Tento článek je z časopisu Hakai, online publikace o vědě a společnosti v pobřežních ekosystémech. Přečtěte si více podobných příběhů na hakaimagazine.com.
Kolem 18:30 18. února 1864 se osm mužů napěchovalo do konfederační ponorky HL Hunley, kovové trubky s vlastním pohonem připojené k bombě, a tiše vklouzlo do mrazivé černé vody u pobřeží Charlestonu v Jižní Karolíně. Posádka rukou zatáhla ponorku o více než šest kilometrů směrem k jejímu cíli - blokátori unie USS Housatonic - a za poplatek se vynořila jako leviatan. Do 21:00 skončilo: Hunley strčil své torpédo na spar namontované do trupu Housatonic a během několika vteřin se v lodi ukrylo 60 kilogramů černého prášku.
Hned po krátké chvíli slávy se Hunley, který se právě stal první úspěšnou bojovou ponorkou na světě, záhadně potopil.
Jeho zánik zmařil desítky vědců a fanoušků občanské války více než století. Nyní jeden vědec z Mavericku odvážně tvrdí, že případ rozbil. Po třech letech spánku, Rachel Lance, biomedicínský inženýr amerického námořnictva, který je držitelem titulu PhD z Pratt School of Engineering v Duke University v Severní Karolíně, dospěl k závěru, že výbuch z vlastního torpéda subpodniku poslal výbuchové vlny jeho železným trupem a způsobil okamžitou smrt osm mužů uvnitř.
Pokud má pravdu, může být tajemství Hunleye konečně uklidněno . Ale jak objevila, je téměř stejně překvapující jako samotný objev: Udělala to bez přístupu k fyzickému sub, který byl vykopán v roce 2000; bez předchozí zkušenosti s archeologií nebo forenzní činností; a bez pomoci projektu Hunley, tým vědců a vědců na Clemson University v Jižní Karolíně, který byl v tomto případě na plný úvazek posledních 17 let.
Mohl by být Lanceův popis posledních okamžiků Hunleyho a jeho posádky bez spolupráce nebo klíčových údajů správný?
**********
V teplou září v sobotu stojím před studentským centrem v Duke, nízkopodlažní moderní budově s akcentem s podpisem univerzity v novogotickém kameni, když se Lance houpe kolem zatáčky v modré Pontiac Grand Prix přímo z Motor City kde vyrostla. Když otvírám dveře spolujezdce, abych se představil, zasáhla mě zeď bicí tréninkové hudby. Lance právě přišla z tělocvičny a její hnědé vlasy dlouhé po rameni byly hodeny do elastického. Modré, kamenné tričko, které čte Detroit, jede po jejích bledých, podrážděných pažích.
Když se vydáváme z kampusu, hudba neustále čerpá.
"Kam směřujeme?" Křičím.
"Vezmu tě k rybníku kampusu, abych zjistila, kde jsme provedli některé z našich experimentů, " hromí zpět. "Je tam ticho, takže můžeme mluvit."
Olejomalba Conrada Wise Chapmana, circa 1898, líčí vynálezce nešťastného HL Hunleye, spolu s strážcem. (Wikimedia Commons) Lance modelovala podvodní výbuch na počítači v Duke's Injury Biomechanics Lab, kde studovala výbuchová zranění, když její poradce nechal epifanii, která uvedla Hunleyho posedlost do pohybu. Co kdyby, biomechanický inženýr Dale Bass navrhl, mohl modelovací software prakticky rekonstruovat útok na Housatonic a odhalit vhled do osudu Hunleyho ? Lance, historický fanoušek, byl zaháknut: následovalo historické tajemství s dráždivým vedením. Nakonec opustila software pro více praktický experimentální přístup, ale Bassův nápad byl katalyzátor, který potřebovala.
