Die Leute wollen oft wissen, wie tief Taucher gehen können. Die Antwort hängt davon ab, wie lange sie an die Oberfläche zurückkehren möchten. Für Sättigungstaucher kann dies mehrere Tage oder sogar eine Woche oder länger dauern.
Sättigungstauchen ist, wenn sich das von einem Taucher eingeatmete Inertgas in den Geweben des Körpers auflöst und ein Gleichgewicht mit dem Umgebungsdruck in der Tiefe des Tauchers erreicht (dh kein Gas mehr kann von den Geweben absorbiert werden — sie sind vollständig gesättigt). Dies ist Henrys Gesetz, benannt nach dem britischen Chemiker William Henry. Gewebe sättigen mit verschiedenen Geschwindigkeiten, aber die meisten werden in 24 Stunden gesättigt sein.
Sporttaucher beschränken ihre Zeit in der Tiefe, um nicht gesättigt zu werden, damit sie ohne obligatorische Stopps direkt an die Oberfläche aufsteigen können. Beim Auftauchen sind sie übersättigt, was bedeutet, dass die Menge an Inertgas im Körper größer ist als die Menge in der umgebenden Atmosphäre. Die Natur liebt Balance. Das Inertgas tritt aus den Geweben in das Blut aus, das in die Lunge zirkuliert, wo der Taucher es ausatmet. Ein technischer Taucher, der einen Tauchgang über die Freizeitgrenzen hinaus macht, muss Dekompressionsstopps einlegen, um die Fähigkeit des Körpers zum Abgas nicht zu überlasten. Für Sättigungstaucher können diese Stopps eine Woche dauern.
Wie tief können wir tauchen? Im Jahr 1992 führte Comex, ein französisches Tauchunternehmen, eine Reihe von experimentellen Tauchgängen zu 2.133 Fuß (650 Meter) Meerwasser in einer hyperbaren Forschungskammer in Frankreich durch. Zwei Stunden lang ging ein Taucher auf 2.300 Fuß (701 Meter), was der tiefste ist, den ein Mensch bisher unter Druck gesetzt hat (71,1 Atmosphären).
Sättigungsoperationen
Heute werden die meisten Sat-Tauchgänge zwischen 65 Fuß und 1.000 Fuß durchgeführt. Die Dekompression aus diesen Tiefen dauert ungefähr einen Tag pro 100 Fuß Meerwasser plus einen Tag. Ein Tauchgang zu 650 Fuß würde ungefähr acht Tage Dekompression dauern. Bei so viel Dekompressionszeit, die benötigt wird, um an die Oberfläche zurückzukehren, ist es kostengünstiger, die Taucher in der Tiefe zu halten. Einmal in die Tiefe gesättigt, ist die Dekompressionszeit gleich, unabhängig davon, ob der Tauchgang einen Tag oder 15 Tage dauerte. Die meisten internationalen Standards basieren auf maximal 28 Tagen „Siegel zu Siegel“ — der Zeit vom Betreten der Kammer bis zum Verlassen. Dies bedeutet, dass die Arbeitszeit davon abhängt, wie lange die Dekompression dauert. Zum Beispiel würde der Tauchgang zu 650 Fuß Tauchern einen Tag geben, um abzusteigen und sich auszuruhen, 19 Tage zu arbeiten und acht Tage für die Dekompression.
Wenn sich die meisten Menschen Sättigungstauchen vorstellen, stellen sie sich vor, dass der Taucher in einem riesigen Unterwasserkomplex auf dem Meeresboden lebt. Es gibt einige solcher Sättigungskomplexe, aber kommerzielle Sat-Taucher leben an Bord von Tauchunterstützungsschiffen (DSVs) in hyperbaren Wohnräumen. Lebensmittel und Vorräte werden durch kleine Schleusen geliefert, und diese Kammern haben Bereiche zum Schlafen, Essen und Duschen. Sie haben sogar ein hyperbares Rettungsfloß, falls die Sat-Taucher das Schiff verlassen müssen.
