Для чего нужна станция восток
Расположение
Научная станция «Восток» (Антарктида) расположена в 1253 км от Южного полюса и в 1260 км от побережья моря. Ледниковый покров здесь достигает толщины 3700 м. Зимой до станции добраться невозможно, поэтому полярникам приходится рассчитывать только на собственные силы. Летом самолетами сюда доставляются грузы. Для этой же цели используется и санно-гусеничный поезд от станции «Прогресс». Раньше такие поезда приходили и со станции «Мирный», но сегодня, в связи с увеличением торосов на пути следования поезда, это стало невозможным.
Станция полярная «Восток» расположена рядом с Южным геомагнитным полюсом нашей планеты. Это позволяет заниматься исследованиями изменений магнитного поля Земли. В летнее время на станции находятся около сорока человек — инженеров и учёных.
Станция «Восток»: история, климат
Климат
Научная деятельность
Жизнь на станции
В жилом здании имеется кают-компания, на стене висит телевизор (правда, эфирного телевидения на станции нет), установлен бильярдный стол. Когда в этом помещении температура падает до минусовой, туда все стараются не заходить. Но однажды, полярники на складе обнаружили неисправную игровую приставку. Ее отремонтировали, подключили к телевизору, и кают-компания ожила – теперь здесь собираются полярники. В теплых куртках и брюках, в валенках и шапках, они приходят, чтобы поиграть в кулачные бои и гонки. Полярники отмечают, что в последние годы станция «Восток» (Антарктида) в бытовом отношении преобразилась. Теплый жилой модуль, помещения для научной работы, столовая, дизельный блок и другие необходимые для жизнедеятельности станции строения сделали жизнь здесь вполне приемлемой.
Пожар на станции «Восток» в Антарктиде
Двенадцатого апреля 1982 года «Восток» не вышел на связь с Большой землей. Никто не мог предположить, что произошло. В сутки, по графику, станция выходила на связь девять раз. Когда связи не было и во второй условленный час, стало понятно: случилось что-то экстраординарное. Отсутствие связи – в любом случае происшествие чрезвычайное. Размеры беды на станции тогда никто не мог предвидеть. Станция «Восток» (Антарктида) имела отдельное помещение, где располагалась дизель-электрическая станция. Там и начался пожар в ночь на 12 марта. Это было самое начало зимовки. К электростанции был пристроен небольшой домик, в котором жили механики. Их разбудил в четыре утра едкий запах дыма.
Выйдя на улицу, они обнаружили, что огонь полыхал на крыше. Через пару минут уже все зимовщики, наспех одевшись, выбежали на мороз. Прожектор, который освещал территорию, погас. Свет был только от пожара.
Борьба с огнем
Огонь стали забрасывать снегом, потом попытались его накрыть брезентом, чтобы предотвратить доступ кислорода. Но брезент воспламенился мгновенно. Людям, которые забрались на крышу, вскоре пришлось спрыгнуть вниз. Кровля полностью сгорела за тридцать минут. В пятнадцати метрах от станции стояли цистерны с соляркой. Оттащить их было невозможно — они слишком тяжелые. К счастью, ветер дул в противоположную сторону. Спасло еще и то, что солярка была слишком холодной, на морозе она стала вязкой. Ей надо было сильно нагреться, чтобы вспыхнуть. Сразу полярники не заметили, что среди них нет одного механика. Его останки обнаружили на пепелище. Сразу после пожара помещения станции остались без тепла и света, а на улице было –67 °C …
Как выжить?
Жизнь после пожара
Полярники приняли решение выживать своими силами. Мужественные парни не стали ждать помощи с Большой земли. В Москву была передана радиограмма: «До весны выживем». Они прекрасно понимали, что ледяной континент не прощает промахов, но он безжалостен и к тем, кто впадает в отчаяние. Зимовка продолжалась в форс-мажорных условиях. Полярники переселились в одно крохотное жилое помещение. На основе газовых баллонов смастерили пять новых печек. В этом помещении, которое было и спальней, и столовой, и кухней, находились и научные приборы. Главным недостатком новых печей стала сажа. Ее собирали по ведру в сутки. Через некоторое время, благодаря смекалке аэролога и повара, зимовщики смогли выпекать хлеб. Порции теста они приклеивали к стенкам печки и таким образом получали вполне съедобный хлеб.
