Тази статия е от списание Hakai, онлайн публикация за науката и обществото в крайбрежните екосистеми. Прочетете още подобни истории в hakaimagazine.com.
Около 18:30 ч. На 17 февруари 1864 г. осем мъже се блъснаха в подводницата на Конфедерацията HL Hunley, самоходна метална тръба, прикрепена към бомба и тихо се вмъкнаха в замръзващата черна вода край брега на Чарлстън, Южна Каролина. Екипажът ръчно въртеше подводницата на повече от шест километра към целта си - блокадата на Съюза USS Housatonic - и се издигна като левиатан за заряда. Към 21:00 ч. Всичко свърши: Хънли беше вкарал торпедото си, поставено с шпатула, в корпуса на Housatonic и след секунди 60 килограма черен прах се бяха издълбали в кораба.
Точно след краткия момент на слава, Хъни, който току-що стана първата в света успешна бойна подводница, мистериозно потъна.
Неговата кончина е озадачила десетки изследователи и привърженици на гражданската война в продължение на повече от век. Сега един учен от Maverick отправя смелото твърдение, че е разрушила случая. След три години сплотяване, Рейчъл Ланс, биомедицински инженер от ВМС на САЩ, притежаваща докторска степен от Инженерното училище на Pratt University of Duke в Северна Каролина, стига до извода, че взривът от собственото торпедо на подводника изпраща взривни вълни през железния му корпус и причинява моментална смърт за осемте мъже вътре.
Ако е права, мистерията на Хънли най-накрая може да бъде разгадана . Но как тя направи откритието е почти толкова изненадващо, колкото и самото откритие: тя го направи без достъп до физическата подводница, която беше разкопана през 2000 г .; без предишен опит в археологията или криминалистиката; и без помощ от Hunley Project, екип от изследователи и учени от Университета Клемсън в Южна Каролина, който работи по случая през последните 17 години.
Без колаборация или ключови данни, може ли Ланс да направи отчета за последните моменти на Хънли и неговия екипаж?
**********
В една топла септемврийска събота стоя пред студентския център в Дюк, ниска сграда със съвременна сграда, акцентирана с неоготическия камък на университета, когато Ланс се люлее около завоя в син гранд на Pontiac Grand Prix направо от Motor City където е израснала. Докато отварям вратата за пътници, за да се представя, ме блъска стена от туптяща музика за тренировки. Ланс току-що дойде от фитнеса, а кафявата й коса с дължина до раменете е навити в ластик. Синя, премазана с камъни тениска, на която се изписва Детройт, язди по бледите й плетени ръце.
Докато тръгваме извън кампуса, музиката продължава да се изпомпва.
„Накъде сме се насочили?“, Викам.
„Водя те до езерото в кампуса, за да видиш къде проведохме някои от нашите експерименти“, гръмва тя назад. "Тихо е там, за да можем да си поговорим."
Маслена картина на Конрад Уаз Чапман, около 1898 г., изобразява изобретателя на злополучния Х. Хънли, заедно със страж. (Wikimedia Commons) Ланс моделираше подводна експлозия в компютър в лабораторията за биомеханика на Дюк, където тя изучаваше взривови наранявания, когато нейният съветник изпитваше богомолството, което подтикваше манията й Хънли в движение. Ами ако, предположи биомеханичният инженер Дейл Бас, софтуерът за моделиране на практика може да реконструира атаката срещу Housatonic и да разкрие прозрения за съдбата на Хъни ? Lance, исторически фалшивец, беше закачен: историческа мистерия с мъчителна преднина, която трябва да последва. В крайна сметка тя щеше да се откаже от софтуера за по-практичен експериментален подход, но идеята на Бас беше катализаторът, от който се нуждаеше.
Тя започна да чете теории защо Хънли се спусна. Една от преобладаващите идеи беше, че екипажът изчерпа кислорода и се задушава. Точно с този тип теория е била готова да се справи: тя е инженер на държавната служба във ВМС на САЩ от 2009 г. и има опит в динамиката на дихателната система и по-точно респираторите - дихателните системи със затворени вериги, които водолазите използват за рециклиране на дишането газ под вода.
Докато разследването й започна, Ланс забеляза, че има много малко, ако има такива, публикувани изследвания за консумацията на кислород в екипажа по време на мисията. С военноморския флот тя беше изследвала феномена колко кислород използват хората, докато оперират с ергометри на ръчния педал, изискващи същия тип движение като ръчната задвижваща система на Hunley . И така, тя изкопа данните и ги използва, за да изчисли колко кислород би използвал екипажът, докато вървеше към Housatonic .
