Безопасность на воде: зачем морские суда "ловят" с помощью подушек

Даже в обычном бассейне нужно быть осторожным. А сколько опасностей в морях и океанах? Акулы, ядовитые рыбы, штормы, цунами. Какие разработки защитят от морских убийц, точно предскажут стихийные бедствия и обеспечат людям безопасность на воде? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ. 

Длиннокрылая акула-убийца

Начало сентября. Шарм-эль-Шейх. На побережье сразу трех отелей замечена длиннокрылая акула. Этот хищник с 2010 года уже убил пятерых человек. И в этот раз его пришлось отгонять от берега с помощью катеров. 

Туристам находиться в воде запретили, но самые безрассудные все же пытались подобраться поближе к акуле, чтобы сделать пару кадров. 

"Это очень опасно. Пришлось ставить охрану у мест, где толпились люди. Мы всегда предупреждаем о том, что нельзя находиться в воде, если рядом есть угроза. Длиннокрылая акула может достигать в длину четырех метров и уже нападала на людей в Красном море", — рассказала министр окружающей среды Египта Ясмин Фуад.

Бархатный сезон в Египте в самом разгаре, и по подсчетам, до конца года страну собираются посетить до полутора миллионов российских туристов. Многих привлекает подводный мир Красного моря. Они погружаются с аквалангами в поисках красочных рифов и морских обитателей. Об опасности в этот момент мало кто думает. За туристов это делают ученые. 

Прочная броня против акул

Австралийские разработчики создали сверхпрочный гидрокостюм, который акулам не по зубам. В сюжете показаны кадры испытания, которые прошел новый материал. В пасти большой белой акулы — будущая броня для дайверов и серферов. Это испытание ткань прошла с честью — хищник ее так и не прокусил. 

Ученые университета Флиндерс взяли за основу материал из нановолокон полиэтилена — такой обычно используют для изготовления бронежилетов и баллистических щитов. Затем разработчики добавили к волокнам традиционный неопрен и получили броню против акул. Она в 15 раз прочнее стали и на 50% надежнее, чем кевлар.

"Мы не можем сшить гидрокостюм полностью из сверхмолекулярного полиэтилена — он получится слишком тяжелым и дорогим. Поэтому мы делаем прочные накладки на неопрен во всех местах, куда обычно атакует акула. Например, защищаем по кругу ногу, чтобы уберечь бедренную артерию. У нас две модели костюма: для серфинга и для дайвинга. Они отличаются толщиной — от двух до семи миллиметров. Но оба защищают своих владельцев", — уточнил директор Консорциума морских и прибрежных исследований Университета Флиндерса Чарли Хувенирс.

Искусственный интеллект для поиска людей в океане

Но акулы — не единственная опасность, что поджидает человека в открытом море. Вдали от суши легко потеряться.

В программе показали манекен, который десятки раз теряли в Тихом океане. Теряли и каждый раз находили, вне зависимости от того, сколько времени он провел в воде. Все благодаря математической модели океана. 

Разработчики запустили алгоритм, который анализирует скорость и направление течений, погоду, которая могла бы на них повлиять, и время, которое прошло с момента исчезновения. После анализа программа выдает прогноз, где может находиться пропажа.

"Иногда всего час решает, найдется ли человек живым. Наш алгоритм научился быстро определять зону поиска объектов в океане. Если инцидент произошел в течение часа, то с помощью системы и данных о течениях спасатели смогут за несколько минут быстро установить местоположение потерявшегося", — сообщил профессор кафедры машиностроения Массачусетского технологического института Томас Пикок.

Теперь у людей, оказавшихся в открытом океане, намного больше шансов вернуться домой. 

Подушка безопасности для контейнеровоза

Но опасность поджидает мореходов и пассажиров морских судов не только вдали от берега. 

В прошлом году контейнеровоз вышел из Сингапура в Нидерланды. В Суэцком канале из-за неисправности судно потеряло управление и врезалось в понтонный мост. Движение в канале остановилось почти на сутки, а несколько человек экипажа отправились в больницу. 

