1963 återvände en tefatformad, gul ubåt från djupet av Röda havet och dockade till ett undervattensforskningscenter, 26 miles utanför Port Sudan och 33 fot under ytan. Ombord var det legendariska explorer och oceanograf Jacques Cousteau, som fångade fantasin hos miljoner med sin Oscar-vinnande dokumentärvärld utan sol., ”Det här är första gången en undervattensbåt har haft en undervattensbas”, berättade Cousteau när hans slanka figur klättrade ut ur ubåten och till Kontinentalhylla Station två, undervattensstationen som fungerade som hem och laboratorium till fem aquanauts i en månad.
med Conshelf Two—en sjöstjärna-formad livsmiljö med våningssängar och infraröda lampor som värmare—Cousteau visade att människor kan leva under havet under långa perioder., Med sina fyra rum förgrenade ut från centrum, var det en betydande förbättring från Conshelf One – en 16-fots lång, 8-fots bred stålcylinder som bara kunde passa två personer. Cousteaus conshelf-uppdrag finansierades av den franska petrokemiska industrin och stoppades bara två år senare, efter att Conshelf Three inrättades på ett rekorddjup på 330 fot, och Cousteau flyttade sitt fokus från bensinfinansierad forskning till ocean conservation.,
ungefär som slew av enskilda uppdrag livsmiljöer som följde Conshelf, inte mycket kvar av dessa Undervattensinnovationer., Plågas, delvis, av en förskjutning i allmänhetens intresse som utlöste större finansiering för utforskning av rymden, vissa har dragits ut ur vattnet, andra har blivit dykplatser täckt med korall tillväxt. Idag är den enda fungerande undervattensmiljön kvar 34 år gammal.
Cousteaus sonson, Fabien, hoppas kunna ändra det. Grundaren av Fabien Cousteau Ocean Learning Center, en ideell för att skydda och bevara planetens hav, kustområden och marina livsmiljöer, bygger världens största undervattensforskningsstation.,
uppkallad efter den profetiska havsguden Proteus, stationen kommer att ligga på ett djup av 60 fot, i ett biologiskt, marint skyddat område utanför Curaçaos kust., Föreställd som undervattensversionen av den internationella rymdstationen kommer det att bli den första undervattensforskningshabitat som byggdes på årtionden och markerar ett nytt kapitel i sin tumultartade historia. ”Vi är nu i en ny utveckling av medvetandet om ocean exploration”, säger Fabien. ”Tack vare modern teknik kan vi kommunicera vikten av havsforskning.”
Fabien lärde sig att dyka när han var fyra., En oceanographic explorer, environmental advocate och aquanaut (han var utbildad för att leva och arbeta under vattnet), förklarar han att en av hans största frustrationer är de betydande begränsningarna av dykning som ett forskningsverktyg för oceanforskare. Vid dykning från ytan är den tid som säkert spenderas i djupare vatten begränsad till i genomsnitt två timmar per dag. Med Proteus, säger han, ” nu, helt plötsligt, vi har ett hus på botten av havet, och vi kan gå in i vattnet, och dyka 10 till 12 timmar om dagen för att göra forskning, vetenskap och filmning.,”
Sylvia Earle, en oceanograf och pionjär i att testa livskraften hos undervattensmiljöer, ser löfte i Fabiens vision. ”Proteus är ett hoppfullt steg framåt för att sprida budskapet att vi måste skydda havet som om våra liv är beroende av det”, säger hon. ”Living underwater ger oss gåvan av tid och det otroliga perspektivet att vara bosatt på revet. Du är inte bara en besökare längre.”
2014 tillbringade Fabien 31 dagar i Aquarius Reef Base, den sista återstående forskningsstationen., Byggt 1986, den 400 kvadratmeter bas sitter på havsbotten utanför Key Largo i Florida Keys. Där upplevde han utmaningarna med att leva under vattnet med egna ögon: hög luftfuktighet, lågt ljus, ingen färsk mat, ingen fysisk träning och extrem isolering. ”Jag ville ta itu med alla brister och erbjuda något som är mycket mer gynnsamt för framtida prospektering och forskning genom att ta så många element från topside-världen och föra ner den till ett toppmodernt marinforskningscenter”, säger han. ”Detta kräver en annan layout.,”
med mycket få undantag har tidigare undervattenslaboratorier (det har varit över 65) varit cylindrar, uppdelade i mindre områden för att bo och arbeta. Proteus, som designades av industridesignern Yves Béhar och hans firma fuseproject, är olik alla andra livsmiljöer.Fabien Cousteau Ocean Learning Center hade hållit workshops och symposier med akademiker, företag och ingenjörer för att validera det vetenskapliga behovet av Proteus i två år när Fabien introducerades till Béhar i 2018., De två träffades på Helena, en organisation som sammanför globala ledare för att diskutera och implementera lösningar på globala frågor. Förra månaden presenterade Béhar sin design för Proteus.
