Снежные заносы — один из основных природных факторов, которые приходится в первую очередь принимать во внимание при строительстве и эксплуатации научных поселков в Антарктиде. Следует, однако, заметить, что интенсивные заносы снегом происходят далеко не на всем ледяном континенте. Так, в районе Антарктического полуострова, где расположено более трети всех научных станций, в летнее время снежные сугробы успевают растаять и станционные постройки, как правило, полностью освобождаются от заносов. В Центральной Антарктиде, особенно в районе полюсов холода и относительной недоступности, снежные заносы не очень интенсивны, так как в этих местах снега выпадает очень мало, скорости ветра невелики и метели бывают редко.

Советская станция Восток, например, построенная в декабре 1957 года, до сих пор находится в «надснежном» положении. Заносы на этой станции сравнительно небольшие, и их удается легко ликвидировать: с помощью бульдозера полярники отгребают снег от станционных сооружений и тщательно его разравнивают. Поскольку снег здесь не тает и почти не испаряется, то в окрестностях станции поверхность снежной пустыни постепенно поднимается, а станционные постройки оказываются на дне все время углубляющегося понижения. С течением времени расчищать станционные сооружения от снега будет все труднее и труднее и в конце концов впадина, на дне которой находится станция, станет такой глубокой, что дальнейшая борьба со снегом будет требовать слишком больших усилий, да и сохранение станции в таких условиях, по-видимому, станет нецелесообразным. Но такое положение наступит нескоро. Естественное накопление снега в этом районе составляет всего лишь 6—7 сантиметров в год, к тому же в нижних слоях он уплотняется и поэтому за полтора десятка лет, которые существует станция, в ее окрестностях уровень снега поднялся всего лишь на 70—80 сантиметров.

Ближе к периферии материка снежные заносы становятся более интенсивными. Особенно велики они на ледниковом склоне, где постоянно дуют сильные ветры и очень часты метели. Так, за три года своего существования станция Пионерская была засыпана слоем снега толщиной 6—8 метров. В то же время на побережье у подножья ледникового склона можно найти места, где в результате проявления так называемой гляциологической инверсии накопление снега незначительно, а то и совсем отсутствует. Здесь встречаются довольно большие участки обнаженного льда и выходы коренных скальных пород, образующие прибрежные оазисы. Выпадающий на этих участках снег выносится отсюда сильными ветрами, испаряется и частично тает в летнее время. Далее в сторону моря, на шельфовых ледниках, интенсивность заносов снова возрастает.

Из иностранных станций сильным заносам подвергаются действующие в настоящее время аргентинская станция Хенераль-Бельграно (шельфовый ледник Фильхнера), южно-африканская САНАЭ (побережье Земли Королевы Мод), английская Халли-Бей (Земля Котса), американская Амундсен-Скотт (Южный полюс). Глубоко под снегом находятся сооружения ныне уже не действующих станций: Бэрд на Земле Мэри Бэрд, Литл-Аме-рика на шельфовом' леднике Росса, Модхейм и Норвегия на побережье западной части и Король Бодуэн — на берегу восточной части Земли Королевы Мод, Шарко на Земле Адели и ряда других.

Конструкции станционных сооружений, которые бы полностью обеспечили нормальную, достаточно комфортабельную жизнь и благоприятные условия для работы в течение длительного времени при частых и сильных ураганах и интенсивных заносах, еще не разработаны. Однако опыт строительства и эксплуатации жилья, служебных помещений, а также различного рода других вспомогательных сооружений накоплен уже большой и намечаются определенные пути решения этой проблемы. Одним из способов решения задачи, заданной человеку природой Антарктиды, является строительство станционных сооружений на сваях. В Советской антарктической экспедиции такие сооружения впервые появились в Мирном. Это были склады открытого хранения экспедиционного имущества, представлявшие собой деревянные платформы, установленные на вкопанных в снег столбах. Ветер, свободно продувающий пространство под платформами, препятствует отложению снега непосредственно вблизи склада, и поэтому он долгое время остается незанесенным. В дальнейшем стали строить на столбах и жилые сооружения. Впервые такие дома появились на станции Молодежная. Эти здания были построены на металлических трубах, установленных вертикально в каменистом грунте оазиса. Высота такого свайного фундамента составляет 2—2,5 метра, так что человек может свободно, не сгибаясь, проходить прямо под домом. Для строительства домов на столбах совершенно не обязательно выравнивать строительную площадку — достаточно расположить на одном уровне вершины свай, а это значительно облегчает строительные работы.

