«Мир» — два советских, а позже российских научно-исследовательских глубоководных обитаемых аппарата для океанологических исследований, построенные в Финляндии по заказу СССР в 1987 году. Аппараты имеют рабочую глубину погружения в 6 км, они известны участием во многих глубоководных экспедициях различного назначения.
С 2015 года «Миры» не эксплуатируются, аппарат «Мир-1» находится в качестве экспоната в калининградском Музее Мирового океана, а «Мир-2» — на базе Института океанологии в Калининграде, откуда после завершения строительства нового корпуса Института океанологии на Нахимовском проспекте в Москве планируется перевезти в создаваемый там музей института.
Общие сведения о проекте Техническое задание на создание аппаратов было подготовлено заведующим Отделом глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии АН СССР, руководителем проекта И. Е. Михальцевым. Основные идеи по конструкции аппарата, устройству его отдельных систем, узлов, элементов, по комплектованию научного и навигационного оборудования принадлежат И. Е. Михальцеву, его заместителю А. М. Сагалевичу и главному инженеру проекта от финской судостроительной компании Саули Руохонену, возглавлявшему группу финских инженеров и техников, принимавших участие в строительстве аппаратов.
Базовый корабль, научно-исследовательское судно «Академик Мстислав Келдыш» построено в 1981 году на финской верфи в городе Раума. С 1982 года использовалось как судно обеспечения подводных обитаемых аппаратов «Пайсис-VII» и «Пайсис-XI». В августе — октябре 1987 года было переоборудовано в судно обеспечения для двух обитаемых подводных аппаратов «Мир». Глубоководные аппараты изготовлены в 1987 году финской компанией , причём контракт на создание аппаратов был подписан 16 мая 1985 года, а приёмо-сдаточный акт — 17 декабря 1987 года, после успешных испытательных погружений в Ботническом заливе и в Атлантическом океане на максимальную глубину 6170 м («Мир-1») и на глубину 6120 м («Мир-2»). Так был создан уникальный глубоководный исследовательский комплекс, объединяющий судно и два аппарата «Мир», оснащённый навигационным оборудованием и научными приборами для проведения широкого комплекса океанологических исследований.
Как судно «Академик Мстислав Келдыш», так и подводные аппараты находились под управлением Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН. В настоящее время принадлежат Минобрнауке.
Большое значение для научных исследований имеет рабочая глубина погружения «Миров» — 6000 м, благодаря чему эти аппараты могут достигать глубин, на которых расположено 98,5 % дна Мирового океана.
История создания История «Миров» берёт начало в 1970 году, когда И. Е. Михальцев сформулировал концепцию незаменимости в новой незнакомой обстановке человека-исследователя, по сравнению с оператором любых программируемых роботов-аппаратов. Работая в должности заведующего Отделом глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии АН СССР, он являлся автором технических заданий и руководителем работ по созданию и испытаниям обитаемых исследовательских аппаратов «Пайсис» с глубиной погружения до 2000 м (1970—1976) и обитаемых аппаратов «Мир» — до 6000 м (1979—1987), убедив руководство Академии наук в необходимости выделения средств на постройку одного глубоководного аппарата.
Первые попытки заказать подводные аппараты были неудачны: совместная работа с канадской фирмой в 1980 году столкнулась с рядом технических проблем — не удалось создать камеру для экипажа, выдерживающую 600 бар, из титана, и прежде всего политических препятствий: США видели в подобном заказе нарушение КОКОМ договора о запрете экспорта в СССР передовых технологий. В 1982 году Академия наук СССР предложила заказ трём другим возможным изготовителям. Когда шведские и французские предприятия отказались от предложения, осталась фирма «» со своим дочерним предприятием «Rauma-Repola Oceanics» — Финляндия не подписывала договор о запрете экспорта в СССР передовых технологий. Мирный договор запрещал владение подводными лодками и их строительство, но этот параграф касался только военной техники, а заказанные аппараты были научно-исследовательскими. По свидетельству Пекки Лакселлы, тогдашнего руководителя финской компании, разрешение на экспорт в СССР было получено лишь потому, что чиновники КОКОМ не верили, что из подобной затеи что-либо получится. Когда же стало ясно, что инженерные проблемы решены, то поднялся шум по поводу того, как такие технологии могут быть проданы в СССР, и Лакселле пришлось несколько раз посещать Пентагон.
Дипломатический кризис с участием США Генеральное посольство США в Хельсинки знало о ходе работ над глубоководными камерами на «Rauma-Repola» с самого начала. В 2003 году бывший генеральный директор «Rauma-Repola» Тауно Матомяки говорил:
У них была всё-таки технически безграмотная группа, которая не смогла оценить проект правильно. Проект дали продолжить — американцы были абсолютно уверены, что отливка сферы из стали не удастся. Все предыдущие сферы сваривали из титана. <…> Мы создали предприятие «Rauma-Repola Oceanics» только затем, чтобы пожертвовать этим дочерним предприятием, и не ставить под удар всю компанию, если дело пойдёт плохо.
Так и произошло. Дочернее предприятие было создано в 1983 году, и ликвидировано вскоре после создания «Миров» в 1987 году. Получив широкую известность, фирма «Rauma-Repola» не получила ожидаемых заказов. ЦРУ и Пентагон настояли на том, что все предприятия, которые не придерживаются американских рекомендаций, подлежат банкротству без исключения.
США пытались тайно препятствовать экспорту уже готовых аппаратов в СССР. ЦРУ подозревало, что аппараты могут использоваться в территориальных водах США для разведки.