4000 kvadratmeter, Proteus kommer att vara tio gånger storleken på Vattumannen Reef Base., Cirkulär i form, kommer två våningar struktur kretsar kring en central böjd ramp som förbinder de två våningarna. ”Du lever under enorm press, bokstavligt men också vetenskapligt tryck”, säger Béhar. För att mildra det har han föreställt sig ett socialt utrymme i mitten, omgivet av olika förlängningar inrymda i pods, där bostäderna, forskningslaboratorierna, medicinska vikar och badrum kommer att vara.
vid 60 fot under ytan är naturligt ljus en annan utmaning, reducerad till hälften av det synliga spektrumet., De cirkulära golv kommer därför att kompenseras från varandra, med porthole fönster och takfönster tillåter så mycket naturligt ljus som möjligt. Inuti, full spektrum ljus kommer att uppfylla det mänskliga behovet av minst tio minuter av UV-strålar om dagen.
för att underlätta havsprospektering kommer strukturen också att innehålla en månpool, eller som Jacques Cousteau en gång kallade det— ” en flytande dörr.”Denna specialkonstruerade öppning, som ligger längst ner i livsmiljön, gör det möjligt för dykare att gå ut genom en trycksatt kammare., Till skillnad från en rymdstation eller en ubåt hålls lufttrycket inuti undervattensstrukturer lika med vattentrycket utanför, vilket förhindrar havsvatten från att komma in i livsmiljön. Detta gör det möjligt för aquanauts att enkelt glida ut och genomföra undervattensforskning med hjälp av mättnadsdykning—en teknik som minskar risken för dekompressionssjukdom. Efter 24 timmar på vilket djup som helst blir människokroppen mättad med kväve och akvanauter kan förbli i undervattensmiljöer under obestämd tid., (Bruce Cantrell och Jessica Fain håller det nuvarande rekordet: 73 dagar i Jules Undersea Lodge, en tidigare forskningsmiljö vände underwater hotel). När de är redo att dyka upp igen är den tid som krävs för dekompression densamma oavsett vistelsens längd.
Proteus är fortfarande i konceptfasen., Fabien höjer 135 miljoner dollar för att bygga livsmiljön och driva den under de första tre åren. Ändå har Béhar och Fabien redan diskuterat att använda kompositbyggnadsteknik för skrovet och 3D—tryckta korallplattor—som Fabiens grund har använt för att regenerera havsrev-för att skapa ett levande rev på strukturen. Och när det är dags att bygga ”det finns inget sätt att få en struktur under vattnet utan att sjunka, säger Béhar. ”Du måste fylla strukturen med vatten, sänka den och fästa den på botten av havet.,”
För design av Proteus tittade Béhar på hur science fiction porträtterade undervattensmiljöer, men historien var hans starkaste Musa. ”Jules Vernes bok, som tittade på Cousteaus undervattensäventyr, var en viktig del av min fantasi”, säger han.
år 1872 populariserade Verne idén om undervattensliv med sin episka roman tjugo tusen ligor under havet. Sex decennier senare gjorde den amerikanska forskaren William Beebe och ingenjören Otis Barton science fiction till verklighet. På 1930-talet samarbetade paret på experimentella submersibles som heter bathyspheres., Dessa små, trycksatta kapslar, som dinglade från ett fartyg, tog duon mer än 3000 meter ner utanför Bermudas kust och kickstarted en ökning av djuphavsutforskning.
Auguste Piccard tog djuphavs ubåt utveckling till nästa nivå. Den schweiziska fysikern och uppfinnaren, som hade stigit för att spela in höjder i en ballongens trycksatta kapsel, insåg att luftskepp och undervattensfordon inte var så olika trots allt., I stället för att använda en kabel för att sänka och höja sin ubåt använde Piccard avtagbara ballastvikter och en flytkraftstank fylld med bensin, som liknar ett luftskepps heliumfyllda kuvert. 1960 tog hans uppfinning Piccard och amerikanska oceanografen Don Walsh på en resa till den djupaste kända punkten på jorden—35,814 meter in i Stilla havets Mariana Trench.
tack vare dessa pionjärer hade människor besökt djuphavet, men framstegen ledde till en ny fråga:kan vi också leva i det?, Jacques Cousteau, uppfinnaren av scuba, dykregulatorn och ett undervattensfordon som kallas ”diving saucer”, utlöste en offentlig fascination för havet (och därifrån, undervattensliv) med sina dokumentärer om livet ombord på sitt forskningsfartyg, Calypso. ”När jag var liten var Calypso ett hem hem hemifrån”, säger Fabien. ”Det var ett fantastiskt klassrum. Det fick mig att inse att pionjärerna driver gränserna varje dag.”
