Na dno sveta v temnote podmorskej hlbočiny Challenger sa od januára 1960 do júna 2022 pozrelo iba 27 odvážlivcov. Do vesmíru sa medzitým od apríla 1961 do novembra 2022 dostalo 367 letov s ľudskou posádkou.
Hoci voda pokrýva približne 71 % zemského povrchu a takmer všetky civilizácie vznikali a vyvíjali sa v jej blízkosti, svet pod hladinou zostával pre väčšinu ľudí v histórii nedostupný ako kozmos. O to viac ich však lákal.
Vzduch a voda
Slávny macedónsky kráľ Alexander Veľký podľa rozprávania Aristotela údajne použil potápačov už v roku 332 pred n. l. pri obliehaní perzského prístavu Tyros. Neskoršie legendy naznačovali, že Alexander na prieskumné misie používal aj jednoduché ponorky – potápačské zvony.
Bez ohľadu na hodnovernosť podobných legiend je jasné, že antika poznala princíp veľkej nádoby s otvoreným dnom, v ktorej sa zadržiava vzduch a umožňuje tak ľudskej posádke dýchať pod vodou. Práve na základe tohto princípu vznikali neskôr aj prvé návrhy plavidiel – ponoriek. Tie však až do 17. storočia nikdy neprekročili štádium plánov. Prvé plavidlo schopné potopiť sa pod hladinu zostrojil až holandský alchymista a vynálezca Cornelius Drebbel (1572 – 1633) v roku 1620. Jeho loď mala drevenú kostru potiahnutú vodotesnou kožou. Podľa niektorých svedectiev však išlo skôr o čiastočne ponorený veslami poháňaný čln. Drebbelovo plavidlo však ešte nemalo balastné nádrže.
Balastná nádrž je priestor, najčastejšie rozmiestnený okolo trupu, kde sa nachádza voda. Nádrž sa používa v bežných lodiach ako záťaž na stabilizovanie plavidla a v ponorkách na reguláciu vztlaku. Keď sa nádrže naplnia vodou, ponorka ťahaná gravitáciou klesá do vody. Po vyčerpaní vody a naplnení nádrže vzduchom alebo inými vhodnými zmesami plynov či tekutín, začne ponorka vďaka vztlaku stúpať na hladinu.
Až balastné nádrže umožnili plavidlám samostatne sa ponárať a vynárať. Jednoduché batyskafy, ktorých účelom je predovšetkým výskum hlbokomorského dna, klesajú a vynárajú sa výlučne pomocou takejto regulácie vztlaku.
Potopený kráľ
Výskum bol pri cestách pod hladinu rovnako dôležitý ako boj. Často išlo o oboje naraz ako v prípade Alexandra Veľkého alebo ešte dávno pred ním lovcov pozorujúcich život pod hladinou Nílu a dýchajúcich pritom cez duté palice, ako ich vyobrazili maľby v chrámoch starovekých Téb.
Aj C. Drebbel ponúkal svoju riaditeľnú ponorku na predaj anglickému námorníctvu, tá však nebola nikdy použitá v boji. Jej tretí a najväčší model mal miesto pre 16 ľudí a pri predvádzaní kráľovi Jakubovi I. v roku 1624 vydržal pod hladinou Temže celé tri hodiny. Konštruktér vraj osobne vo svojom vynáleze previezol po rieke aj panovníka.
Prvou ponorkou, ktorá bola použitá v boji, bola Turtle (korytnačka) Davida Bushnella (1740 – 1824) počas americkej revolúcie v Connecticute v roku 1776. Korytnačka bola zároveň prvým plavidlom, ktoré pri potápaní používalo balastnú nádrž a nemalo už nič spoločné s potápačským zvonom. Trup bol z dubového dreva a pripomínal sud spojený kovanými obručami. Pilot sústavou ventilov a čerpadiel reguloval stav vody v nádrži, aby dosiahol požadovanú hĺbku. Na horizontálny pohon používala ponorka prednú vrtuľu, ktorá sa ovládala šliapacím mechanizmom a ručnou kľukou. Zvislá vrtuľa na hornej palube pomáhala pri stúpaní. Vzduch sa do komory dostával cez dva šnorchle, ktoré sa pri ponorení lode uzavreli. Úlohou ponorky bolo dopraviť na cieľ podvodnú mínu.
Najväčší nepriateľ
Pri priemernej hustote obyčajnej morskej vody 1 025 kg/m3 stúpa hydrostatický tlak v hĺbke 50 m na takmer 5 atmosfér (502 kPa) a s každými desiatimi metrami pribúda ďalšia. V hĺbke 100 metrov na vás bude stĺpec vody vyvíjať tlak 9,92 atmosféry, v kilometrovej hĺbke to bude už takmer 100 atmosfér. A dno Challengerskej hlbočiny je ešte o desať kilometrov hlbšie…
Ponorka je v princípe kovová nádoba naplnená vzduchom práve natoľko, aby v nej pôsobil atmosférický tlak na úrovni hladiny mora. Keď sa ponorí, množstvo vzduchu v nej sa nezmení, takže tlak vnútri zostáva rovnaký. Výsledkom je obrovský rozdiel medzi tlakom vnútri ponorky, ktorý tlačí steny smerom von, a stúpajúcim tlakom okolo nej, ktorý ju stláča. Ak je tento rozdiel príliš veľký na to, aby ho steny vydržali, ponorka sa zrúti.
Súboj s tlakom sa však nemusí odohrávať na vonkajšom povrchu – obale ponorky, pretože ponorky mávajú často dva trupy. Vo vnútornom trupe sa nachádzajú všetky obytné priestory, systémy a stroje. Práve tento trup sa nazýva tlakový, pretože jeho konštrukcia musí odolať hydrostatickému tlaku v hĺbke. Vonkajší trup nie je tlakovo tesný: v ponorenom stave sú totiž priestory medzi vonkajším a vnútorným trupom – balastné nádrže – zaplavené morskou vodou. Preto je hydrostatický tlak na vonkajší trup zanedbateľný.
Väčšina podmorských plavidiel neprekračuje hĺbku 200 až 450 metrov práve preto, lebo tlak je ich najväčším nepriateľom. Väčšina však neznamená všetky.
R