Začala číst teorie o tom, proč Hunley sestoupil. Jeden převažující nápad byl, že posádce došel kyslík a dusil se. Byl to přesně ten typ teorie, s níž se měla vypořádat: od roku 2009 je inženýrkou státní služby u amerického námořnictva a má zkušenosti s dynamikou dýchacího systému a konkrétněji rebreathery - potápěčské systémy s uzavřeným okruhem používají k recyklaci dýchání plyn pod vodou.
Když její vyšetřování začalo, Lance si všimla, že během mise bylo publikováno jen velmi málo, pokud vůbec nějaké, výzkumu spotřeby kyslíku posádky. S námořnictvem zkoumala jev, kolik lidí používali kyslík při ovládání ergometrů na pedálech vyžadujících stejný typ pohybu jako Hunleyho ruční klikový pohonný systém. Takže vykopala data a použila je k výpočtu množství kyslíku, které by posádka použila, zatímco se otáčel směrem k Housatonic .
Nebylo však jasné, s jakým množstvím kyslíku se má začít. Po vytažení ponorky vypočítali konzervátoři projektu Hunley, kolik vzduchu bylo pravděpodobně k dispozici. Jejich údaje naznačují, že posádka měla dostatek vzduchu jen o něco více než dvě hodiny. Lance však neměl přístup ke skutečným datům. Setkala se se členy projektu, aby diskutovala o spolupráci, ale oni by s ní nesdělili své výpočty (a později by požádali Lance, aby podepsala dohodu o mlčenlivosti, kterou odmítla). Bude muset jít svou vlastní cestou.
**********
Celé dny se potulovala s problémem. Pak si vzpomněla, jak procházela zpravodajem vydaným Friends of the Hunley, neziskovou organizací v Charlestonu, která se stará o dosah, fundraising a vývoj projektu Hunley a vede zájezdy v Clemson's Warren Lasch Conservation Centre, kde se Hunley obnovuje. Byla plná fotografií z interiéru a exteriéru ponorky, z nichž většina měla pod sebou záznamy měření. To jí dalo nápad.
Rachel Lance a její asistenti testují měřidla CSS Tiny pomocí rázových trubic na rekultivačním rybníce Duke University v Severní Karolíně. (S laskavým svolením Rachel Lance / Duke University) Příští měsíc se Lance posadila přes stůl a vytiskla fotografie ponorky a změřila každý vymezený bod pravítkem. Po týdnech pečlivé práce měla konečně všechna potřebná měření, aby mohla vypočítat spotřebu kyslíku versus dodávku. Výsledky vyskočily ze stránky. Suffocation nebylo věrohodné vysvětlení, proč Hunley klesl.
"Dokonce i při konzervativních výpočtech by posádka zažila znatelnou hyperventilaci, lapal po dechu, dusil se, projevy paniky a pravděpodobnou fyzickou bolest způsobenou vysokými hladinami CO2 v krvi, " říká. "Ze záznamů také víme, že seděli na svých stanovištích pokojně bez známek boje." Z mého pohledu to tedy vyhodilo teorii zadušení z okna. “Zjištění byla zveřejněna v březnovém čísle časopisu Forensic Science International.
Richard Moon, lékařský ředitel Dukeova centra pro hyperbarickou medicínu a fyziologii prostředí, souhlasí. Pomohl Lance provést výpočty a řekl: „Máte spoustu ponorek, kteří mírně tvrdě pracovali v uzavřeném prostoru. Neexistuje způsob, jak by pracovali na klice v 10% kyslíkovém prostředí s vysokými hladinami CO2 a řekli: „No, věci jsou v pořádku; budeme pokračovat dál. ““
Lidé v Clemsonu nebyli přesvědčeni. Kellen Correia, prezident a výkonný ředitel Friends of Hunley, v e-mailu uvedl: „Je předčasné vyvodit jakékoli konečné závěry o příčinách ztráty ponorky nebo smrti posádky, zejména pokud se podíváme pouze na jeden aspekt situace. “Lanceova zjištění však neodkázala na žádné konkrétní problémy.