Gas
Diese Bordkammern werden bis in die Tiefe des Meeresbodens, in dem die Taucher arbeiten, unter Druck gesetzt. Dieser Druck, bekannt als „Speichertiefe“, ist typischerweise zu tief, um mit Luft zu tauchen, so dass die Taucher eine Mischung aus Helium und Sauerstoff namens Heliox atmen. Unterhalb von 500 Fuß kann Heliox ein Hochdrucknervensyndrom (HPNS) verursachen, das durch Zittern gekennzeichnet ist. Um dies zu bekämpfen, ist eine kleine Menge Stickstoff in der Atemmischung enthalten. Seine narkotische Wirkung in der Tiefe hilft, das Zittern zu reduzieren.
Der hohe Heliumgehalt stellt einige Herausforderungen dar. Jeder, der das Gas aus einem Heliumballon eingeatmet hat, weiß, dass Sie dadurch wie ein Cartoon-Streifenhörnchen klingen. In einer Überdruckkammer ändert sich auch Ihre Stimme aufgrund der erhöhten Luftdichte, und die Kombination von Helium und erhöhter Dichte führt zu Stimmen, die wirklich schwer zu verstehen sind. Daher verwenden Sättigungstauchoperationen Sprachbeschreiber, damit Taucher verstanden werden können.
Helium ist ein winziges Molekül mit schlechten thermischen Eigenschaften, was bedeutet, dass es leicht zu atmen ist, dem Taucher jedoch bei jedem Ausatmen Wärme entzieht. Aus diesem Grund muss die Temperatur der Wohnräume hoch gehalten werden, um eine Unterkühlung zu verhindern. Die Temperaturen können je nach Tiefe im Bereich von 85 ° F–93 ° F liegen. Wenn die Taucher im Wasser arbeiten, tragen sie Heißwasseranzüge, die Neoprenanzügen ähneln, aber Schläuche mit heißem Wasser haben, die kontinuierlich durch sie laufen, um die Taucher warm zu halten.
Leben unter Druck
Weitere Überlegungen, die in der Sat-Kammer berücksichtigt werden müssen, sind die Infektionsprävention und die Gesundheit der Taucher. Sättigungstaucher sind so isoliert wie Astronauten, die auf der Raumstation leben, daher müssen sie medizinisch geschult sein, um mit eventuellen Notfällen fertig zu werden. Sie werden in der Regel als Diver Medical Technicians (DMTs) ausgebildet. Während dieses Kurses lernt der kommerzielle Taucher, wie man IV-Katheter einführt, Wunden näht und sogar mit lebensbedrohlichen Zuständen wie Spannungspneumothorax umgeht, die eine Pleurozentese erfordern – die Freisetzung von eingeschlossener Luft aus der Pleuraauskleidung der Lunge.
Ein typischer Arbeitstag umfasst 16 Stunden Ruhe und Schlaf in den Wohnräumen und acht Stunden Tauchen in sogenannten Bell Runs. Eine Taucherglocke ist an der Kammer verriegelt und der Druck wird angepasst. Der Taucher überträgt dann unter Druck (TUP) von der Kammer zur Glocke. Die Glocke wird ausgesperrt und dann durch Nabelschnur zum Meeresboden abgesenkt, wo der Mondpool, eine Luke am Boden der Glocke, geöffnet werden kann, damit die Taucher aussteigen können. Ihr Atemgas wird über Schläuche von der Oberfläche zugeführt. Die Ausrüstung ist ähnlich wie die Ausrüstung, die für das kommerzielle Tauchen an Land verwendet wird, außer dass es das abgelaufene Gas zur Rückgewinnung und Rekompression des Heliums einfängt.
Unterstützung
Von der Schiffsbesatzung, die das Schiff bedient, bis zu den Köchen, die die Mahlzeiten zubereiten, die in den hyperbaren Wohnräumen der Taucher eingeschlossen sind, ist ein großes Team erforderlich, um die Taucher zu unterstützen. Ein Life Support Technician (LST) und ein Assistant LST sind für die „Sat-Steuerung“ verantwortlich, bei der die Temperatur, der Gasgehalt und der Betriebszustand der Kammer überwacht werden. Sie überwachen sogar die Funktion von Dingen wie der Toilette, die sich außerhalb der Kammer befindet. Wenn die Taucher die Wohnräume verlassen, um die Glocke zur Arbeit zu betreten, übernimmt ein anderes Team namens Dive Control und führt den Tauchgang von der Oberfläche aus durch. Sie bereiten die Glocke vor, starten sie und überwachen die Taucher bei ihrer Arbeit. Das Schiff verwendet ein ausgeklügeltes System namens Dynamic Positioning, bei dem Triebwerke die genaue Position des Schiffes über der Baustelle halten. Dadurch kann die Glocke beispielsweise direkt neben der Rohrleitung abgesenkt werden und in der gleichen Position verbleiben.
