Как выжить в холоде: опыт самых суровых мест на Земле

Обе«верхушки» Земли,расположенные вокруг полюсов, — территории крайне сурового климата. Там очень холодно,причем не только зимой,но и летом. Тем не менее люди в этих местах живут. На Крайнем Севере — где-то с неолита и постоянно,на Крайнем Юге — последние примерно полвека и посменно. Мы решили разобраться в том,какие технологические изюминки позволяют им переносить морозы.

В стародавние времена основным жилищем чукчей и многих других северных народов была яранга. Традиционная чукотская яранга — это купольная конструкция из деревянных шестов, накрытая оленьими шкурами. На одну ярангу уходит около полусотни оленей. Шесты в тундре когда-то являлись большой ценностью и передавались по наследству. Сейчас это не так, да и материалы стали другими. Стоит это сооружение прямо на земле — ни фундамента, ни пола у него нет. После того как олени съели в окрестностях весь ягель, стойбище снимается с места, яранги разбираются, шесты складываются и тундра приобретает первозданный вид. Мусора при традиционном образе жизни образуется очень немного, он весь биоразлагаем — с экологией здесь все хорошо.

Внутри имперской многоножки

Представьте, что вы идете по типичному российскому городу, смотрите на однообразные панельные дома и думаете о том, что сейчас где-то далеко, в затерянной в пространстве галактике, джедаи воюют с имперцами. Поскольку число галактик в видимой части Вселенной очень велико, а число звезд в них близится к бесконечности, очень вероятно, что где-то и впрямь есть джедаи и имперцы.

Вдруг что-то происходит, несколько секунд вы ничего не видите и не слышите, а придя в сознание обнаруживаете себя посреди заснеженной равнины перед странным сооружением на ножках, похожим на боевые машины Империи из «Звездных войн».

Не пугайтесь! Вас не унесло в далекую галактику, вы всего-навсего в Антарктиде. А перед вами — британская полярная станция «Халли-6». Это замечательный во всех смыслах объект: цепочка состыкованных друг с другом (почти как в космосе) модулей, каждый из которых стоит на выдвижных опорах, оснащенных салазками. Благодаря этому станцию можно перемещать: отстыковать модуль, развернуть его в нужную сторону и отбуксировать по снегу. Собственно, текущая версия станции так и была построена: модули первоначально сделали в Кейптауне, затем транспортировали в Антарктиду, выгрузили на шельфовый ледник Бранта в море Уэдделла и по одному отвезли вглубь ледника на 16 км, где и состыковали. При необходимости их можно оттащить еще дальше — а это вполне возможно, поскольку ледник Бранта, как и все антарктические льды, потихоньку ползет, и от его океанической кромки откалываются айсберги.

Станция — шестой по счету вариант постоянного жилища полярников, работающий приблизительно (ледник ползет, отсюда и приблизительность) на том же месте. В первом случае, в 1956 году, британские полярники построили на леднике более-менее обычный дощатый домик. Конструкция последующих зимовочных помещений постепенно усложнялась, пока они не приобрели сходство с объектами из научной фантастики.

Зимой здесь проживают полтора десятка специалистов, присматривающих за оборудованием и научными приборами. Летом работников становится больше — порядка семидесяти человек.

Нынешняя станция примечательна еще несколькими техническими решениями. Для обогрева помещений здесь используется тепло, выделяемое работающими дизель-генераторами и собранное специальными теплоуловителями. Вырабатываемая ими электроэнергия тратится только на профильные нужды, вроде работы научных приборов.

В иных условиях для отопления лучше подошел бы газовый котел, вроде Ariston Alteas One — он легче и экологичнее, но для него нужен газ. Газ надо доставить в Антарктиду в баллонах, а потом баллоны везти обратно: континент должен оставаться чистым. Старая добрая солярка в этом отношении экономичнее: здесь масса сосуда по отношению к массе топлива меньше.

В системе канализации поддерживается пониженное давление, что позволяет экономить воду при смыве. Все отходы жизнедеятельности поступают в систему очистки, где большая их часть утилизируется бактериями. Образовавшийся после этого ил сжигают, что дает прибавку к теплу, а несгоревший остаток пакуют и вывозят из Антарктиды.