Первый такой дом был построен на станции Молодежная в 1964 году. В 1972 году здесь уже выросло 20 таких сооружений — настоящий поселок «на курьих ножках».

В 1968 году по такому же принципу была построена австралийская станция Кейси на Земле Уилкса. Эта станция представляет собой одно длинное здание, вытянувшееся поперек направления преобладающих ветров. Местность, в которой находится станция, имеет неровный рельеф, и станционное здание, приподнятое над грунтом, повторяет ее изгибы, так что издалека оно напоминает ползущую по неровностям земли огромную гусеницу. Такое сходство дополняется еще и тем, что длинное, изогнутое в вертикальной плоскости здание, стоящее на многочисленных «ножках» — сваях, заключено в обтекаемый кожух, который, по замыслу конструкторов, должен обеспечить необходимую аэродинамику этого необычного сооружения.

Опыт эксплуатации домов на «курьих ножках» показал, что заносятся они значительно меньше, чем обычные сооружения, стоящие непосредственно иа грунте. Однако, беспрепятственно проходя под домами, снег откладывается и накапливается в виде шлейфа на значительном удалении от здания. Таким образом, при строительстве поселков из таких домов решающее значение имеет их планировка. Иначе говоря, дома нужно размещать на территории поселка так, чтобы на тех местах, где будут формироваться снежные шлейфы, не было никаких строений. Это условие легко выдержать, когда станция состоит из нескольких домов, или, как Кейси, всего лишь из одного дома. При строительстве же крупных антарктических поселков эта задача усложняется, особенно если строительная площадка имеет небольшие размеры. Решение этой задачи было бы вообще невозможно, если бы не удивительное постоянство в направлении ветров, дующих на побережье и ледниковом склоне. Если бы ветры, сопровождающиеся снежными заносами, дули с различных сторон горизонта, дома пришлось бы располагать очень далеко друг от друга (300-400 метров) и такие поселки были бы очень разбросаны.

К концу зимы на территории Молодежной накапливается все же столько снега, что если его оставить нетронутым, то весь он за короткое антарктическое лето не растает и значительная его часть сохранится до следующей зимы. А это рано или поздно приведет к тому, что станционные постройки окажутся полностью под снегом и на поверхности ежегодно освобождавшегося ранее от снега оазиса появятся навеянные снежники, а затем и ледяной покров. Поэтому снежные шлейфы приходится разгребать бульдозерами, чтобы ускорить их таяние. Таким образом, сами по себе конструкции домов на «курьих ножках», которые построены иа Молодежной, еще не исключают возможности заноса, а затем и оледенения поселка. В тех же районах, где снежные заносы интенсивнее и снег не тает даже в летнее время, строительство домов на сваях, по-видимому, вообще не имеет особого смысла.

Другое направление строительства станций в зоне интенсивных снежных заносов состоит в том, чтобы намеренно уйти под снег, заранее погрузить станционные сооружения в снежную толщу. При этом имеется в виду, что если на поверхности не будет выступающих построек, задерживающих снег во время метелей и поземков, то накопление снега на этом участке, как и в естественных условиях, останется сравнительно незначительным. И хотя над крышами такой станции с каждым годом снежная толща будет увеличиваться, но в течение какого-то времени эксплуатация ее будет возможна. Так поступили американцы при строительстве своей новой станции Бэрд.

Сборные жилые дома и научные павильоны старой станции Бэрд, построенной в 1957 году, постепенно были занесены снегом и уже через пять лет пришли в такое состояние, что дальнейшая их эксплуатация становилась затруднительной и даже опасной. Поэтому в 1962 году примерно в 10 километрах от старой станции была построена новая станция Бэрд. В отличие от старого науч-ного поселка, строения которого ставились на поверхность снега, все основные сооружения новой станции сразу же были построены под снегом. Специально завезенными в глубину Антарктиды землеройными машинами в снежной толще были вырыты траншеи глубиной около 6 метров и шириной 8 метров, на дне которых и поставили станционные постройки. Затем траншеи закрыли сверху арочными металлическими перекрытиями, которые вскоре засыпал снег. Таким образом, траншеи превратились в туннели. Главный туннель, длинной 200 метров, протянулся с севера на юг.