**********
Odhalovat teorii udusení nabídlo Lanceovi krátkodobé uspokojení, ale do této chvíle byla hluboko. Začala přemýšlet o Hunleyovi nepřetržitě, posadila se nad ním až do bodu, kdy se při večeři se svým snoubencem zírala a zírala na talíř jídla. "Něco viscerálně děsilo fakt, že tu noc zemřelo osm lidí, a my jsme netušili, jak a proč, " říká.
Mezitím se konzervátoři projektu Hunley v konzervačním středisku Warren Lasch sekali - a stále sekáčou - svou cestu skrz tvrdohlavou, betonovou vrstvu písku a bahna, která se kolem Hunleyho tvořila, když seděla na mořském dně pro více než 100 let.
"De-concretion má příležitost dát nám více informací, " říká archeolog Clemson Michael Scafuri, "ale neobjevili jsme žádný definitivní důkaz, který by úplně vysvětlil ztrátu Hunleyho ." Nic samo o sobě nevysvětluje, co se stalo. “
Ani na straně lidských zbytků neexistovaly žádné důkazy. Linda Abrams, forenzní genealogistka, která pracuje a vypíná projekt Hunley od roku 2006, říká, že všechny kostry členů posádky byly v dobrej kondici, když byly vykopány z Hunleyho interiéru. Subjekt byl při záchraně zcela naplněn sedimentem, takže vrstva na vrstvě bláta musela být před odkrytím kostí opatrně odstraněna. "V žádném z těchto chlapců nebyly žádné rány po kulkách, " říká. A žádné známky zoufalství.
Zatímco vědci nepřišli s kuřáckou puškou, na vnější straně ponorky je malá oblast poškození, která je potopila. V přední konningové věži je kus měkkého železa, který chybí tam, kde byla vyhlídka.
1900 vydání časopisu Popular Science Monthly obsahovalo toto zobrazení stísněných čtvrtí v HL Hunley, které jsme oživili. Zatímco je zde zobrazeno devět mužů, má se za to, že Hunley měl v noci, kdy se potopil v roce 1864, osmičlenná posádka. Během svého výzkumu se Lance dozvěděla o poškození kontingenční věže a takzvané teorii štěstí, že věž při útoku propíchla toulavá střela vypálená housatonskými námořníky, což způsobilo, že se ponorka naplnila vodou a klesla.
Z pohledu Scafuri je to možnost. "Střelba z Housatonic v tom mohla hrát roli, " říká, "ale v tuto chvíli to nemůžeme potvrdit."
Lance testoval tuto teorii střílením střelných zbraní z občanské války na litinové vzorky - poškození ponorky bylo v rozporu s poškozením střelecké zbraně. Navíc, říká, že díra po kulce by umožnila, aby se voda rychle vrhla do ponorky a způsobila by, že by klesla mnohem blíže k místu útoku, než kde byla nalezena.
Na základě jejích výsledků překročila Lance teorii šťastného výstřelu ze svého seznamu a zdokumentovala zjištění ve druhém příspěvku ve Forensic Science International.
Přátelé Hunley se odmítli vyjádřit ke konkrétním zjištěním, ale Correia napsal: „Paní Lanceová opět nemá žádné primární znalosti ani údaje o projektu Hunley.“
Lance stiskl. Pokud se posádka nedusila a díra po kulce nepotopila ponorku, co se stalo?
**********
Když Hunley sundal tyčící se Housatonic, bylo to méně než pět metrů od výbuchu. A stále byl připevněn k torpédu; Hunleyova posádka, inspirovaná parníky poháněnými torpédovými loděmi známými jako Davids během občanské války, přišroubovala torpédo subwooferu na konec jeho nosníku. To znamenalo stejný výbuch, který otřásl Housatonicem, stejně tak mohl znamenat světla pro posádku Hunley .