Och trycker de gränser som de gjorde. År 1962 byggde Cousteau Conshelf One-A stål, trumformad struktur storleken på en fraktbehållare som suspenderades 33 fot under vattnet utanför Marseilles kust. Tillsammans med George F. Bond, far till mättnad dykning, Cousteau fortsatte med att bygga ytterligare två undervattensstationer.
Conshelf Two var den sjöstjärnor-formade undervattens ”by” som fungerade som bakgrund för världen utan sol., Den byggdes 1963 och placerades i Sha ’ ab Rumi—där Cousteaus korallskyddade hajburar har skapat ett dykmecka-medan en mindre och djupare stuga inrymt två aquanauts i en vecka på 100 fot. Två år senare föddes Conshelf Three. Som liknar en svart-gul rutig disco ball, stationen som sex dykare, inklusive Cousteau son Philippe, en självförsörjande miljö, 330 fot under Medelhavet.,
Conshelf-stationerna utlöste en våg av undervattensbyggnad. Från Östersjön till Mexikanska golfen, single-mission undersea livsmiljöer grodda som svamp. Mellan 1964 och 1969, USA, Navy ’ s SeaLab I, II och III härstammar till större och större djup—193 fot, 203 fot respektive 600 fot—tills den tragiska döden av en aquanaut sätta stopp för Sealab III. år 1968, Helgoland—byggd av tyska företaget Dräger—blev det första undervattenslaboratoriet byggt för kallt vatten och grova havsförhållanden (det användes i Östersjön, Nordsjön och i Mainebukten). Och 1969 och 1970 samarbetade NASA med flottan och inrikesdepartementet för att lansera Tektite i och II—det första nationellt sponsrade vetenskapsmän-in-the-sea-programmet., Utplacerade till ett djup av 50 fot i US Virgin Islands stora Lameshur Bay, och byggdes av General Electric, tektite habitat bestod av två, 20-fots höga silor anslutna med en vattentät tunnel och prickade med kupolformade fönster.
Tektite drogs så småningom från vattnet, men NASAs intresse för undervattensstrukturer fortsätter till denna dag. Utformad för att simulera liv ombord på ISS och testa nya koncept för framtida interplanetära uppdrag, NASA: s Extrema Miljön Uppdraget Verksamheten (NEEMO) skickar grupper av astronauter, ingenjörer och forskare att bo i Key Largo ’ s Aquarius Reef Base., I denna extrema miljö, där rörligheten är begränsad till ett begränsat utrymme och vatten ger en nära noll gravitation erfarenhet, astronauter ges en övertygande analog för utforskning av rymden.
på toppen av djuphavsutforskning uppskattar Fabien att det fanns 20 verkligt beboeliga undervattensstrukturer. Idag är Aquarius den enda operativa undervattensforskningsstationen i världen – en stolt överlevande som har varat 34 år när den byggdes till fem år. ”Efter 70-talet har ocean exploration inte utvecklats på ett sätt som rymdutforskning har”, säger Fabien., Med Proteus hoppas han att flytta allmänhetens intresse tillbaka till havet—och han är inte den enda som vill göra det.
Den franska arkitekten Jacques Rougerie har ägnat hela sin karriär åt att bygga konstruktioner under vatten, med hänvisning till Jacques Cousteau som drivkraft för hans utövande av arkitektur och oceanografi., Sedan 2009 har hans stiftelse varit värd för årliga tävlingar för unga arkitekter att utforma undervattens-och rymdmiljöer. Rougerie anser att vår framtid ligger hos den blå ekonomin, eller vad Världsbanken definierar som ”hållbar användning av havsresurser för ekonomisk tillväxt, förbättrade försörjningsmöjligheter och arbetstillfällen samtidigt som man bevarar havets ekosystems hälsa.”Men först säger han, vi behöver ett blått samhälle. ”Vi måste motivera den unga generationen, säger han. ”Vi måste ingjuta denna passion i dem. De måste känna sig inblandade.,”För att göra detta behöver vi stödjande plattformar, ”starka symboler” som Proteus, eller hans eget förslag, SeaOrbiter.
