Исследовательское судно берет свое начало в ранних исследовательских плаваниях. [1] Ко времени «Индевора » Джеймса Кука основные черты того, что мы сегодня называем исследовательским судном, были ясно видны. В 1766 году Королевское общество наняло Кука для путешествия в Тихий океан, чтобы наблюдать и регистрировать прохождение Венеры через Солнце . [2] « Индевор» был прочным судном, хорошо спроектированным и оборудованным для испытаний, с которыми ему предстояло столкнуться, и оснащенным удобствами для своего исследовательского персонала, Джозефа Бэнкса . И, как это часто бывает с современными исследовательскими судами, «Индевор» проводил более одного вида исследований, включая комплексные гидрографические работы.
Другими известными ранними исследовательскими судами были HMS Beagle , RV Calypso , HMS Challenger , а также Endurance и Terra Nova .
В конце XIX века наблюдался интенсивный международный интерес к исследованию Северного и Южного полюсов. Поисковые работы по пропавшей экспедиции Франклина едва успели забыться, поскольку Россия, Великобритания , Германия и Швеция поставили новые научные задачи для Северного Ледовитого океана. В 1868 году шведское судно «София» провело измерения температуры и океанографические наблюдения в районе моря вокруг Шпицбергена . В течение этого года « Гренландия» , построенная в Норвегии, работала в том же районе под немецким командованием Карла Колдевея. В 1868–1869 годах судовладелец А. Розенталь предоставил ученым возможность подняться на борт во время своих китобойных походов, и к 1869 году было построено судно «Германия» , которое сопровождала « Ганза» и возглавляло Вторую немецкую северополярную экспедицию . « Германия» благополучно вернулась из экспедиции и использовалась позже для дальнейших исследований. « Ганза» , напротив, была раздавлена льдами и затонула. В 1874 году та же участь постигла австро-венгерское судно «Тегетхофф», а также американскую шхуну «Поларис» под командованием капитана Халла.
Корабли Королевского флота Alert и Discovery Британской арктической экспедиции 1875-76 годов были более успешными. В 1875 году они вышли из Портсмута, чтобы пересечь Северный Ледовитый океан и приблизиться как можно ближе к полюсу. Хотя они не достигли самого полюса, они привезли с собой множество ценных наблюдений. В эти годы открытие Адольфом Эриком Норденшельдом Северо-Восточного прохода и первое кругосветное плавание вокруг Евразии во время экспедиции Vega превзошли все другие экспедиции. Знаменитый Fram Фритьофа Нансена производил глубоководные зондирования и проводил гидрографические , метеорологические и магнитные исследования по всему полярному бассейну. В 1884 году газетная заметка о том, что американская Jeanette затонула у побережья Сибири три года назад, вдохновила Фритьофа Нансена. Капитан этого корабля, лейтенант Джордж Вашингтон де Лонг , предположил, что течения существуют, плавая по судам глубоко в полярных льдах.
Спустя три года после гибели « Жанетты» и де Лонга на юго-западном побережье Гренландии были найдены некоторые предметы оборудования и несколько зюйдвестровых брюк . Когда Нансен услышал об этом, у него было только одно возможное объяснение: эти части дрейфовали, окруженные льдом, через полярный бассейн и вдоль восточного побережья Гренландии, пока не оказались в Джулианехабе . Плавник, используемый инуитами, был еще более поучительным для Нансена. Он мог происходить только из районов сибирских рек, впадающих в Северный Ледовитый океан. Это навело на мысль, что существует течение, которое плывет откуда-то между полюсом и Землей Франца-Иосифа через Северный Ледовитый океан к восточному побережью Гренландии. После этого Нансен планировал заморозить корабль в лед и оставить его плавать. В отличие от других исследователей, Нансен предполагал, что хорошо построенное судно безопасно доставит его на Северный полюс. Как ученый, он хотел достичь полюса, а также разведать морскую зону.