Не беше ясно обаче с колко кислород трябва да се започне, все пак. След като извадиха подводницата, консерваторите на проекта Hunley изчислиха колко въздух вероятно е на разположение. Техните данни сочат, че екипажът е имал достатъчно въздух за малко повече от два часа. Ланс обаче нямаше достъп до действителните данни. Тя се срещна с членове на проекта, за да обсъди сътрудничеството, но те не споделят своите изчисления с нея (и по-късно ще поиска от Ланс да подпише споразумение за неразгласяване, което тя отказа). Тя ще трябва да извърви своя собствен път.
**********
Тя се размиваше над проблема с дни. Тогава тя си спомни как се разминава с бюлетин, публикуван от Friends of Hunley, с нестопанска цел в Чарлстън, който се занимава с информационните кампании, набирането на средства и разработването на проекта Hunley и провежда обиколки в центъра за опазване на Уорън Лаш на Клемсън, където се възстановява Хънли . Той беше изпълнен с интериорни и екстериорни снимки на поддоните, повечето от които имаха обозначения за измервания под тях. Това й даде представа.
Рейчъл Ланс и нейните асистенти тестват измервателните уреди на CSS Tiny с ударни тръби в рекултивационното езеро на университета Дюк в Северна Каролина. (С любезното съдействие на Рейчъл Ланс / Университета Дюк) Следващия месец Ланс седеше прегърбен над бюрото си, отпечатвайки снимки на подводника, измервайки всяка разграничена точка с владетел. След седмици усърдна работа тя най-накрая проведе всички измервания, необходими за изчисляване на консумацията на кислород спрямо предлагането. Резултатите скочиха от страницата. Задушаването не беше правдоподобно обяснение защо Хънли потъна.
„Дори при консервативни изчисления екипажът би изпитвал забележима хипервентилация, задъхване, задушаване, симптоми на паника и вероятна физическа болка от високи нива на CO2 в кръвта“, казва тя. „Но от записите също знаем, че те са седяли спокойно на своите гари без никакви признаци на борба. И така, от моя гледна точка, това хвърли теорията за задушаването през прозореца. ”Резултатите бяха публикувани в броя за март 2016 г. на списанието Forensic Science International.
Ричард Муун, медицинският директор на Дюканския център по хипербарична медицина и физиология на околната среда, е съгласен. Той помогна на Ланс да извърши изчисленията и казва: „Имате куп подводници, които работиха умерено усилено в затворено пространство. Няма как да работят в кривошира в 10-процентна кислородна среда с високи нива на CO2 и да кажат: „О, добре, нещата са наред; просто ще продължим. ""
Хората в Клемсън не бяха убедени. Келен Корея, президент и изпълнителен директор на Friends of Hunley, заяви в имейл, че „е преждевременно да се правят каквито и да било окончателни заключения за причините за загубата на подводницата или смъртта на екипажа, особено когато се разглежда само един аспект тя обаче не спомена конкретни проблеми с констатациите на Ланс.
**********
Развенчаването на теорията за задушаването предложи на Ланс известно краткосрочно удовлетворение, но към този момент тя беше в дълбочина. Тя започна да мисли за Хъни денонощно, обсебваше го до момента, в който ще излезе навън и ще се взира в чинията си с храна по време на вечерята с годеника си. „Имаше нещо ужасно ужасяващо във факта, че осем души са умрели тази нощ, а ние нямахме представа как или защо“, казва тя.
Междувременно, консерваторите на Hunley Project в Центъра за опазване на Уорън Лаш бяха длеснали - и продължават да режат - през упорития, подобен на бетон слой пясък и тиня, които се образуваха около Хъни, докато седеше на морското дъно за повече от 100 години.
„Декрекрецията има възможност да ни даде повече информация - казва археологът на Клемсън Майкъл Скафури, „ но не сме открили никакви окончателни доказателства, които да обяснят напълно загубата на Хънли . Нищо само по себе си не обяснява случилото се. "
Не са открити никакви доказателства от страна на човешките останки. Линда Ейбрамс, съдебен генеалог, който работи и изключва проекта Hunley от 2006 г., казва, че всички скелети на членовете на екипажа са били в добра форма, когато са били изкопани от вътрешността на Хънли . Подземният слой е бил напълно запълнен с утайка, когато е била спасена, така че слой върху слой мук трябва да бъде внимателно отстранен, преди костите да бъдат изложени. „Нямаше рани от куршуми при никое от тези момчета“, казва тя. И никакви признаци на отчаяние.
Въпреки че учените не са измислили пушек за пушене, има малка повреда на външната страна на подводника, която ги е натъпкала. В кулата на предния контингент има парче желязо с размер на софт, липсващо там, където е имало зрителен прозорец.
