Istoria fascinantă a primului submarin nuclear din lume, Nautilus, şi a traversării Polului Nord de către acesta, sub calota glaciară

Submarinele sunt un tip de nave care au fascinat omenirea de aproape 250 de ani încoace, primele încercări de a crea nave care ar putea fi temporar scufundate datând de prin 1775. Acele prime încercări au fost urmate de altele mai ambiţioase, iar uneori scriitorii îşi oamenii vizionari şi imaginau viitoare capacităţi ale submarinelor, care încă nu erau posibile tehnic în perioada lor, precum Jules Verne în operele sale. Astăzi submarinele moderne pot sta luni întregi sub ape, dacă e nevoie, călătorind zeci de mii de kilometri şi susţinând viaţa celor de la bord. Acest lucru e posibil datorită propulsiei nucleare. Iar această normalitate aproape universală de azi a avut un început fascinant, cu o inginerie ambiţioasă şi cu o primă realizare care a făcut lumea să înţeleagă că o nouă epocă a început. Astăzi vorbim de primul submarin nuclear din lume, USS Nautilus şi traversarea de către acesta a Polului Nord, sub calota glaciară.

Înainte de epoca propulsiei nucleare, submarinele diesel-electrice, care au dominat în prima jumătate a secolului XX, trebuiau să iasă foarte des la suprafaţă pentru a lua aer proaspăt, necesar mai ales pentru combustia motoarelor diesel de la bord. Acestea aveau deja motoare electrice pentru elice, iar energia pentru ele venea din motoare diesel cu rol de generatoare electrice, conectate la un circuit în care existau şi baterii, pentru a asigura energia imediată la nevoie. Ieşirea la suprafaţă, însă, făcea submarinele vulnerabile, anume atunci ele fiind mai des detectate de radare şi bombardate. Uneori se foloseau tuburi lungi, doar ele fiind scoase la suprafaţă pentru captarea de aer proaspăt, evitând astfel ieşirea întregului submarin din apă.

Foto: Un submarin diesel-electric, cu un tub lung de captare a aerului

Odată ce tehnologia fisiunii nucleare a fost înţeleasă şi asimilată, iar forţa ei uriaşă conştientizată, după cel de-al doilea război mondial s-au început discuţii despre folosirea acesteia ca sursă de energie în multe alte scopuri, militare şi civile. În 1947 cei din SUA au înţeles că una din cele mai palpabile probleme pe care energia nucleară ar putea-o rezolva ar fi cea a submarinelor, care nu ar mai avea nevoie de oxigen pentru combustie, nu ar mai emite gaze de eşapament şi ar putea sta mult mai mult sub apă, poziţia lor fiind mai greu de urmărit. Aşa că în decembrie 1947, compania Westinghouse Electric şi laboratorul de energie nucleară pe care-l gestiona, Belttis, a primit contractul pentru a dezvolta un reactor nuclear pentru submarine. Încă nu exista un model de submarin pe care acesta urma a fi pus, dar era clar că e nevoie de un asemenea reactor. În următorii ani a fost elaborat un prim concept tehnic, perfecţionat ulterior cu o versiune nouă, definitivată.

Între timp, în 1950 a demarat şi conceperea unui viitor submarin nuclear, proiectul având numele de cod SCB 64. Către anul 1951 conceptul începuse a fi definitivat ca idee de bază şi era nevoie deja de aprobarea lui pentru a trece la etapa de proiectări detailate şi construcţie. În 1951 congresul SUA a autorizat construcţia unui viitor submarin cu propulsie nucleară şi l-a delegat pe căpitanul Hayman Rickover, numit mai târziu „părintele flotei nucleare a SUA” şi ridicat la grad de amiral, drept coordonator al proiectului şi construcţiei viitorul submarin.

Foto: Proiectul iniţial al submarinului spre aprobare

În decembrie 1951 se anunţase că numărul de pe carenă va fi SSN-571, iar numele submarinului va fi Nautilus, inspirat din submarinul ficţional din romanul „Douăzeci de mii de leghe sub mări” al lui Jules Verne, condus de căpitanul Nemo.