Успех экспедиции зависел от конструкции судна, особенно от его устойчивости к давлению льда. Действительно, ни « Фрам» , ни Нансен, который в нетерпении покинул свое судно и отправился к полюсу пешком, не достигли своей цели, но теория Нансена о течениях оказалась верной.
Пока Нансен возвращался со льдов Северного Ледовитого океана, его соотечественник Руаль Амундсен отправился в Антарктику . На борту «Бельжики» Амундсен сопровождал бельгийскую антарктическую экспедицию в качестве рулевого. Для этого приключения Адриен де Жерлаш приобрел китобойное судно «Патрия» за 70 000 франков, отремонтировал двигатель, обустроил дополнительные каюты, установил лабораторию и переименовал судно в «Бельжику» . Между 1887 и 1899 годами проводились биологические и физические наблюдения к западу от Антарктического полуострова и к югу от острова Петра I. « Бельжика» стала первым судном, которое перезимовало в Антарктиде. На борту находилась международная исследовательская группа; позднее в оценке приняли участие более 80 ученых. В 1895 году Георг Ноймайер , директор Гамбургской военно-морской обсерватории, выдвинул лозунг «Вперед, на Южный полюс» на шестом международном географическом конгрессе. И последнее, но не менее важное: вдохновленный докладами норвежца Карстена Борхгревинка , который был первым человеком на новом континенте, конгресс объявил исследование Антарктиды неотложной задачей на ближайшие годы.
В то время как Борхгревинк, направляясь к Южному Кресту , направлялся в Антарктиду, немецкая , шведская и британская экспедиция готовились к Южному океану . Германия построила экспедиционное судно Gauss за 1,5 миллиона марок на верфи Howaldtswerke в Киле . По образцу Fram , Gauss , весивший 1442 тонны (1419 длинных тонн) и имевший длину 46 метров (151 фут), имел круглый корпус, чтобы выдерживать давление льда. Gauss имел три мачты и один вспомогательный двигатель мощностью 275 лошадиных сил (205 кВт). С командой из 60 человек он мог работать почти три года без посторонней помощи. С 1901 по 1903 год Эрих фон Дригальский возглавлял немецкую антарктическую экспедицию и проводил обширные исследования, в основном, в южной части Индийского океана . Шведская экспедиция под командованием Отто Норденшельда использовала старый Antarctic весом всего 353 тонны, который уже использовался Борхгревинком в 1895 году. Экспедиция, намеревавшаяся перезимовать на Антарктическом полуострове, была неудачной с самого начала. В 1902 году Antarctic затонул. К счастью, аргентинская канонерская лодка Uruguay спасла всех членов экипажа. Также Великобритания побудила Dundee Shipbuilders построить корабль для экспедиции Роберта Фолкона Скотта . Discovery весил 1620 тонн, был 52 метра (171 фут) в длину и имел вспомогательный двигатель мощностью 450 лошадиных сил. Тем не менее, во время исследований корабль вмерз в лед. Только спасательное судно Morning , отправленное Британским Адмиралтейством , смогло освободить Discovery и вместе с Terra Nova сопроводило Discovery обратно домой. Воссоединение со льдами Антарктиды было предпринято шотландской экспедицией под руководством натуралиста Уильяма Спирса Брюса . Брюс работал с китобоями Balaena и Active в Южном океане с 1892 по 1893 год. Он надеялся, что сможет приобрести испытанный в полевых условиях Balaena , но счел судно слишком дорогим, купив вместо этого норвежский китобойный корабль Hekla за 2620 фунтов стерлингов, судно, которое плавало под датским флагом вдоль побережья Гренландии в 1891 и 1892 годах. Еще за 8000 фунтов стерлингов он отремонтировал судно и снабдил его новым двигателем. Под новым названием Scotia это судно завершило свой путь в Южный океан и было очень успешным благодаря дноуглубительным работам и траловому лову на большой глубине вМоре Уэдделла и побережье.