Отдельный интерес вызывает гигиена. Воды вокруг формально очень много, но она заморожена. Чтобы сделать ее жидкой и теплой, надо потратить топливо, а это уже — существенное затруднение. Поэтому мытье на станции жестко лимитировано — вода включается для намыливания и смыва мыла. У чукчей, конечно, было еще суровее, но они прожили в своих ярангах тысячи лет и как-то приспособились.

Надо сказать, что установка помещений на возвышенные опоры не является ноу-хау. Это решение применяется при строительстве полярных сооружений в обоих полушариях. В качестве примера можно рассмотреть погранзаставу «Нагурская» на Земле Франца-Иосифа. Во всех случаях речь идет о том, что здание, стоящее на опорах, не занесет снегом и под ним не начнет таять лед (вечная мерзлота). Новинка «Халли» в том, что ее выдвижные «ноги» поставлены на лыжи, что позволяет передвигать всю конструкцию.

В окрестностях британской станции морозно: среднегодовая температура здесь около -10 градусов. Но по антарктическим меркам это почти жара. А как живут люди там, где холоднее?

«Амундсен-Скотт»

Станция «Амундсен-Скотт» была основана американской полярной экспедицией в 1956 году на Южном полюсе. Южнее на нашей планете не бывает. В тот момент о природных условиях на месте были известно довольно мало. Если быть точным, то ученые знали, что там очень холодно, что зимой там темно, что часть года станция будет недоступна для воздушного транспорта, а для наземного — и весь остальной год. Поэтому первое зимовочное помещение разместили подо льдом. Его мощность в тех местах превышает два километра, поэтому закопаться было куда.

Эти помещения более-менее сохранились до наших дней, но доступ в них закрыт. Злые языки поговаривают, что там прячется Гитлер со стадом северных оленей, языки подобрее — что несущие конструкции обветшали и сооружение 64-летней давности может обвалиться от любого чиха.

Так или иначе, в середине 1970-х американские полярники построили в сотне метров от первого места новое зимовочное помещение. В этот момент уже было известно, что выжить на поверхности можно, поэтому обновленную станцию заглублять не стали, ограничившись строительством купола на поверхности. Увы, через несколько лет выяснилось, что Антарктида прожорлива. Снег скапливался вокруг постройки и, разумеется, не таял — в тех местах положительных температур не было примерно с палеогена. Надо сказать, что снегопады в Антарктиде — редкость, но ветер дует постоянно и перегоняет уже образовавшиеся снежные наносы.

Снег мешал жить, да и просто делал конструкцию ненадежной: она не рассчитана на такие нагрузки.

Сейчас вход в купол находится на глубине около трех метров. Если не это не считать, постройка расположена почти на прежнем месте. Почти — потому что лед, на котором стоит конструкция, потихоньку едет в сторону и за полвека сполз на пару сотен метров. Точное местоположение полюса теперь обозначается флажками, правда, самим полярникам они не нужны — это чисто туристический объект. Туристы на станции бывают — понемногу, задорого, но чего только не захочется состоятельному человеку. На станции есть даже сувенирный магазин, а в нем — круглая печать, которую можно шлепнуть в свой паспорт.

В 2003 году купол был выведен из эксплуатации и заменен новым зимовочным комплексом. Вот здесь у нас появляется повод сравнить его с традиционными жилищами народов Севера. Современная антарктическая станция сделана не так. Визуально она напоминает боевую машину из третьего эпизода «Звездных войн». Модуль со всей жилой, бытовой и научной начинкой приподнят над землей (точнее — надо льдом) на четырех опорах. Это означает, что приносимый ветром снег не скапливается вокруг сооружения, а улетает дальше, как это было всегда до появления в тех краях любознательных приматов. Модули соединяются переходами, позволяющими попасть из одного помещения в другое, не выходя на открытый воздух, температура которого зимой опускается до -70 градусов. Высота опор может регулироваться.

Внутри просторно: кроме комнат первой необходимости, вроде жилых помещений и лабораторий, в модулях станции разместились спортзал, библиотека, музыкальная студия и много помещений для досуга и различных общественных мероприятий, вроде разнообразных мастер-классов. Антарктическим летом на станции живут до 200 человек, а зимой, когда темно и транспортного сообщения нет, — около полусотни.