Кроме горячей пищи и тепла, был необходим свет. И тогда эти сильные люди начали делать свечки, используя для этого имеющийся парафин и асбестовый шнур. «Свечной заводик» работал до окончания зимовки.
Работа продолжается!
Несмотря на невероятные условия, полярники все чаще стали задумываться о продолжении научной деятельности. Но это было связано с огромным дефицитом электроэнергии. Единственный уцелевший движок удовлетворял лишь потребности радиосвязи и электросварки. На него просто «боялись дышать». Тем не менее метеоролог прерывал свои наблюдения за погодой только во время пожара. После трагедии он работал в обычном режиме. Глядя на него, возобновил работу и магнитолог.
Спасение
А еще через пятнадцать дней из «Мирного» прибыл санно-тракторный поезд. Он доставил стройматериалы и продукты, а также все для строительства энергостанции. После этого время на станции пошло быстрее: все старались наверстать скопившиеся «долги» по научным исследованиям. Когда прибыла смена, мужественных полярников отправили самолетом на «Мирный». Тем же бортом доставили и останки погибшего Алексея Карпенко. Его захоронили на антарктическом «Новодевичьем» кладбище. Остальные полярники пересели на теплоход «Башкирия», который и доставил их в Ленинград. Сегодня все они живы и здоровы, а кое-кто успел за это время еще раз поучаствовать в антарктической экспедиции.
Станция «Восток»: правила посещения
Туристов, как, впрочем, и подготовленных путешественников, на станцию не приглашают— это исключительно научный центр. Тем не менее посетить «Восток» всё же возможно. Для этого желающие должны обратиться в Институт исследований Арктики и убедительно доказать, почему именно в них нуждается станция. Минимальные требования к претендентам – богатырское здоровье и множество полезных навыков.
Как будут жить полярники на «Востоке»: все об устройстве современной антарктической станции
Антарктическая станция «Восток» построена в 1957 году. За прошедшее время она пережила две реконструкции, три консервации, а к настоящему времени изношена на 90% и занесена снегом. В 2019 году на заседании Попечительского совета Русского географического общества был представлен проект создания нового зимовочного комплекса. [1] Его инфраструктура рассчитана на экстремальные условия эксплуатации и обеспечивает полную безопасность полярников.
Рисунок 1. Старая станция «Восток»
История одного проекта
Изначальный проект станции, предложенный немецкой компанией Ramboll, пришлось переработать. При пересмотре документации выяснилось, что архитектурно-планировочное решение противоречит нормам РФ и не устраивает людей, которые будут жить и эксплуатировать станцию.
«В частности, в иностранном проекте были применены горючие материалы для отделки стен и потолков, не учтено огромное выделение статического электричества, что влечет за собой выход из строя всей электронной техники. В связи с этим, конструкции стен, полов и потолков были полностью переделаны. Организованы выходы на кровлю для обслуживания оборудования, а также предусмотрены механизмы для подъема грузов на станцию», – уточняет Елена Фокина, главный архитектор проекта станции «Восток».
Новый проект разработал авторский коллектив компании «Запсибгазпром». В результате от первоначальной идеи осталась только модульная система из пяти блоков.
«Модульность конструкции обусловлена необходимостью автономной работы каждого из блоков в случае непредвиденной ситуации. Для этих же целей было разнесено расположение резервных дизель-генераторов для обеспечения жизнедеятельности. Был учтен печальный опыт, связанный с заносом уже существующей станции. Новый зимовочный комплекс “Восток” представляет собой цепочку мобильных блоков на гидравлических опорах, которые дают возможность поднимать и опускать модули в зависимости от количества выпавшего снега. По аналогичной схеме, например, выполнена станция Halley VI», – говорит Елена Фокина.
В модулях станции расположены лаборатории с новейшим научно-исследовательским оборудованием, медблок с возможностью проведения полостных операций, общественные помещения, включающие в себя бильярдную, тренажерный зал, сауну, курительную комнату и др., технологические помещения кухни и технические помещения. Также в отдельных модулях располагаются основной и резервный энергоблоки – настоящее «сердце» станции, дающее жизнь всем окружающим системам.