Foto: Imagine din timpul sudării chilei submarinului Nautilus

Chila submarinului a fost sudată la divizia General Dynamics a companiei Electric Boat în Groton, Connecticut, aceeaşi companie care a livrat marinei americane primul submarin în anul 1900. Chila fusese deja gata în iunie 1952, fiind vizitată şi recepţionată de preşedintele Truman la 14 iunie 1952.

Următoarele 24 luni, însă, au fost atribuite lucrărilor de echipare a submarinului cu motoare, reactor şi toate elementele funcţionale de la bord. Lucrările au fost finalizate în 1954, inaugurarea oficială de către preşedintele Eisenhower având lor la 30 septembrie 1954. Acesta prevedea pe atunci că noul submarin va atrage o întreagă revoluţie tehnologică în lumea submarinelor prin sistemul său de propulsie şi capacităţile tehnologice. Şi nu exagera, pentru că ingineria sa aducea un salt enorm în ceea ce putea face un submarin.

Nautilus avea 97,5 metri lungime şi un deplasament de 4.092 tone, fiind prevăzut să dispună de un echipa de 104 oameni la bord. Sistemul său de propulsie era format în primul rând de un reactor nuclear STR, numit mai apoi S2W. Era un reactor cu fisiune nucleară, care funcţiona după exact acelaşi principiu, după care au funcţionat mai târziu şi centralele nucleare. Energia eliberată la fisiune transforma apa în abur, iar aburul împingea turbinele generatoare de electricitate. Aburul trecerea prin condensator pentru a fi transformat în lichid şi prin schimbătoare de căldură, iar circuitul aburului era unul închis.

Foto: Construcţia schematică a submarinului USS Nautilus

Electricitatea produsă era livrată în sistemul electric al navei, care conţinea şi baterii, pentru atenuarea şocurilor şi evitarea latenţelor. Nava avea şi un generator diesel de rezervă, rolul lui fiind mai mult de asigura răcirea reactorului în cazuri extreme, ca şi la centralele nucleare. Electricitatea era livrată către două electromotoare uriaşe, conectate cu elicele de propulsie ale submarinului. Puterea totală a sistemului de propulsie era de 10.000 kW, echivalentul a 13.587 CP! Cu această forţă, submarinul uriaş putea atinge o viteză de 23 noduri sub apă, sau 43 km/h.

Foto: Construcţia schematică a submarinului USS Nautilus

După inaugurarea în 1954, Nautilus a mai trecut printr-o perioadă de teste şi mici lucrări, înainte de a fi înmânat marinei SUA în ianuarie 1955. Prima ieşire în mare, prin folosirea propulsiei proprii, a avut loc în aceeaşi lună. La 10 mai 1955, Nautilus a realizat o primă cursă lungă de test, scufundându-se lângă New London şi ieşind la suprafaţă lângă San Juan, Puerto Rico, după 2.200 km parcurşi în mai puţin de 90 de ore. A fost atins recordul pentru cel mai lung timp petrecut sub apă de un submarin, şi totodată cea mai lungă distanţă parcursă fără a ieşi la suprafaţă. Iar pe lângă asta a fost marcată şi cea mai rapidă viteză susţinută a unui submarin, pe o durată de mai mult de oră.

Din 1955 până în 1957, submarinul a tot continuat să testeze efectele şi parametrii unor scufundări şi călătorii de lungă durată. Se constatase că toate sistemele de apărare de submarine, dezvoltate în al doilea război mondial, deveniseră inutile în faţa lui Nautilus, radarele nefiind capabile să-l localizeze datorită faptului că putea sta atât de mult sub apă, iar avioanele nu mai aveau şanse să-l prindă la suprafaţă. În 1957, Nautilus marcase deja 60.000 mile nautice parcurse, echivalentul a 110.000 km, echivalând durata de viaţă prevăzută de Jules Verne pentru submarinul său ficţional. Şi cu acest parcurs, Nautilus avea să fie perfect viabil pentru misiunea sa cea mai grandioasă, traversarea Polului Nord sub calota glaciară.