С обеих сторон он заканчивался наклонными открытыми выходами. Перпендикулярно к нему с обеих сторон расположено еще несколько туннелей длиной от 100 до 400 метров. В этих туннелях и были размещены жилые помещения, дизельная электростанция, научные лаборатории, гараж и другие служебные помещения. Над поверхностью снега остались торчать только вентиляционные и выхлопные трубы, мачты радиоантенн, а также башни, где была установлена аппаратура для наблюдений за полярными сияниями и аэрологического зондирования, и павильон для выпуска шаров с радиозондами.

Эта станция служила 10 лет. Работы на ней были прекращены в 1972 году в связи с тем, что дальнейшая ее эксплуатация также стала весьма затруднительной и даже опасной. К тому же США намеревались открыть в Западной Антарктиде новую станцию Сайпл.

В чем же причина неудачи со станцией Бэрд? Хотя эта станция была специально построена под снегом с целью минимального изменения естественных условий снегонакопления на ее территории, реализовать преимущества проекта не удалось. В естественных условиях за год в этом районе снега накапливается около 30—40 сантиметров. Казалось бы, за 10 лет существования станции на ее территории толщина снежного покрова должна была увеличиться на 3—4 метра. В окрестностях станции так и произошло. Однако непосредственно территория станции за это время покрылась слоем снега толщиной 10—12 метров! Такое усиленное накопление снега объясняется тем, что наклонные выходы из туннелей остались открытыми и во время частых метелей и почти постоянных поземков, естественно, заносились снегом. Кроме того, туннели стали зарастать снегом и изнутри, далеко от выходов, на стенках и потолке интенсивно начала образовываться изморозь. Ее также пришлось счищать и выгребать наружу. Снег из туннелей выгребался бульдозерами, и вскоре на территории станции появился большой снежный холм, который получил название «Маунт Бэрд» (гора Бэрд). Высота этого снежного террикона к 1972 году достигла 25 метров. Таким образом, основная идея, заложенная в проект новой станции Бэрд, была сведена на нет. На территории станции люди сами создали мощный снегозадержатель...

Когда над туннелями накопился достаточно толстый слой снега, арочные перекрытия не выдержали возросшей нагрузки и прогнулись. Они нависли над крышами домов, причем расстояние между ними и крышами стало угрожающе уменьшаться. За год потолочный свод туннеля опускался на 1,5—2 метра. Было ясно, что, опустившись на крыши домов, снег раздавит их, как спичечные коробки. Пришлось вырезать изогнутые арочные перекрытия и начать борьбу с натиском снега. С помощью топоров и пил снег над крышами периодически срезался, и таким образом сохранялось свободное пространство между крышами домов и потолочным сводом туннелей.

Неудача со станцией Бэрд особенно ярко показала, к чему приводит нарушение правила: чем больше копаешь, тем больше заносит. Действительно, стоило ли затрачивать усилия, устанавливая станционные сооружения в траншеях, рассчитывая сохранить естественный режим накопления снега, чтобы затем создать «Маунт Бэрд», резко усилившую снегонакопление, что привело к аварийному положению и, в конечном итоге,— разрушению станции.

Анализируя опыт создания станций на поверхности ледникового покрова в зоне интенсивных снежных заносов, нетрудно прийти к выводу, что главное не в том, как будет построена станция — на поверхности или в туннелях, а в строгом соблюдении правил ее эксплуатации, не допускающих создания различных сооружений, которые способствовали бы задержанию снега на ее территории. По-видимому, такие станции все же целесообразнее строить на поверхности снежного покрова, но с таким расчетом, что вскоре их занесет, и поэтому все станционные сооружения должны быть приспособлены для эксплуатации в подснежном положении, подобно подводной лодке, которая приспособлена для плавания и над водой, и под водой. Здания таких станций должны иметь повышенную прочность, между собой они должны быть заранее соединены крытыми переходами достаточной прочности и т. д. После заноса станции над ней образуется пологий снежный холм. И если обитатели станции не будут создавать на поверхности холма сооружений, способствующих задержанию снега, то накопление его над станцией станет небольшим, а, может быть, на некоторое время прекратится совсем. И только тогда, когда уровень снега в окрестностях станции в результате естественного накопления сравняется с вершиной холма, на территории станции восстановится прежний естественный режим снегонакопления, характерный для данной местности. Если бы такие условия были соблюдены при строительстве и эксплуатации станции Бэрд, она оказалась бы под 12-метровым слоем снега не раньше, чем через 50—60 лет.