Lance strávil lepší část dvou let zkoumáním teorií udusání a štěstí, které byly dvakrát publikovány, a záhadu stále nevyřešil. Pro ni byla tato explozivní teorie další zjevnou cestou k prozkoumání a ta, která dobře zapadala do její biomechaniky zranění, se zaměřila na Duke. Pokud by se výbuchová vlna z exploze rozšířila do vnitřku ponorky, usoudila, mohla by posádku okamžitě zabít nebo je alespoň dostatečně zranit, aby nemohli loď bezpečně pilotovat. "Když výbuchové vlny zasáhly vzdušný prostor, zpomalily se, jako když auto narazilo na zeď, " vysvětluje. „S výjimkou tohoto případu je zeď povrchem plic.“ Plíce námořníků se mohly roztrhnout a naplnit krví.
Pro vyzkoušení teorie potřeboval Lance fyzický model ponorky. Zadejte CSS Tiny, model v měřítku šestý rozměr Hunleyho na turné. Vyrobeno z plechu, to byl Hunley mini-me přímo dolů do balastových nádrží naplněných vodou a ocelovým nosníkem namontovaným na přídi.
Inženýrství miniaturní ponorky nebylo úsekem pro Lance, která vyrostla ve starém autě se svým otcem, nyní odešel z GM autoworker. Jako dítě byla dost malá na to, aby sklouzla pod Mustang z roku 1966, aby vyměnila olej, aniž by zvedla auto. „Růst kolem automobilové kultury usnadňuje zamilování do strojů a strojírenství, “ říká.
Na farmě ve venkovské Severní Karolíně připravila Rachel Lanceová a její pomocnice Luke Stalcup CSS Tiny na výbuch, aby otestovala její teorii vysokých vln. (Foto: Denise Lance) Několik minut po odlupování z areálu v Lance's Pontiac jsme se dostali do zaprášeného lomu v rekultivačním rybníce Duke University. Bláznivá basová linie se náhle vysekne a zvukový doprovod se nahradí rohatkovitým sborem cvrčků. Na okraji rybníka ukázal na vodu, hustou řasami. Drobeček provedl testovací jízdu. Lance a několik členů z její laboratoře použilo simulační zařízení výbuchu známá jako rázové trubice, aby otestovaly tlakoměry a další vybavení Drobeček před fází živého výbušnin v experimentu. Když stála ve vodě, zvedala a spouští rázové trubice, u nohou se jí chichotala ryba. Bylo to, jako by byla opakovaně bodnuta malými noži - ale nakonec byli Lance a Tiny připraveni na velkou událost.
**********
Rybník kampusu byl mimo limity skutečných výbušnin, takže o dva týdny později se Lance a její výzkumný tým vydali na hektarový rybník na venkovské farmě v Severní Karolíně, aby provedli testy munice. Zaparkovali Drobeček uprostřed jezírka a s výbušninou, která stála ve střehu, byla scéna připravena. Lance začala odpočítávat: „Pět! Čtyři! Tři! … “Vrchol měsíců tvrdé práce se vrhl na několik příštích vteřin a její nervy byly roztřepené, když zběsile klikala mezi obrazovkami s údaji na svém notebooku.
Z bezpečné vzdálenosti byli na show připraveni farmář Bert Pitt a jeho vnoučata. Lance ho sladce promluvil, aby se dobrovolně zapojil do projektu pro svůj rybník. "Když Rachel vyšla na farmu, " řekla Pitt v tlustém jižním závěsu, "pokusila se mě naskladnit červeným sametovým dortem a vysvětlila, že to bude jen exploze v šestém měřítku."
"Dva! Jeden! “ Pfffsssssttt ! Na drobném sparu vybuchl černý prášek a vybuchl malý gejzír vody z rybníka. Tlakoměry byly zavěšeny uvnitř a vně plavidla, aby změřily vlny pod vodou. Pod povrchem exploze vnesla do Drobného trupu nárazovou vlnu takovou silou, že způsobila ohýbání kovu. Tento pohyb zase generoval druhou nárazovou vlnu, která se přenášela přímo trupem do kabiny.