Рисунок 2. Модули зимовочного комплекса станции «Восток», вид сверху
Подробнее о модулях новой станции «Восток»
Главное здание представляет собой прямоугольный в плане объем. Общий размер здания 13,49 х 139,89 м. Максимальная высота блоков А и D – 14,05 м, блоков В и С – 17,47 м. За отметку +0.000 принята отметка низа металлического контейнера.
Блок D: технические помещения. Блок-модуль состоит из шести резервуаров для хранения дизельного топлива, помещения аварийного генератора, насосной станции, а также трех холодных и двух теплоизолированных складов.
Блок Е: технические помещения и гараж.
Помимо основного здания, в непосредственной близости находятся два блок-модуля, соединенных трубопроводами с основным зданием для питания генераторов на станции.
Энергетический центр станции «Восток»
В главном энергоцентре зимовочного комплекса антарктической станции «Восток» установлены четыре дизель-генераторных установки (ДГУ) мощностью 200 кВт каждый. Предусмотрено еще два резервных дизель-генератора аналогичной мощности. Все оборудование выпущено российской компанией КамАЗ и Баранчинским заводом. Предполагаемая расчетная станции составит 146 кВт. Эту мощность способна обеспечить одна машина при 75%-ой загрузке. Энергоцентр рассчитан на 25-30 лет безаварийной работы, но тем не менее, на станции сделали резервный, полностью идентичный основному, комплекс оборудования. Если что-то пойдет не по плану, полярники точно будут снабжены электроэнергией и теплом в течение всей зимовки. [3]
Также на новой станции предполагается использование солнечных батарей для дополнительного получения энергии.
«Все инженерное оснащение станции организовано таким образом, чтобы потребности в энергоресурсах при эксплуатации были минимальны. В инженерных системах особое место занимают решения по утилизации тепла. При проектировании был выполнен расчет годового потребления топлива, учитывающий абсолютно всех потребителей энергии на станции», – дополняет Маргарита Выборнова, руководитель группы ОВ и ВК проектного подразделения ЗАО «Запсибгазпром».
Тепло и безопасность на новой станции
Несмотря на экстремальные климатические условия, в которых предстоит работать зимовочному комплексу, внутри станции поддерживается комфортная для проживающих температура – в помещениях можно ходить в футболках. Все инженерные системы станции автономны и компьютеризированы.
«Отопление и теплоснабжение станции осуществляется за счет котлов на дизельном топливе и энергии, вырабатываемой дизель-генераторами, с применением специализированного комплекса утилизации тепла от дымовых газов и корпуса ДГУ и использованием полученного тепла в системе теплоснабжения», – рассказывает Маргарита Выборнова.
Дополнительно предусмотрена электрическая система отопления – теплые полы и конвекторы.
Чтобы работа систем отопления и теплоснабжения была максимально эффективной, и комфортная атмосфера поддерживалась в помещениях длительное время, стены каждого узла превратили в эффективные многослойные системы утепления. Для этого модули по периметру изнутри изолировали несколькими слоями каменной ваты ROCKWOOL, которая заполнила все пустоты в конструкции. Также выполнено наружное утепление каменной ватой. Для стен и потолков выбраны материалы ВЕНТИ БАТТС, для полов – плиты серии РУФ, в отдельных местах уложен утеплитель ЛАЙТ БАТТС.
«Благодаря теплотехническим характеристикам каменной ваты, такое решение обеспечивает максимальную эффективность – теплоизоляция превращает каждый отдельный модуль в своеобразный «термос», который хранит тепло даже в условиях Антарктиды. При этом натуральное происхождение и содержащийся в материалах воздух позволяют конструкциям «дышать» без образования разрушительного конденсата. Выбранный материал долговечен и надежен. Его срок службы превышает 50 лет, и в течение этого времени каменная вата сохраняет свою форму и исходные теплотехнические характеристики. Это чрезвычайно важно в условиях столь отдаленной эксплуатации станции – в случае проявления строительных дефектов, у компаний не будет возможности оперативно эвакуировать людей и пересмотреть принятые решения», – поясняет Андрей Петров, ведущий инженер компании ROCKWOOL.
