Открай време хората мечтаят да изследват различни светове – да летят във висините като птиците и да се гмуркат надълбоко като морските обитатели. Но човешкото тяло е създадено да живее при определени параметри и всяка промяна в условията извън тях води до дискомфорт или ограничени функции, а при достигане на физическите граници – може да се стигне и до смърт.
Една от тези мечти е свързана с изследването на морските дълбини. Гмуркането има много привърженици, които отлично знаят с какви трудности е съпроводено то. Затова и с напредването на технологиите хората си позволяват да мечтаят по-смело.
През последните месеци в социалните мрежи се разпространяват впечатляващи публикации за технологичен пробив, който уж ще позволи на хората да дишат под вода без бутилки. Постовете показват футуристични устройства, наречени „изкуствени хриле“, които извличат кислород директно от водата.
Според тези публикации учените вече разработват мембранни системи, способни да отделят разтворения кислород и да го подават към човек, който се гмурка – без тежко оборудване, без компресирани бутилки и без ограничено време под водата.
Звучи като сбъдната мечта за гмуркачи, изследователи и любители на приключенията. Но дали това наистина е научен пробив или просто добре звучаща идея, която още е далеч от реалността? Нека разгледаме фактите.
1. Твърдения в публикациите
В повечето от тези публикации се описва технология, която работи по следния начин:
- мембранни „изкуствени хриле“ извличат разтворения кислород от водата;
- устройството позволява подводно дишане без кислородни бутилки;
- системата може да бъде компактна и носима, прикрепена към маската на гмуркача;
- технологията се представя като потенциална революция за подводните изследвания и приключения.
Някои публикации дори внушават, че човешкото подводно дишане вече е на прага на практическо приложение и че „мечтата да дишаме под вода като рибите“ скоро може да стане реалност.
Снимките и видеата към тези постове често показват футуристични маски с осветени панели, през които уж се извлича кислород от водата. Те създават впечатлението, че технологията вече съществува и е почти готова за употреба.
Вижте още: Силвия Рашкова – българката, която достига висини в дълбочините
2. Каква е действителната научна картина
Истината е малко по-различна и много по-сложна.
Да, учените наистина изследват технологии за извличане на кислород от вода. Това се прави чрез мембранни системи или други устройства за газообмен. Но тези изследвания са насочени основно към:
- подводни роботи;
- автономни подводни апарати;
- енергийни системи в океана.
Такива устройства могат да извличат малки количества кислород, например за горивни клетки или за химични процеси. Но това е съвсем различно от осигуряването на достатъчно кислород за човешко дишане.
В лабораторни условия могат да се създадат експериментални системи, които извличат кислород от вода. Те обаче са големи, изискват много енергия и са далеч от компактно устройство, което човек може да носи на маската си. С други думи – изследвания има, но те са на ранен етап и нямат практическо приложение за човешко дишане под вода.
Вижте още: Ина Димитрова с рекордно -201 метра гмуркане
3. Защо почти сигурно това не е възможно
Основните причини се крият във физиологията и физиката.
Във водата има твърде малко кислород
В един литър морска вода има приблизително 5–9 милиграма разтворен кислород. Човек в покой обаче се нуждае от около 250 милилитра кислород на минута, а при плуване или гмуркане нуждата е още по-голяма. За да се осигури това количество кислород от водата, би трябвало през устройството да преминават десетки литри вода всяка минута и то ако предположим, че човек не се движи. При физическо натоварване това би възлязло на няколкостотин литра на минута.
Необходима е огромна повърхност
Рибите могат да извличат кислород благодарение на своите хриле – сложна система с огромна повърхност от тънки ламели, оптимизирана чрез милиони години еволюция. За човек подобна система би изисквала мембрани с площ десетки квадратни метри – нещо, което трудно може да се побере в компактно устройство.
Огромни енергийни изисквания
За да се изпомпва такъв обем вода през мембрани, ще са нужни мощни помпи и значителна енергия. Батериите, които биха захранвали подобна система, биха били тежки и неудобни за носене.
Проблеми със замърсяването
В реална морска среда всяка мембрана бързо се покрива с биологични отлагания – микроорганизми, соли и частици. Това рязко намалява ефективността на системата.
За финал
Идеята за изкуствени хриле е вдъхновяваща и без съмнение ще продължи да вълнува инженери, учени и любители на подводния свят. Но засега тя остава повече научна фантастика, отколкото реална технология за хора.
Изследванията в тази област могат да доведат до полезни решения за подводни роботи и океански технологии, но ако мечтаете да плувате под водата като риба – за момента бутилките за гмуркане все още са незаменими.
А може би именно в това се крие част от магията на приключението – че океанът продължава да поставя граници, които ни предизвикват да изследваме, изобретяваме и мечтаем.
Вижте още: Димитър Христов: Пещерното гмуркане иска много дисциплина и педантизъм