Rougerie har utformat dussintals undervattensmiljöer, varav fyra har byggts. Hans allra första var Galathée, en 56 ton, semi-mobil livsmiljö lanserades 1977, utanför Japans kust. Fram till Galathée, förklarar arkitekten, de flesta tidigare strukturer byggdes på havsbotten. Rougerie ändrade kursen genom att utforma en struktur med en variabel ballast som tillåter upphängd förankring på olika djup (från 30 till 200 fot) och utan inverkan på undervattensekosystemet.,
Hans senare livsmiljöer var ännu mer mobil, vilket kulminerade i hans mest ambitiösa design för att datum—SeaOrbiter. Byggd för att segla haven, var det halvdukbara fartyget utformat—efter en sjöhäst-att flyta vertikalt och glida med havsströmmarna.
”havet är en otrolig källa. Ett hoppfält för startups runt om i världen, säger Rougerie., ”Vi vet fortfarande inte om abyssalzonen . Vi vet inte om hydrotermiska ventilerna. Vi vet väldigt lite.”
enligt National Ocean Service är mer än 80 procent av vårt hav kvar ” omärkt, obemärkt och outforskat.”Men även de delar som har utforskats har inte kartlagts till en upplösning som är tillräckligt hög för att upptäcka föremål som flygplansvrak eller spiran av en undervattensvulkan. Med Proteus kommer Fabien att kunna kartlägga omgivningen till en radie av en mil och en upplösning på ¼ tum., ”Det ger oss en riktigt, riktigt snygg mosaik som vi regelbundet kan se över för att visa förändringarna på Års-och decenniet lång basis”, säger han.
Fabien föreställer sig stationen för att tillgodose en mängd olika studier, från biokemi till läkemedel till klimatförändringar. ”Att studera de historiska svaren från ekosystem som korallrev till tidigare klimatförändringar ger en användbar guide. Men dessa metoder tar oss bara hittills”, säger Brian Helmuth, professor i marin – och miljövetenskap och offentlig politik vid nordöstra universitetet., ”Med hjälp av en kombination av experimentella metoder i kombination med observationer i naturen kan vi använda en förståelse för de mekanismer genom vilka rev påverkas av miljöförändringar för att förutse framtida svar med mycket finare detaljer.”
i Proteus ser Helmuth en möjlighet att studera ett intakt korallrev under en längre tid och utan begränsningar av ytdykning. ”Det skulle göra det möjligt för forskare att studera undervattensmiljön genom att bli en del av den, snarare än att arbeta som tillfälliga interlopers”, säger han.,
Famously gav Fabiens månadslånga uppdrag i Aquarius Reef Base tre års forskning, men det fanns brister, som bristen på ett laboratorium på plats för realtidsstudier. De toppmoderna laboratorierna på Proteus kommer att möjliggöra avancerad forskning på plats, utan nedbrytning av prover i transit, medan dess fullskaliga videoproduktionsanläggning kommer att ge kontinuerlig livestreaming för utbildningsändamål. ”Det finns otaliga lärare och studenter som, som jag växer upp i New York, inte har lätt tillgång till havet”, säger Helmuth., ”Proteus kommer verkligen att vara en spelväxlare i ocean education, vilket ger en inre rymdstation som inte bara erbjuder spännande nya möjligheter till det vetenskapliga samfundet, utan också förstärker den passionen för havet som lanserade så många människor från min generation till karriärer inom vetenskap och utforskning.”
sedan starten av modern Ocean prospektering har havet förändrats drastiskt. Vast swaths är nu helt utan syre, vilket leder till” döda zoner ” som nu är fyra gånger större än de var 1950., ”När jag var tonåring skulle jag gå till Florida Keys, och det var en lekplats med färg, textur och rörelse”, säger Fabien. ”Och nu, jämförelsevis, är det en spökstad.”
undervattens livsmiljöer som Proteus, eller SeaOrbiter, kan bidra till att fördjupa vår kultur av utforskning och experiment. Dessa undervattenslaboratorier kan hjälpa till att upptäcka nya arter, förstå hur klimatförändringarna påverkar havet och möjliggöra testning av grön kraft, vattenbruk och robotprospektering., ”Begreppet robot-mänskliga lag är särskilt övertygande för Proteus”, säger Mark Patterson, professor och docent vid Northeastern University, vars forskning fokuserar på utvecklingen av autonoma undervattensrobotar för civil infrastruktur och marin avkänning. ”Detta tillvägagångssätt, av människor som arbetar med snabb simning, tuffa robotar, kommer att övervinna det problem som har plågat oceanografi sedan dagarna av HMS Challenger expedition: nämligen, havet förändras snabbare än vi har haft möjlighet att observera.,”
sextio år efter att Cousteau filmade sina äventyr i Röda havet, har ocean exploration ännu inte nått sin fulla potential. ”Vi har bott i havets barm”, sa Cousteau som hans gula dykare steg från mörkret. ”Havet har hängt oss, men vi har bara tagit de första stegen i vårt nya utrymme. Ytterligare äventyr väntar oceanauts i världen utan sol.”