Рисунок 3. Сборка модулей зимовочного комплекса станции «Восток»
Снаружи слои утеплителя защищены фасадными панелями, а изнутри – негорючими стекломагниевыми листами. Суммарная толщина наружных стен достигает 650 мм. Такое решение не просто помогает создать и поддержать комфортную для полярников температуру, но и обеспечивает их максимальную безопасность. К сожалению, ранее действовавшая станция «Восток» известна печальным событием – в апреле 1982 года из-за короткого замыкания случился пожар, унесший за собой жизнь одного из полярников. Строение станции – домик из деревянных щитов, обшитый снаружи алюминием, а изнутри пенопластом (для звукоизоляции) сгорел всего за 15 минут. Полностью вышли из строя основные и резервные дизель-генераторы, пропал свет, обесточились научные приборы, остыли батареи. Экспедицию спасли усилия геофизиков, которым удалось запустить найденный на свалке дизель-генератор. Зимовщики не просто выжили, но и продолжили свои эксперименты. [4] Это уникальный случай, но повторение подобного недопустимо. Именно поэтому все системы на станции проверены по несколько десятков раз, а стены тепло- и звукоизолированы негорючим материалом, волокна которого выдерживают температуры свыше 1000 °С, в критической ситуации сдерживая распространение огня.
Рисунок 4. Контрольная сборка в г. Гатчина. Фасад нового зимовочного комплекса станции «Восток». Фотография © Ольга Стефанова
Вентиляция станции
С системами отопления неразрывно связаны системы приточно-вытяжной вентиляции. Они заслуживают отдельного внимания, ведь большинство существующих программ подбора оборудования просто не рассчитаны на крайне низкие температуры внешнего воздуха, а барометрическое давление в них задано постоянно равным 101,325 кПа. Для грамотных расчетов и подбора оборудования нужно было кропотливо учитывать каждый параметр, отличный от стандартного.
Для объекта было разработано специальное оборудование Aircut:
Рисунок 5. Вентиляционные установки для зимовочного комплекса станции «Восток»
Важно, что установки сверхкомпактные и расположены в техническом модуле, то есть, строительство дополнительного узла не потребовалось. Кроме того, поставленное оборудование отличается высокой энергоэффективностью – общее годовое потребление тепловой и электрической энергии ниже, чем у типовых устройств на 37%. [5]
«Все воздуховоды и трубопроводы дополнительно изолированы навивными цилиндрами из каменной ваты ROCKWOOL 100 и базальтовыми матами WIREDMAT 80, а для огнезащиты систем вентиляции смонтированы негорючие решения ALU1 WIREDMAT 105 с покрытием неармированной алюминиевой фольгой. Такой комплекс решений обеспечивает надежную защиту и изоляцию трубопроводов, существенно сокращая тепловые потери, а также сохраняет долговечность труб, препятствуя образованию на них конденсата», – комментирует Роман Бочков, менеджер по развитию направления «Техническая изоляция и огнезащита» компании ROCKWOOL.
Рисунок 6 Изоляция технических систем на новой станции «Восток»
Сопутствующие системы
Работу станции и комфорт пребывающих полярников обеспечивает множество других инженерных систем. Так, питьевую воду в Антарктике добывают изо льда, затем фильтруют и очищают.
«Согласно Мадридскому Протоколу по охране окружающей среды к Договору об Антарктиде сточную воду также необходимо очищать, чтобы она не загрязняла окружающую среду. На все эти мероприятия тратится большое количество энергии, поэтому экономия воды жизненно важна для станции. В зимний период предполагается расход всего 500 л в сутки на 15 человек. “Черные” канализационные стоки проходят очистку в системе очистки хозяйственно-фекальных стоков, откуда очищенная техническая вода поступает на доочистку станции “серых” стоков, или пускаются на технические нужды. Сухой остаток собирается в контейнеры для последующего вывоза с территории континента», – делится деталями Маргарита Выборнова.
Прочие твердые отходы также предполагается складировать и вывозить из Антарктиды.
Рисунок 7. Условия, в которых будут жить российские полярники
Все конструкции нового зимовочного комплекса изготовил и собрал «Опытный завод строительных конструкций» в Гатчине. Комплекс разобрали на 133 блок-модуля, погрузили на атомный лихтеровоз «Севморпуть» и отправили на юный континент. Однако, в октябре 2020 года возникли сложности с транспортировкой модулей, поэтому доставку грузов перенесли на 2021 год. Предполагается, что после запуска нового комплекса в «зимний» период, то есть с февраля по октябрь, на станции будет проживать до 15 человек, а «летом», с ноября по январь – 35 человек. Благодаря принятым техническим и инженерным решениям, люди смогут находиться на станции десять месяцев в году без сообщения с внешним миром.
