.000 metros. Com um deslocamento de 300 toneladas, esta nova versão do Trieste II o tornará o maior batiscafo já construído. Usado exclusivamente pela Marinha para suas próprias necessidades, ele será chamado de DSV-1 após a grande reforma de 1970. Entre outras coisas, ele recuperou em 1972 um filme de um satélite espião KH-9 a quase 5.000  m de profundidade. Pertencente ao Grupo de Desenvolvimento Submarino Um (SUBDEVGRU 1) até 1980, será definitivamente retirado de serviço em 1983. As três versões do Trieste farão um total de 50 missões científicas, sendo o restante da atividade militar.

Locais de exibição

Batiscafo Museu Cidade País Especificidades  
FNRS 2 Este batiscafo não existe mais.  
FNRS 3 Torre Real Toulon França  
Trieste US Navy Museum Washington DC EUA com a esfera Krupp . A esfera Terni está em exibição nas proximidades
Arquimedes A cidade do mar Cherbourg-en-Cotentin França  
Trieste II Museu Naval Submarino Keyport (estado de Washington) EUA Última versão com a esfera de 6.000 metros

Cronologia

Notas

Veja também

Artigos relacionados

links externos

Bibliografia

Notas e referências

  1. Jean-Luc Goudet, "  50 anos atrás, Jacques Piccard nas profundezas do mundo  " , no Futura ,23 de janeiro de 2010(acessado em 6 de fevereiro de 2015 ) .
  2. É uma espécie de versão subaquática do balão que permite a exploração da verticalidade por meios hidrostáticos .
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