В этот момент французское судно Français , 32-метровое (105 футов) трехмачтовое судно, прибыло к горизонту Антарктиды. На борту был французский врач и натуралист Жан-Батист Шарко . После возвращения со льдов он продал Français , но не смог забыть Антарктиду. В 1908 году он приобрел еще одно трехмачтовое судно, Pourquoi Pas , на котором успешно работал в Южном океане. Позже северные полярные воды вызвали интерес француза, и в 1928 году он принял участие в спасательной операции Амундсена.
Сэр Эрнест Шеклтон , участник «Discovery-Expedition» 1901 года, вернулся на сорокалетнем «Nimrod» обратно в Антарктику, чтобы пройти к Южному полюсу, но был вынужден сдаться всего за 180 км до своей цели. Сначала Шеклтон пытался купить китобойное судно Bjørn, построенное на верфи Risør в Линдстоле. Поскольку он не мог поднять ветер, он уступил это судно второй немецкой антарктической экспедиции Вильгельма Фильхнера . Фильхнер отремонтировал судно на верфи Blohm & Voss и переименовал его в Deutschland . На судне было достаточно места для тридцати четырех членов экипажа, а для ученых и помощников были доступны отдельные каюты. Кроме того, геолог , метеоролог, океанограф и зоолог делили лабораторию. Экспедиция, которая посетила Южный океан между 1911 и 1912 годами, внесла существенный вклад в изучение физических и химических условий в западной части южной части Атлантического океана и моря Уэдделла. Японцы впервые прибыли в Южный океан в 1911 году. Энсин Нобу Ширасе исследовал на судне Kainan Maru восточную часть шельфового ледника Росса . Годы между 1910 и 1912 годами были охарактеризованы как «великая гонка» Амундсена и Скотта. Пока Скотт путешествовал на двадцатишестилетнем судне Terra Nova , которое вывело его из льдов в 1903 году, Руаль Амундсен одолжил надежный Fram для своей экспедиции на Южный полюс. Во время драматической гонки Австралия незаметно отправила свое первое экспедиционное судно Aurora в Антарктику под командованием Дугласа Моусона . На борту был воздушный тягач , первый самолет в регионе, но он оказался бесполезным. Неудачная попытка пересечь Антарктиду, для которой Шеклтон использовал « Эндьюранс» и «Аврору » Моусона , была одной из последних антарктических экспедиций перед началом Первой мировой войны .
После войны Шеклтон одним из первых вернулся к полярным исследованиям. Для новой арктической экспедиции он купил Foca I , спроектированный в Норвегии и предназначенный для полярных районов. Возникли организационные трудности, и Шеклтону пришлось изменить свои планы и взять курс на Южный океан. Он не завершил путешествие, но погиб на Quest в начале своего путешествия. Его давний соратник Фрэнк Уайлд взял на себя руководство и продвинулся до Южных Сандвичевых островов , пока паковый лед не заставил его развернуться и отправиться домой. Позже судно возобновило свою первоначальную роль охотника на тюленей. В 1930–1931 годах Герберт Уоткинс отправил Quest для экспедиции British Air Route, обследовал восточное побережье Гренландии в поисках места для авиабазы. Победитель гонки, Руаль Амундсен, направился в Северный Ледовитый океан, свою настоящую область интересов. В последующие годы, между 1918 и 1922 годами, он безуспешно пытался повторить предприятие Нансена.
После того, как Первая мировая война прервала океанографические исследования, международная научная деятельность возобновилась в 1920 году. Изобретение эхолота в 1912 году приобрело новое значение для международных морских исследований . С этого момента стало возможным измерять расстояние до морского дна, посылая акустические сигналы вместо использования проводов и грузов. Военные корабли использовали эхолоты во время Первой мировой войны. В 1922 году американский эсминец Stewart провел первый эхо-профиль над Северной Атлантикой , а год спустя были опубликованы данные акустического каротажа между Сан-Франциско и Сан-Диего . Между 1929 и 1934 годами USS Ramapo провел около тридцати профилей северной части Тихого океана . В 1927 году немецкий крейсер Emden смог провести серию зондирований океанской впадины к востоку от Филиппин .