"Sekundární výbuchová vlna by z toho snadno způsobila trauma plicního výbuchu, které okamžitě zabilo celou posádku, " říká Lance. "To je to, co potopilo Hunleyho ."
Měsíc podporuje závěr. Říká, že většina lidí by předpokládala, že stěny kabiny by posádku chránily před výbuchem - ale jen málo lidí ví mnoho o podvodních výbuchech. "Spekulace až do této chvíle byly v pořádku, " říká, "ale když to držíte v tvrdé vědě, myslím, že teorie vysokých vln je nejpravděpodobnějším vysvětlením."
Rachel Lanceová stojí u svého modelu HL Hunley - CSS Tiny - v rekultivačním rybníce Duke University. (Foto Eric Wei) Zatímco Lance věří, že tajemství Hunleyho může být konečně uklidněno, vědci projektu Hunley nejsou připraveni skočit k závěrům. V minulosti uznali teorii výbuchu za možnost v minulosti, ale začali ji zpochybňovat před Lanceovým experimentem založeným na výsledcích počítačové modelovací studie provedené americkým námořnictvem v roce 2013. Studie naznačuje, že výbuchová vlna by nepoškozila posádky, ale další studie nadále dohadují závěry předchozích studií.
"Problém je, že je to komplikovaný scénář, " říká Scafuri. "Je to něco jako snažit se rekonstruovat příčiny dopravní nehody s omezenými informacemi." Dokázali byste najít důkaz o nehodě, která se stala, protože včela proletěla oknem a rozptýlila řidiče, který náhodou poslal textovou zprávu, na úhlednou silnici? “
**********
"Ach, mám pro tebe něco, " říká Lance na vévodově rekultivačním rybníku. Natáhla se do batohu a podala mi kopii Hunleyho ve tvaru 3D, která byla vytištěna ve 3D, jako suvenýr různých druhů. Nabízí mikro, ale podrobný pohled do vnitřku ponorky, což mě nutí uvědomit si, jak muselo být u prostoru pro posádku - které bylo v plném měřítku jen jeden metr široký a 1, 2 metru - nutné pro osm dospělých mužů. Byla to past na smrt. Skutečnost, že se stejně napíchli do zkumavky, byla oběť, kterou Lance zřejmě má neochvějný respekt. Je to součást toho, co ji přimělo tlačit na cílovou čáru, navzdory tomu, že se proti ní nashromáždily šance.
**********
Jak by to však mohlo být, že by Lance dokázala odhalit staleté tajemství v tak relativně krátkém časovém období, zejména s ohledem na čtrnáctiletý náskok projektu Hunley? Bylo to pro začátečníky štěstí, nebo její schopnost přistupovat k problému z jiné vědecké výhody? Možná to prostě přišlo ke staromódnímu odhodlání. "Když děláte takový výzkum, musíte se hodně vypořádat, zvláště když děláte věci na vlastní pěst, což může být obtížné a osamělé, " říká. "Musíte mít hodně vytrvalosti, protože to je místo, kde je dobrá věc - za tímto limitem, kde nikdo nebyl schopen prosadit problém předtím."
Nakonec to možná mělo co do činění s faktem, že projekt Hunley má v úmyslu provádět pečlivě pomalý proces konzervování ponorky a vysvětlit její zmizení. Přestože z pohledu výnosů může být tajemství samo o sobě pro projekt Hunley a Friends of Hunley skutečným pozitivem, vzhledem k prodeji trička, brokových brýlí a laboratorních prohlídek to pomáhá vytvářet.
Bez ohledu na to, jakmile budou zveřejněny Lanceovy poznatky z jejího experimentu s vysokými vlnami (výzkumná zpráva bude vydána okamžitě), tým projektu Hunley bude sledovat.
Tentokrát to bude jejich teorie vyvrátit.
Související příběhy z časopisu Hakai:
- Život na vraku HMCS Annapolis
- Sub Marine: Věci, které potopíme
- Stefan Drzewiecki, podmořský car