Издание на Popular Science Monthly от 1900 г. включва това изображение на тесните квартали в рамките на HL Hunley, което сме анимирали. Докато тук са показани девет мъже, се смята, че Хъни е имал екип от осем човека през нощта, в която е потънал през 1864 г. (Popular Science Monthly) Чрез своите изследвания Ланс научи за щетите на кулата за континента и така наречената теория за щастливи изстрели: бездомният куршум, изстрелян от моряците от Хусатон по време на нападението, проби кулата, в резултат на което подводникът се напълни с вода и потъва.
От гледна точка на Скафури това е възможност. „Огнената стрелба от Housatonic може да е изиграла роля в това“, казва той, „но в този момент не можем да потвърдим това.“
Ланс изпробва теорията, като стреля с огнестрелни оръжия от Гражданска война в образци от чугун - щетите на подводницата не съответстват на щетите от пушката й. Плюс това, казва тя, дупка от куршуми щеше да позволи на водата да нахлуе бързо в подводницата и да накара тя да потъне много по-близо до мястото на атаката, отколкото там, където беше намерена.
Въз основа на своите резултати, Ланс прекрачи теорията за щастливите изстрели от списъка си и документира откритията във втора книга в Forensic Science International.
Приятелите на Хънли отказаха да коментират конкретните констатации, но Корея написа: „Отново г-жа Ланс няма първични познания или данни за проекта Хъни“.
Ланс е натиснат. Ако екипажът не се е задушил и дупка от куршум не е потопила подводницата, какво се е случило?
**********
Когато Хънли свали извисяващия се Housatonic, той беше на по-малко от пет метра от взрива. И тя все още беше прикрепена към торпедото; вдъхновен от конфедеративните торпедни лодки с парно захранване, известни като Дейвидс по време на Гражданската война, екипажът на Хънли е закрепил торпеда на подводника в края на шпагата си. Това означаваше същата експлозия, която разтърси Housatonic, също толкова добре, че можеше да означава и светлини за екипажа на Hunley .
Ланс беше прекарал по-голямата част от две години в изследване на теории за задушаване и късмет за изстрел, публикувани два пъти, и все още не беше разрешил мистерията. За нея тази теория за експлозията беше следващият очевиден път, който трябваше да се изследва, и този, който се свързваше добре с биомеханиката на нараняванията си, насочен към Дюк. Ако взривната вълна от експлозията се разпространи във вътрешността на подводницата, разсъждаваше тя, това можеше незабавно да убие екипажа или поне да ги нарани достатъчно, че да не са в състояние да пилотират лодката в безопасност. „Когато взривните вълни ударят въздушно пространство, те се забавят като кола, удряща стена“, обяснява тя. "Освен в този случай, стената е повърхността на белите дробове." Белите дробове на моряците можеха да се разкъсат и да се напълнят с кръв.
За да провери теорията, Ланс се нуждаеше от физически модел на подс. Въведете CSS Tiny, мащабен модел с шестица по-голям от дължината на Hunley на турнетата. Изработена от ламарина, това беше мини-мен Хънли до баластните резервоари, пълни с вода и стоманен шпагат, монтиран към носа.
Инженерингът на миниатюрна подводница не беше стремеж за Ланс, който израсна, работещ върху стари автомобили заедно с баща си, вече пенсиониран автостроител на GM. Като дете тя беше достатъчно малка, за да се плъзне под техния Мустанг от 1966 г., за да смени маслото, без да забие колата. „Отглеждането около автомобилната култура улеснява влюбването в машината и инженерството“, казва тя.
Във ферма в селската Северна Каролина Рейчъл Ланс и един от нейните помощници Люк Сталкъп подготвят CSS Tiny за получаване на експлозии, за да тестват теорията си за взривните вълни. (Снимка на Дениз Ланс) Няколко минути след отлепянето от кампуса в Pontiac на Ланс, ние се изтегляме в прашен жребий в рекултивационното езеро на университета Дюк. Тръпката на басовата линия рязко се прекъсва и саундтракът се заменя с хор на крикет, наподобяващ тресчот. На ръба на езерото тя жестикулира към водата, гъста с водорасли: ето, че мъничката направи пробен пробег. Ланс и няколко членове от нейната лаборатория са използвали устройства за симулация на взрив, известни като ударни тръби, за да тестват манометрите за налягане и друго оборудване преди фазата на експлозивите на живо на експеримента. Докато стоеше във водата, вдигайки и спускайки ударните епруветки, рибата се носеше в краката й. Сякаш нееднократно е била намушквана с миниатюрни ножове - но в края на това Ланс и Мъничките бяха готови за голямото събитие.
**********
Езерото в кампуса беше извън границите на истински експлозиви, така че две седмици по-късно Ланс и нейният изследователски екип потеглиха към езерце с площ от три хектара в селска ферма в Северна Каролина за тестовете на живо. Те паркираха Мъничката в средата на езерцето и с взривен агент, стоящ на охрана, сцената беше поставена. Ланс започна отброяването: „Пет! Четири! Три! … ”Кулминацията на месеци упорита работа се свеждаше до следващите секунди и нервите й бяха разбити, когато трескаво щракваше между екраните за отчитане на сензорите на лаптопа си.