Антарктическая станция Восток
Станция Восток — российская антарктическая научная станция. Это единственная используемая Россией в настоящее время внутриконтинентальная антарктическая научная станция. Названа в честь парусного шлюпа «Восток», одного из кораблей антарктической экспедиции 1819—1821 годов. Уникальная научно-исследовательская станция «Восток-1» основана 16 декабря 1957 года В. С. Сидоровым, который впоследствии длительное время был начальником станции. Толщина ледяного покрова под станцией 3700 м.
Климатические условия в районе станции — одни из тяжелейших на Земле.
Сильнейшие морозы. Район станции отличается очень низкими температурами в течение всего года. Здесь зарегистрирована самая низкая температура на планете: −89,2 °C (21 июля 1983). Самым тёплым летним днём на станции Восток за всё время её существования остаётся день 16 декабря 1957 г. Тогда термометр зафиксировал 13,6 мороза. Район получил название Полюс холода Земли.
Почти нулевая влажность воздуха.
Среднегодовая скорость ветра около 5 м/сек, максимальная 27 м/сек, или 97,2 км/час.
Высота расположения станции — 3488 метров над уровнем моря, что вызывает острую нехватку кислорода. Из-за низкой температуры воздуха в районе станции его давление с высотой падает быстрее, чем в средних широтах, и подсчитано, что содержание кислорода в атмосфере в районе Востока эквивалентно высоте пяти тысяч метров.
Парциальное давление газов в воздухе там отличается от состава привычного для нас воздуха.
Нехватка углекислого газа в воздухе, которая предположительно приводит к сбоям в механизме регуляции дыхания.
Полярная ночь длится с 23 апреля по 20 августа,120 дней в году,что составляет чуть менее 4 месяцев,или трети всего года.
СЕРГЕЙ БУШМАНОВ, геофизик, член российской антарктической экспедиции на станцию «Восток» 34 года:
«На станции «Восток» человек не живет — он медленно умирает. Станция известна тремя основными свойствами: она находится на Южном геомагнитном полюсе, на полюсе холода (в 1983 температура упала до −89,2°C), а под ледяным куполом, на котором стоит станция, находится древнее озеро Восток.
Обычно люди теряют до килограммов веса за первый месяц на «Востоке». Кислорода в воздухе столько же, сколько на высоте 5 километров в средних широтах. Поэтому первая проблема по прибытии — реакция организма. Я видел, как человеку стало плохо через несколько минут после прилета. Если бы его не эвакуировали вовремя, то отек легких через несколько суток привел бы к смерти от гипоксии. Я чувствовал себя неплохо, но быстро ходить и поднимать тяжести надо очень осторожно: сразу появляется одышка и темнеет в глазах. Резко поднявшись со стула, можно просто упасть от головокружения. Кроме того, очень устаешь из-за апноэ — остановки дыхания во время сна. Чтобы адаптироваться к условиям континентальной Антарктиды и начать нормально спать, нужно от месяца до трех.
В обычной жизни вокруг нас почти всегда есть какие-то насекомые — комары, бабочки, мошкара. На «Востоке» ничего нет. Даже микроорганизмов. Но со мной иногда случались галлюцинации: казалось, рядом пролетела муха или пчела. Вода на станции — из окружающего снега. В ней нет солей и минералов, так что первое время не проходит постоянное ощущение жажды. Как известно, ученые давно бурят скважину к озеру Восток. В январе 2011 года на глубине 3540 метров начался другой лед, намерзший снизу, — замерзшая вода озера. Она чистая и недурна на вкус — можно смело кипятить и заваривать чай. Никаких неизвестных форм жизни, о которых предостерегают некоторые ученые, я в том чае не заметил.
Самолеты на «Восток» летают только с середины декабря по начало февраля — в другое время нельзя, они просто не могут приземлиться, полозья примерзают ко льду. Иногда приходит мотопоход с горючим со станции «Мирный». В остальное время никакая техника добраться туда не способна. Если что-нибудь случится, помочь некому.