Президент Финляндии Мауно Койвисто в воспоминаниях рассказывает, что посольство США заявило угрожающе, что финские фирмы могут не получить разрешения на десятки лицензий, если СССР получит аппараты. Тогдашний вице-президент Джордж Буш написал Койвисто письмо, в котором он сообщил о подозрениях в том, что деятельность «Rauma-Repola» создаёт угрозу мировой безопасности. В своём ответе Койвисто заявил, что в соответствии с законами страны у него нет возможности вмешиваться в дела частной компании, если она не нарушает законов. Дополнительно он подчеркнул, что торговля с СССР отслеживается особенно тщательно.
Под давлением ЦРУ и Пентагона «Rauma-Repola», которая являлась тогда шестым по величине концерном Финляндии с 18 тысячами человек штата, была вынуждена отказаться от создания глубоководных аппаратов и многообещающего развития морских технологий. Например, одним из заброшенных проектов была разработка топливных элементов. Фирма также отказалась от изготовления нефтяных платформ и продолжила заниматься в основном тем же, чем занималась при своём образовании в начале 1950-х годов — деревопереработкой; её дело в области металлообработки продолжил концерн MetsoTurunsanomat.
Проектирование и изготовление
Основным и проблемным местом в батискафе является гондола, закреплённая на поплавке. В отличие от воздушного шара, она может быть легче воды, но на практике у глубоководных аппаратов должны быть очень толстые стенки, и совсем без поплавка ни один батискаф не обходится. У «Триеста» поплавок очень большой, заполнен бензином, который может вытечь; у «Миров» же поплавок имеет объём 8 м³, он твёрдый и тем самым формирует обтекаемый корпус, который невозможно «потерять».
Изготовление сфер аппаратов, выдерживающих высокое давление, было заслугой инженеров фирмы «Rauma-Repola» и применения новой технологии. Это удалось благодаря упорной работе всей конструкторской группы и высокому уровню металлургии. Фирма подписала договор до того, как стала известна окончательная технология, и взяла на себя риск как с технической, так и с торговой точки зрения. На технологию обработки был заявлен, но ещё не утверждён немецкий патент.
Двухметровые сферы экипажа для глубоководных аппаратов должны быть максимально лёгкими, чтобы плотность всего аппарата была близка к плотности воды. Тогда аппаратом можно управлять автономно на любой глубине. На практике это означает, что сфера должна быть сделана из особенно прочного и лёгкого металла. Титан хорош своей низкой плотностью, но его прочность на излом всё же меньше, чем у стали. Поэтому титановые стенки должны быть в два раза толще стальных. Титан также нельзя отлить такими крупными частями, чтобы собрать сферу без применения сварки.
«Rauma-Repola» сразу пошла по пути создания стальной сферы — у фирмы было подходящие литейное оборудование на предприятии «Lokomo». В качестве материала была выбрана марагеновая сталь (мараген), разработанная в 1960-х годах на флоте США, чьё соотношение «прочность/плотность» на 10 % лучше, чем у титана. Сплав содержит почти треть кобальта, добавки никеля, хрома и титана. Доля титана оказывает решающее значение на ударную вязкость. Подобная сталь обычно используется для создания валов транспортных средств.
Высоколегированная сталь плохо подходит для литья, но, подбирая соотношение компонентов и применив вакуумный конвертер, фирма «Lokomo» смогла отлить полусферы.
Руководитель работ по созданию «Миров» профессор Михальцев вспоминал:
Все мои пункты финны, которых я нашёл из-за стали, выполнили. Дело в том, что все аппараты делают из титана, а «Миры» сделаны из мартенситовой, сильно легированной стали с 18 % никеля. Мне повезло, что я нашёл финскую фирму «Локомо». В чём ценность этой стали. Титан, лучший сплав, имеет предел текучести — около 70 кг на квадратный миллиметр, а у этой стали — 150. Это была находка.
При отливке болванок-полусфер в них всё же остаются пузырьки с внутренней стороны, снижающие прочность. Внутренняя поверхность — самое слабое место в сфере, подверженной внешнему сжатию, откуда и начинается трещина. Для плановых глубин в 6 км критическая величина пузырька, с которого может развиться трещина в стали, — около 2 мм. Конструкторская группа в «Rauma-Repola» решила эту проблему следующим образом: полусферу отлили значительно толще и лишний материал с внутренней стороны удалили механически. Отливка имела толщину стенки 200 мм, которую уменьшили до 40 мм, болванка потеряла 70 % массы. При этом поверхность, оставшаяся после обработки, состояла из самой прочной и плотной части отливки.
Этот же принцип удаления «лишнего» использовали при изготовлении в 2012 году батискафа «Deepsea Challenger».
Соединив две полусферы болтами, полностью избежали сварки и связанных с ней проблем воздействия нагрева на прочность.
Американский запрет на экспорт не смог препятствовать изготовлению аппаратов, но различные препятствия и лишние расходы проекту он принёс. Например, электроника аппаратов была разработана и создана фирмой «Hollming», хотя её можно было купить в готовом виде за рубежом. Синтетическая пена для компенсации массы аккумуляторов была произведена в Финляндии на «Exel Oyj», так как «3M» отказался поставлять свою продукцию, прямо ссылаясь на эмбарго. В отличие от поплавков батискафов, например, заполненного бензином поплавка «Триеста», пена меньше сжимается и отсутствует риск утечки. Выдерживающая давление на глубине 6 км синтактическая пена состоит из полых стеклянных шариков диаметром 0,3 мм, связанных эпоксидной смолой. На аппарат «Мир» ушло 8 м³ пены.
В 2004 году оба аппарата прошли полную переборку и испытания в Крыловском государственном научном центре глубокой сферы (основной части «Миров»).
Сделка