Tunnelarbeiten
Neben dem Einsatz in der Tiefsee wird das Sättigungstauchen auch im Tunnelbau und bei Caissonarbeiten eingesetzt. Beim Bau tiefer, langer Tunnel wird Druckluft verwendet, um den Tunnel unter Druck zu setzen, um die Wände zu erhalten und Wasser fernzuhalten. Wenn der Umgebungsdruck am Arbeitsort größer als 2 Atmosphären ist, reisen die Arbeiter durch eine Reihe von Überdruckkammern zum Schneidkopf der Tunnelbohrmaschine. Sie bleiben in einem Sättigungssystem unter Druck, um die Arbeit zu erledigen.
Wissenschaft
Wissenschaftler arbeiten auch mit Unterwasserlebensräumen. Das Leben unter Wasser begann in den frühen 1960er Jahren mit dem Sealab I, II und III. Die Hauptaufgabe dieser Lebensräume bestand darin, die physiologischen Reaktionen des Menschen auf Sättigung zu untersuchen. Marinetaucher lebten wochenlang unter Wasser, während Physiologen sie von der Oberfläche aus untersuchten. 1969 gingen Wissenschaftler zum ersten Mal selbst in die Unterwasserlebensräume, und der Begriff „Aquanaut“ wurde geprägt. Diese Wissenschaftler arbeiteten für die NASA und das Office of Naval Research und verbrachten 58 Tage unter Wasser. In den 1970er Jahren leitete Sylvia Earle, Ph.D., ein rein weibliches Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren auf einer Forschungsexpedition mit dem Tektite II-Habitat.
Wissenschaftler führen weiterhin Missionen in der einzigen Unterwasserforschungseinrichtung durch, die heute in Betrieb ist, der Aquarius Reef Base, die vor den Florida Keys in etwas mehr als 60 Fuß Meerwasser liegt. Der Schwerpunkt hat sich seit den 1960er Jahren von der Forschung zur Unterstützung der Tiefseeforschung zur Forschung zur Unterstützung von Weltraummissionen verlagert. Jedes Jahr verbringt ein Team von Aquanauten und Astronauten bis zu drei Wochen damit, Aufgaben zu erledigen, um sich auf die Weltraumforschung und wissenschaftliche Untersuchungen vorzubereiten. Die NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) ist jetzt in ihrem 16. Betriebsjahr und die NEEMO XXII Mission endete am 27. Juni 2017. Die Ähnlichkeiten zwischen dem Wohnen in der Tiefsee und dem Leben im Weltraum sind zahlreich: Sowohl Aquarius als auch die Internationale Raumstation sind isoliert, und Ausflüge von beiden Orten erfordern spezielle lebenserhaltende Ausrüstung. Der Auftrieb des Wassers ermöglicht es der NASA, die NEEMO-Astronauten zu belasten, um die Schwerkraft auf einem Asteroiden, Planeten oder Mond zu simulieren. Viele der Operationen, die unter Wasser praktiziert werden, werden später während Weltraumspaziergängen abgeschlossen.
Wenn Sie die Idee haben, wie ein Aquanaut unter Wasser zu leben, wurde ein alter Forschungslebensraum auf den Florida Keys in die Jules ‚Undersea Lodge umgewandelt. Sie können in den Lebensraum tauchen, um eine Nacht zu verbringen, und die Lodge ist flach genug, dass Sie keine Tage der Dekompression (oder irgendeine Dekompression) machen müssen oder eine Woche in einer hyperbaren Kammer verbringen müssen, wenn Sie am nächsten Tag an die Oberfläche zurückkehren.