Ideea de a traversa oceanul sub calota glaciară pe la Polul Nord a venit ca răspuns la ameninţarea pe care o aducea proaspăt lansata rachetă balistică intercontinentală Sputnik a URSS-ului. SUA anunţase că dezvoltă un sistem propriu de rachete balistice lansate de pe submarine, iar pentru a câştiga autoritate şi redutabilitate, s-a dorit traversarea zonei arctice sub gheaţă, ca o aluzie la ce ar putea face submarinele apărute brusc de sub gheaţa polară la necesitate. Operaţiunea a fost numită „Sunshine”, sau „raza de soare”, dacă ar fi să traducem.

Submarinul Nautilus, la pornirea în operaţiunea Sunshine

La 9 iunie 1958, sub ghidajul comandantului William R. Anderson a şi pornit operaţiunea, Nautilus trecând iniţial negrăbit, cu popasuri, prin porturile vestice ale SUA.

Foto: Submarinul Nautilus, lângă San Francisco, în cadrul operaţiunii Sunshine

La 19 iunie a intrat în marea nordică Churki, dar la adâncimea de sub calote a întâmpinat bucăţi mari de gheaţă în derivă, ceea ce-i barau trecerea. Submarinul s-a îndreptat spre Pearl Harbor pentru a aştepta condiţii mai bune. La 23 iulie a pornit din nou spre nord, iar la 1 august a făcut şi scufundarea finală înainte de a intra sub calota glaciară de la Polul Nord.

Foto: Submarinul Nautilus, în Pearl Harbor

Navigarea spre pol s-a dovedit extrem de dificilă. Submarinul folosea un sistem de navigaţie inerţială N6A-1, pe lângă asta avea busole simple magnetice, giroscoape, dar şi câteva modele noi de busole combinate cu giroscoape. După latitudinea de 85 grade busolele magnetice au devenit inexacte, la fel ca şi giroscoapele, modelele mai noi combinate salvând situaţia. În planul de rezervă era inclusiv tragerea cu torpile pentru a sparge gheaţa şi a ieşi la suprafaţă la nevoie.

Traversarea sub strâmtoarea Bering a fost cea mai dificilă, întrucât gheaţa era atât de adâncă, încât rămânea foarte puţin spaţiu între gheaţă şi fundul oceanului. Submarinul a trebuit să facă o deviere printr-un canal mai aproape de Alaska, unde se risca mai mult cu detectarea. Totuşi, la 3 august 1958, Nautilus a atins Polul Nord geografic sub calota glaciară! Abi după încă 96 ore şi 2.940 km de navigare, Nautilus a ieşit la suprafaţă, la 7 august 1958, în apropiere de Groenlanda, raportând succesul misiunii sale.

Foto: Traseul marcat de submarinul USS Nautilus în operaţiunea Sunshine din 1958

Reuşita acestei misiuni a fost şi un enorm imbold moral, care eclipsase lansarea rachetelor Sputnik, mai ales că sovieticii nu aveau niciun submarin nuclear propriu încă. Prin această misiune s-a demonstrat şi potenţialul uriaş al energiei nucleare, or, 450 grame de uraniu folosit de Nautilus echivalau cu o cantitate de 1.180 tone de cărbune, care ar fi trebuit ars pentru a obţine aceeaşi energie!

Succesul acestui submarin şi observaţiile făcute pe el au determinat ingineria întregii flote de submarine şi nave nucleare ale SUA, majoritatea dintre ele având un sistem de propulsie şi un reactor de construcţie similară. Totodată s-a dat un imbold major şi construcţiei primelor centrale nucleare civile, or, construcţia primei a început în 1954. Nautilus a continua să servească marinei SUA încă mulţi ani înainte, până în 1980, participând şi la exerciţii de instruire, dar şi în operaţiuni militare cât se poate de adevărate, precum criza din Caraibe de lângă Cuba din 1962.

În 1966 submarinul atinsese 300.000 mile parcurse, sau 560.000 km, continuând să funcţioneze ireproşabil până spre anul 1980, când a fost pensionat şi dus în Connecticut la muzeul de tehnologie subacvatică, unde stă până în prezent şi poate fi vizitat de public.

Foto: Locul amplasării actuale a submarinului, la muzeul forţelor navale din SUA, de pe râul Thames din Connecticut, SUA