В качестве основного средства транспорта используются оснащенные для антарктических условий самолеты, благо с ВПП здесь никаких проблем нет — лед ровный. Некоторые грузы в самолет не помещаются, поэтому американцы в 2006 году построили единственное в своем роде антарктическое шоссе, соединившее станции Мак-Мердо (на побережье) и Южный полюс. Дорогу длиной 1450 км построили, засыпав трещины во льду: асфальт там, разумеется, не клали. С тех пор состояние дороги регулярно отслеживают и новые трещины во льду ликвидируют тем же способом. Они возникают в основном из-за того, что ледник Росса движется быстрее ледника Мак-Мердо.

По дороге крупные грузы возят нечасто, но сам факт ее существования означает, что Грета Тунберг имеет принципиальную возможность когда-то увидеть Южный полюс. Юная экоактивистка, напомним, принципиально не летает самолетами.

На Север!

У западного побережья Гренландии есть небольшой островок. Он имеет очень современное название — Диско, хотя был открыт викингами более тысячи лет назад. Едва ли в те времена существовал этот музыкальный жанр, но остров известен как неплохое место для охоты на тюленей.

Затем Диско был заброшен и полузабыт. На его южной оконечности в XIX веке разместился крошечный (сейчас — около 900 человек) городок Годхавн, куда эпизодически заходили китобойные суда. Несколько раз он служил отправной точкой полярных экспедиций. Ничего особо примечательного на нем не было. Холодно зимой и сыро летом.

Под конец XX века здесь построил научную станцию Копенгагенский университет. Ученые приступили к изучению хрупкой природы Гренландии и очень быстро выяснили, что на островке в действительности есть нечто уникальное. В 1994 году биологи Райнхартт Кристенсен и Петер Функ обнаружили в одном из пресноводных источников острова ранее неизвестных микроскопических живых существ. Limnognathia maerski — мелкие (80-150 микрон) беспозвоночные, ведущие прикрепленный образ жизни: животное в какой-то момент прикрепляется к субстрату, подобно мидии, и фильтрует воду, выбирая из нее все питательное. По совокупности признаков, отличавших эти организмы от всех прочих, ученые предложили отнести их к отдельному типу, то есть группе того же уровня, как членистоногие или хордовые. В данный момент неясно, состоит ли тип Micrognathozoa из единственного ныне живущего вида, или его родичей пока просто не нашли. Поиски продолжаются.

Не так давно помочь ученым решила компания Ariston: на остров отправилась небольшая экспедиция из трех монтажников, везших с собой газовый котел Ariston Alteas One. Его установили в помещении станции, что позволило обеспечивать ее горячей водой. Конечно, это не изменило климат Гренландии, но жить на станции стало теплее и комфортнее.

Alteas One относится к суперсовременному классу котлов — конденсационному. Его фишка — специальная система утилизации тепла отработанных газов, в которой тепло газовой горелки фактически используется дважды: сначала как у всех, а затем — повторно. К моменту выброса в атмосферу температура газов снижается примерно на 30 градусов, а температура подогреваемой воды соответственно возрастает. Это приводит к тому, что КПД конденсационного котла выше на 10-15%. Соответственно, при тех же результатах (температуре воды) затраты газа заметно ниже. Для Гренландии самое то: газопроводов здесь нет, а топливо привозят в баллонах, которые потом нужно отправить обратно.

Устройство неприхотливо и интеллектуально — им можно управлять даже через интернет, заказывая комфортную температуру к моменту входа в дом.

Основным предназначением котла является отопление помещений, но он умеет и горячее водоснабжение. Температуру воды на выходе можно устанавливать в диапазоне от 36 до 60 градусов Цельсия и мыться без чукотского костяного скребка. Если вы не в курсе, традиционная чукотская баня — это яранга с очагом, которую устанавливали 3-4 раза в год и жарко натапливали. Жители общины рассаживались вокруг очага и потели, примерно как и мы в бане, но сильнее. Северным народам вообще свойственно повышенное потоотделение — адаптация к холоду. После этого участники процедуры скребли друг друга костяными скребками, удаляя грязь, а затем обмазывались растопленным тюленьим жиром. Не знаю, как вы, а я все-таки предпочитаю более привычные европейцу способы мытья.