Если бы такое случилось с пассажирским лайнером — жертв было бы намного больше. А ведь трагедии можно было избежать благодаря... подушкам.

Далее в сюжете показано судно весом в пятьсот тонн, которое потеряло управление, и прямо у опоры моста его остановила новая система защиты. Это похоже на подушку безопасности в автомобиле. Вот только срабатывает она еще до столкновения. 

Резиновые мешки под водой соединяют лентами и полимерными тросами. На мосту крепят радар и систему видеонаблюдения: они распознают тип и размер судна. В случае опасности система резко надувает подушки и поднимает их на поверхность.

"Раньше мосты защищали традиционным методом: перед ними ставили перехватывающие сети. И они ждали судно, словно добычу. При этом мешали миграции морских обитателей. Новый механизм прячется под водой в сложенном виде, а потому абсолютно безопасен для рыб и дельфинов", — отметил президент Китайской государственной строительной инженерной корпорации Ю Тао.

Уникальная краска против биокоррозии: разработка российских ученых

Правда, сами обитатели морей порой несут опасность — даже для огромных и мощных судов. Например, беспощадный морской червь — тереденид. Это двустворчатый моллюск, его раковина не больше сантиметра. Он цепляется на корпус судна и повреждает его.

"Вообще проблема биообрастания судов и сооружений является глобальной во всем мире. Это связано с тем, что при обрастании снижается скорость судов при их прохождении в акваториях. Кроме того, они постоянно должны заходить в доки на обслуживание, на чистку и так далее", — пояснила доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН Ольга Бакина.

Как избавить суда от морских безбилетников, знают российские ученые. Они уверяют, что достаточно перекрасить судно специальным составом. Тогда корпус будет под надежной защитой не только от моллюсков, но и от других вредных для металла бактерий.

"Мы наносим покрытие, которое содержит наночастицы, решающие проблему биокоррозии. В первую очередь это бактерии, потом это какие-то крупные существа, ракушки и так далее. Нанося краску, мы препятствуем взаимодействию данных организмов с поверхностью, при этом защищая металл", — уточнила ведущий инженер Института физики прочности и материаловедения СО РАН Елена Хоробрая.

Ученые уменьшили концентрацию оксида меди в составе краски в два раза. Но при этом впервые в мире использовали частицы-биоциды — то есть борцов с бактериями. Они работают точечно. Стоит микроорганизму прикрепиться на окрашенную поверхность, наночастица выделяет активный кислород и вступает в бой — окисляет и разрушает оболочку бактерии. Всего один слой краски, и проблема решена.

Подводные микрофоны для борьбы с цунами

Цунами — опасность, предотвратить которую люди пока не в силах. Стихийное бедствие в Японии в марте 2011 года стало одной из самых разрушительных катастроф начала века. После землетрясения магнитудой 9 баллов гигантские волны смыли с лица Земли целые города.

Цунами и по сей день невозможно остановить, но теперь о нем заранее предупредит искусственный интеллект. 

Каким будет цунами? Это зависит от силы толчков, тектонического сдвига, разрыва толщи воды. Невозможно оказаться в эпицентре и все это увидеть. Но можно услышать. 

Исследователи из Англии и Америки предложили установить подводные микрофоны и замерить акустическое излучение. Сквозь тысячи километров звук доходит первым. А дальше в игру вступает искусственный интеллект: алгоритм вычисляет источник звука, определяет тип и магнитуду землетрясения.

"Чаще всего для подобных исследований используются глубоководные буи. Но они передают сигнал слишком поздно – люди не успевают эвакуироваться. Новая вычислительная модель почти мгновенно описывает землетрясение. Это анализ обстановки в реальном времени. Это то, что уже происходит, но за тысячи километров. И у нас есть время подготовиться", — рассказал декан школы технологий Кардиффского университета Джон Платтс.

Мировой океан постоянно подкидывает нам проблемы. Но наука помогает их решать. Вполне возможно, что скоро ученые придумают, как предотвращать появление цунами и усмирять штормы.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.