Немецкое судно Meteor было первым, кто использовал эхолот в научных целях в 1920-х годах в немецкой экспедиции Meteor . Впервые океан, Атлантический, был систематически нанесен на карту. Meteor пересек Южную Атлантику от линии льдов до 20° с.ш. по четырнадцати способам картографирования. С 67 000 эхолотами картографы смогли создать современную карту глубин. Затем последовали другие экспедиции по геомагнитному и океанографическому картографированию, например, американское исследовательское судно Carnegie в Тихом океане с 1928 по 1929 год, детальная разведка в Индонезии голландцем Willebrord Snellius , исследование вод вокруг Антарктиды британцами William Scoresby и Discovery II и экспедиция американской шхуны Atlantis, которая прошла из Западной Атлантики в Мексиканский залив между 1932 и 1938 годами. Скандинавские страны также продолжили свою деятельность в конце 1920-х годов. Датские ученые посвятили себя исследованиям в области морской биологии . Океанографическая экспедиция «Дана» , возглавляемая Йоханнесом Шмидтом и финансируемая Фондом Карлсберга , была самой важной датской морской экспедицией. Драгоценные виды рыб и планктона принадлежали к величайшей коллекции того времени. Покойный Джон Мюррей составил завещание, в котором говорилось, что его инвестированное наследство будет использовано для экспедиции, как только будет накоплен достаточный капитал. В 1931 году так и произошло, и Джон Челленджер Мюррей приступил к работе по реализации желания своего отца. Поскольку предполагаемые исследовательские суда « Уильям Скорсби» , «Дана» и «Джордж Блай» были неприменимы или недоступны соответственно, предложение египетского правительства принять «Мабахисс» было принято. Mabahiss покинул Александрию 3 сентября 1933 года и вернулся 25 мая 1934 года. За это время он прошел по Красному морю , Бискайскому заливу , Индийскому океану и Оманскому заливу — более 22 000 морских миль (41 000 км) , где проводились химические, физические и биологические анализы . Научным руководством руководил Сеймур Сьюэлл. Всего в этом путешествии приняли участие три британских и два египетских ученых.
В 1923 году Япония отправила Manchiu Maru в Индийский и Тихий океаны, а с 1927 года суда Shunpo Maru и Soyo Maru были в пути. С 1930 года Shintoku Maru совершал ежегодные рейсы в Тихий океан для взятия проб морской воды.
Восемь лет спустя начался новый этап морских исследований. Как и прежде, морские исследования продолжались, но с этого момента разные страны работали вместе в одной экспедиции. Немецкое судно Altair и норвежское судно Armauer Hansen выполнили общую программу измерений в рамках международной экспедиции по Гольфстриму , которая пролила свет на колебания Гольфстрима. Для этого международного эксперимента данные поставляли немецкое судно Meteor , датское судно Dana и французское судно авиабазы Carimare . В том же году нетрадиционные суда начали морские исследования.
Две летающие лодки, Boreas и Passat , оснащенные оборудованием для аэрофотосъемки, находились на борту катапультного судна Schwabenland во время Третьей немецкой антарктической экспедиции . Применение этой технологии над Антарктидой было революционным. Использовалась стереофотография . На обратном пути в Европу судно проводило океанографические, биологические и метеорологические наблюдения, и каждые пятнадцать-тридцать минут производилось эхолотирование.
Океанографические исследования во время Второй мировой войны были в основном связаны с военными вопросами. Изучение подводной акустики, которая была важна для позиционирования подводных лодок, а также изучение волн и прибоя, что было важно для десантных оперативных сил, доминировали в морских исследованиях.