От безопасно разстояние фермерът Берт Пит и внуците му бяха готови за шоуто. Ланс го бе сладко заговорил да даде доброволно езерцето си за проекта. "Когато Рейчъл излезе във фермата", казва Пит в дебела южна тегличка, "тя се опита да ме намаже с червена кадифена торта и обясни, че това ще е само експлозия в шеста скала."
"Двама! Едно! ” Pfffsssssttt ! Зарядът от черен прах се взриви върху мънистата и изригна малък гейзер от езерна вода. Манометрите висяха вътре и извън съда за измерване на подводните взривни вълни. Под повърхността взривът изстрелва взривна вълна в корпуса на Tiny с толкова голяма сила, че кара металът да се огъва. Това движение от своя страна генерира втора взривна вълна, която се предава направо през корпуса в кабината.
"Вторичната взривна вълна от това лесно би причинила белодробна взривна травма, която уби целия екипаж моментално", казва Ланс. "Ето това потъна Хъни ."
Луна подкрепя заключението. Той казва, че повечето хора биха предположили, че стените на кабината биха предпазили екипажа от взривните вълни - но малко хора знаят много за подводните експлозии. "Спекулациите до този момент са добре", казва той, "но когато го държите на твърдата наука, мисля, че теорията за взривната вълна е най-правдоподобното обяснение."
Рейчъл Ланс стои с модела си на HL Hunley - TSS Tiny - в езерото за рекултивация на университета Дюк. (Снимка от Ерик Уей) Макар Ланс да вярва, че мистерията на Хънли най-накрая може да бъде оставена в състояние на почивка, учените от проекта Хънли не са готови да пристъпят към заключения. Те признаха теорията за експлозията като възможност в миналото, но започнаха да се съмняват в нея преди експеримента на Ланс въз основа на резултатите от проучване за компютърно моделиране, проведено от ВМС на САЩ през 2013 г. Изследването предполага, че взривната вълна не би навредила на екипаж, но по-нататъшните проучвания продължават да предполагат вторите заключения от предишното проучване.
„Проблемът е, че е сложен сценарий“, казва Скафури. „Това е нещо като опит да се реконструира причините за автомобилна катастрофа с ограничена информация. Бихте ли успели да намерите доказателства за произшествие, което се е случило, защото пчела влетя през прозореца и отвлече вниманието на шофьора, който случайно изпращаше съобщения, на участък от пътя, който беше хлъзгав? “
**********
"О, имам нещо за теб", казва Ланс в мелодията на херцог. Тя бръкне в раницата си и ми подава реплика с размер на 3D-печат с размер на пура на Hunley - своеобразен сувенир. Той предлага микро, но все пак подробен оглед на интериора на подводника, който ме кара да осъзнавам колко ограничено отделение за екипаж - което в пълен мащаб беше само един метър и високо 1, 2 метра - трябва да е било за осем възрастни мъже. Това беше капан за смърт. Фактът, че те така или иначе се натъпкаха в тръбата, беше жертва, за която Ланс изглежда неотклоняващо уважение. Това е част от това, което я накара да натисне до финала, въпреки че шансовете бяха натрупани срещу нея.
**********
Но как е възможно Ланс да е успял да разгадае вековна мистерия за толкова сравнително кратък период от време, особено като се има предвид 14-годишният ръководител на проекта Hunley? Това беше късметът на начинаещия или способността й да подходи към проблема от различна научна предимство? Може би просто се е стигнало до старомодна решителност. „Трябва да се справите с много, когато правите такъв тип изследвания, особено когато правите неща сами, което може да бъде трудно и самотно“, казва тя. „Трябва да проявите много постоянство, защото там са добрите неща - отвъд тази граница, където никой не е успял да премине през проблема.“
В крайна сметка, може би това е имало повече общо с факта, че проектът Хънли е предназначен както за провеждането на усърдно бавния процес на опазване на подс, така и за обясняването на неговото изчезване. Въпреки че, от гледна точка на приходите, мистерията сама по себе си може да се окаже истински положителен за Hunley Project и Friends of Hunley, като се имат предвид продажбите на тениски, снимани очила и лабораторни обиколки, които помага да генерирате.
Независимо, когато бъдат публикувани констатациите на Ланс от нейния експеримент с взривна вълна (незабавно ще бъде публикувана изследователска книга), екипът на проекта Hunley ще следи.
Този път теорията им ще опровергае.
Свързани истории от списание Хакай:
- Живот на борда на останките на HMCS Annapolis
- Sub Marine: Нещата, за които потъваме
- Стефан Джевецки, цар подводница