Жилое здание станции полностью заметено и находится под двухметровым слоем снега. Дневного света внутри не бывает. А наружу можно выйти через два выхода — основной и запасный. Основной выход — это дверь, сразу за которой в снегу прорыт тоннель. Запасный выход короткий и представляет собой крутую лестницу на поверх ность снежного покрова над зданием станции. Во время зимовки моя работа предполагала каждо дневные выходы на открытый воздух — нужно было подняться на поверхность через запасный выход и пройти примерно 400 метров до небольшого домика, где располагались основные приборы и датчики. Всякий раз сначала надеваешь верхнюю одежду — пуховую куртку, теплые брюки, шерстяные перчатки, меховые варежки, валенки, маску на лицо. Надо было все это основательно застегнуть, заправить и потом навешивать на себя фонари, рюкзак с термосом, инструментами и ноутбуком. Порой надо было совершать такие экспедиции по несколько раз в день. Но такие дни и проходили быстрее.
Однажды начальник станции объявил на общем собрании, что мы переходим в режим экономии топлива. Температура внутри жилых помещений с +15°С опустилась до +10°С. Интересно, что эта экономия топлива была никому не нужна — после окончания зимовки у нас осталось лишних 10 тонн солярки для генераторов. Но в результате помещения станции оказались выхоложены. В столовой образовались полуметровые сталактиты из льда. У посудомоечной машины, которая реально экономила электричество, воду, силы и время, разорвало льдом все внутренние шланги.
В комнате, где я жил и где находилось научное оборудование, в течение двух самых холодных месяцев — июля и августа — было около +5°С. В эти месяцы основной досуг сводился к физкультуре. Я повесил в комнате перекладину, раздобыл подобие штанги, установил велотренажер — так и согревался.
В жилом здании есть кают-компания, где стоит бильярдный стол, а на стене висит телевизор (хотя эфирного телевидения нет). После того как температура там упала до минусовой, долгое время туда никто не совался. Но однажды на складе обнаружилась неисправная игровая приставка. Мы ее починили, подключили к телевизору, и в кают-компании снова начали появляться люди — одетые в теплые куртки и брюки, в шапках и валенках, они собирались, чтобы поиграть в гонки и кулачные бои.
Как и в любом другом коллективе, особенно небольшом — а нас на станции было 13 человек, — возникали конфликты. Сначала это были какие-то незначительные интрижки. Некоторые перерастали в серьезные ссоры на месяцы. Образовывались «кружки», шли разговоры о том, что Иванов сделал Петрову, а Петров — глупый трус — повел себя не как мужчина и не ударил Иванова. Потом этот разговор в искаженном виде доходил до Петрова, он решал не быть больше трусом и в другой раз бил Иванова.
Еще один тип конфликтов происходил от того, что начальник станции выделял приближенных и снабжал их продовольст вием и алкоголем сверх нормы. Самое неприятное — драки, оскорбления — начиналось с алкоголя. Водка на станцию завозится легально и в приличных количествах. Во время моей зимовки было завезено 200 с чем-то бутылок по 0,75 литра. Порой запои не прекращались по неделе, и в них участвовало около трети состава зимовки. Все спиртное было выпито меньше чем за полгода, еще до конца мая. В оставшееся время разводили служебный спирт и с разрешения начальника станции гнали самогон — на дрожжах и сахаре с добавлением гороха.
На время зимовки я вызвался быть добровольцем в ежемесячных походах на снегомерный полигон в пяти километрах севернее станции. Там вдвоем с напарником мы раз в месяц измеряли накопление снега у специально вбитых для этого вешек. Пока не наступила полярная ночь, все было нормально. Но интересно, кстати, что при −58°C к обычному звуку выдыхаемого воздуха примешивается несильное шипение. Если разговаривать при такой температуре, то многие согласные становятся шипящими — например, вместо «свист» получается «швишт». Эффект связан с тем, что выдыхаемый углекислый газ при такой низкой температуре начинает кристаллизоваться.
И еще интересная вещь: при сильном холоде проявляется запах, которым пропитана вся континентальная Антарктида. Запах этот едва уловим, и обычно на него не обращаешь внимания — настолько он слабый и незаметный. Но тогда, при −82°С, я ощутил его. Какое-то время пытался найти сравнение, потом сдался. А после, когда уже прошли сильные холода, я вдруг понял, что это за запах. Я бы назвал его «карамельная ваниль».