Хотя крупные морские державы расширили послевоенные морские исследования, особенно Соединенные Штаты, активно вернувшиеся к работе, другие экспедиции двух меньших стран были жизненно важны. Шведская экспедиция «Альбатрос» 1947/48 годов восемнадцать раз пересекла экватор и преодолела 45 000 морских миль (83 000 км). Более 200 кернов, закрепленных на перпендикуляре, были протянуты на 1,5 км по морскому дну. Вторая датская экспедиция « Галатея » с 1950 по 1951 год под руководством Антона Брууна сосредоточилась на изучении жизни в глубоком море и успешно выловила живых животных со дна Филиппинской впадины на глубине 10 190 м (33 430 футов), доказав, что жизнь может существовать в самых глубоких частях океана. Еще одной важной находкой экспедиции стало обнаружение « живого ископаемого » — моноплакофоры Neopilina galathea , поднятой со дна Мексиканского залива . [3]
Уже в 1930-х годах американские ученые начали использовать методы сейсмических измерений на гладких водах, а во время войны физик Морис Юинг провел первые сейсмические измерения рефракции. Внедрение этого геофизического метода, а также палеомагнитные исследования (изучение магнитного поля Земли, сохраняющегося в магнитных железосодержащих минералах), привели к возрождению теории континентального дрейфа Альфреда Вегенера и последующему развитию тектоники плит .
После Второй мировой войны число миссий по всему миру возросло, о чем можно прочитать в Информационных бюллетенях кооперативных исследований Средиземноморья из Монако. За период с 1950 по 1960 год для Средиземноморья представлено 110 экспедиций.
В начале 1950-х годов началось переосмысление морских исследований, и международное тесное сотрудничество между несколькими судами было примечательным. В соответствии с предприятием NOPAC в этом начинании приняли участие канадские, американские суда ( Hugh M. Smith , Brown Bear , Ste. Teherse , Horizon , Black Douglas , Stranger , Spencer F. Baird ) и японские суда ( Oshoro Maru , Tenyo Maru , Kagoshima Maru , Satsuma , Umitaka Maru ).
В широком масштабе общие международные исследовательские программы получили свое начало в течение международного геофизического года (МГГ) 1957/58. Для изучения глубоководной циркуляции и сильных морских течений было задействовано шестьдесят исследовательских судов из сорока стран. В сотрудничестве с исследовательскими судами Crawford , Atlantis , Discovery II , Chain и аргентинским зондирующим судном Capitan Canepa было получено пятнадцать профилей с интервалом в восемь широт между 48° с.ш. и 48° ю.ш.
Кроме того, двадцать судов двенадцати стран приняли участие в проекте «Холодная стена», который был еще одной программой МГГ. Исследования были сосредоточены на Холодной стене, которая разделяет теплое, высокосоленое течение Гольфстрим и холодные, низкосоленые водные массы полярного происхождения и простирается на северо-запад от Ньюфаундлендских отмелей до Норвежского моря . Позже в программе также участвовала Германия с судами Antorn Dohrn и Gauss . Это было первое участие Германии после Второй мировой войны. Впервые Советский Союз , имевший флот из двадцати исследовательских судов и одну научно-исследовательскую водолазную станцию, принял участие в международном проекте во время МГГ. Кроме того, СССР заказал научно-исследовательские суда «Витязь» (5700 т) и «Михаил Ломоносов» (6000 т), а также ледокол « Обь» . МГГ ознаменовал начало нового этапа исследований в морских исследованиях, характеризующегося международным сотрудничеством и синоптическими исследованиями.
В рамках программы «Перелив» ученые пытались разведать перелив холодных арктических грунтовых вод через подводный хребет между Исландией и Фарерскими островами . В нем приняли участие девять исследовательских судов из пяти европейских стран. Эта программа была повторена в большем масштабе: в пути находились тринадцать исследовательских судов из семи стран. Дания назначила « Дана» и « Йенс Кристиан Свабо» , Исландия — « Бьярни Сэмундсон» , Канада — « Гудзон» , Норвегия — « Хелланд Хансен» , СССР — « Борис Давыдов» и « Профессор Зубов» , Великобритания — « Челленджер » , « Шеклтон» и « Эксплорер» , Западная Германия — « Метеор» , « Вальтер Хервиг » и « Мееркатце II» .
В период с 1959 по 1965 год сорок исследовательских судов из 23 стран исследовали Индийский океан вместе. Этот океан, имеющий исключительное положение из-за муссонов и окруженный развивающимися странами , был наименее изученным морским районом. Сторонники должны были получить возможность начать свои собственные программы морских и рыболовных исследований. В 1958 году прелюдия была сформирована американским судном Vema , другие суда присоединились между 1959 и 1960 годами: Diamantina (Австралия), Commandant Robert Giraud (Франция), Vitjaz (СССР), Argo , Requisite (США) и Umitaka Maru . Западная Германия последовала за ним со своим Meteor в 1964/64 годах.
В ходе многолетней Программы исследований глобальной атмосферы (GARP) Всемирная метеорологическая организация (ВМО) призвала к проведению глобального погодного эксперимента, в ходе которого впервые должны были наблюдаться вся атмосфера и поверхность океана. Более пятидесяти кораблей работали в экваториальных районах по всему миру и собирали океанографические и метеорологические данные измерений для «инвентаризации мировой погоды». Особенно продолжение работ и вопросов стало важнейшей задачей на последующие годы и десятилетия.
Помимо этих крупных международных программ, увеличилось число проектов, реализуемых двумя-тремя странами. С ростом политического и экономического давления, вызванного увеличением поставок сырья, все больше стран принимали участие в морских исследованиях.
В период с 1964 по 1975 год Китай построил сорок исследовательских судов, включая Practice (1965) водоизмещением 3167 тонн (3117 длинных тонн) и Xiang Yang Hong 5 (1972) (10 000 тонн или 9,840 тонн), которое было первым многоцелевым исследовательским судном Китая. После 1976 года ситуация для китайских морских исследователей улучшилась, и в 1984 году Лю Чжэнган из национального бюро океанографии сообщил на научном конгрессе, что сначала исследовательские суда создавались путем переделки рыболовных судов, грузовых судов или списанных кораблей ВМФ. Типичным судном в то время было Jinxing в 1969 году. В 1970-х годах Китай начал строить новые суда, такие как 10 000-тонное многоцелевое судно Xiang Yang Hong 10 . Для покрытия необходимых потребностей в открытии месторождений нефти, в Китае и за рубежом было построено несколько геофизических судов. Поскольку разработка продолжалась, большое значение придавалось поддержанию судов на хорошо оснащенном и техническом уровне.
Согласно заявлению Чжэнгана, исследовательский флот состоял из 165 единиц общим водоизмещением 150 000 тонн. В их число входило более пятидесяти судов водоизмещением 5000 тонн, двадцать два судна водоизмещением от 1000 до 5000 тонн, двадцать судов водоизмещением от 500 до 1000 тонн и только пятьдесят судов имели водоизмещение менее 50 тонн. В первую очередь, эти суда находились в ведении национального бюро океанографии, департамента нефти, департамента сельского хозяйства и университетов. В течение южного лета 1984/1985 годов Xiang Yang Hong 10 и J 121 были первыми китайскими исследовательскими судами, которые отправились в Антарктику для строительства исследовательской станции «Великая стена». Китай догнал морские исследовательские работы 1970-х и 1980-х годов и попытался получить голос в будущем Антарктиды.
Механически и гидродинамически автономные исследовательские платформы похожи на буксируемые гидролокационные «рыбы» и ROV . Однако в плане эксплуатации известные автономные транспортные средства изначально были ограничены реками, озерами и заливами из-за проблем навигации и предотвращения столкновений. [4] [5] Таким образом, прогресс в области надводных судов отставал как от беспилотных летательных аппаратов , так и от подводных лодок из-за их более простых условий эксплуатации. Тем не менее, достижения в области навигации, машинного зрения и других датчиков, а также обработки данных распространили ASV от самых современных моделей до уровня студентов. [6]