Надо сказать, что жизнь в помещениях, погребенных в снежно-фирновой толще, имеет свои преимущества. Такие помещения легче обогревать, так как они укрыты от сильнейших ураганных ветров. Любое здание, расположенное на поверхности, во время ураганов испытывает сотрясения, и человек, живущий в таком доме, чувствует себя, как в вагоне поезда, идущего по путям крупного железнодорожного узла со множеством стрелок. Кроме того, ураганы сопровождаются сильными шумовыми эффектами. Грохот, свист и завывания ветра не дают людям спать, пока они не привыкнут к этому, как привыкает мельник к шуму работающей мельницы. Особенно сильно сотрясаются и шумят дома на «курьих ножках». Ничего этого не испытывают обитатели домов, занесенных снегом. Даже сильнейшие ураганы дают им о себе знать только слабыми приглушенными звуками да едва слышным шуршанием снега, бешено несущегося по поверхности. Поэтому зимой, когда ураганы и метели бушуют особенно часто, температура воздуха низкая и почти круглые сутки темно, обитатели подснежных домов чувствуют себя уютнее. Летом положение несколько меняется. В это время чаще стоит хорошая солнечная сравнительно маловетреная погода, круглые сутки светло, по этому подснежные жилища кажутся мрачными.

В будущем, когда возникнет необходимость создания на ледниковом щите Антарктиды крупных сооружений, строить, по-видимому, будут и в снежно-фирновой толще. Дав волю фантазии, можно представить себе многоэтажные сооружения, уходящие на десятки метров в глубину снега и фирна, с подснежными переходами и подъемниками, транспортными туннелями, системой водоснабжения и канализации и другими устройствами, обеспечивающими комфорт для их обитателей. Однако пока в этих районах после неудачного опыта с подснежной станцией Бэрд станции проектируются в основном на поверхности снежного покрова.

Вот как, например, выглядит новая станция Амундсен-Скотт на Южном полюсе, открытая в январе 1975 года. Все здания этой станции соединены крытыми коридорами. Для стоянки транспортных машин и их ремонта предусмотрено специальное помещение. Основные жилые и служебные помещения расположены в трех двухэтажных зданиях, накрытых огромным куполом.

В местах, где станционным постройкам не грозят снежные заносы, антарктические научные поселки мало чем отличаются от поселков на других материках. Как правило, дома строятся из сборных конструкций, так как доставлять их на ледяной континент приходится на кораблях.

На советских станциях в последнее время получили распространение стандартные сборные дома, предназначенные для северных районов. Конструкция этих домов удобна тем, что из стандартных деталей можно собрать здания различных размеров и для различных нужд. Дом, состоящий из одного модуля, имеет размер 4X8,6 метра. Таких модулей можно наращивать сколько угодно. Наиболее крупный дом такой конструкции построен в Антарктиде на Молодежной. Он состоит из 9 модулей. Длина его более 35 метров, а площадь превышает 300 квадратных метров. В этом доме находится радиоцентр главной базы Советских антарктических экспедиций.

Новые модульные дома из алюминиевых панелей универсальны. Они оборудуются под научные лаборатории и жилье, в них размещаются электростанции и склады, они используются как кают-компании, амбулатории, столовые, мастерские и для многих других нужд.

Сейчас самые крупные поселки на ледяном континенте — это американская база Мак-Мердо на полуострове Росса и Советский антарктический метеорологический центр Молодежная на Земле Эндерби. Эти поселки занимают значительную территорию и состоят из десятков различных сооружений, построенных на свободном от льда каменистом грунте. Поскольку на полуострове Росса нет серьезной угрозы снежных заносов, то дома в Мак-Мердо построены на обычных фундаментах. По этой же причине поселок Мак-Мердо более компактный, дома здесь стоят близко друг к другу и образуют настоящие улицы. Бытовые условия в этом антарктическом городке своеобразны, но в общем мало чем отличаются от условий в современных городах. В поселке действует водопровод и канализация, имеется автоматическая телефонная станция. С первых же лет существования поселка в нем действует церковь, для которой построено отдельное здание. На берегу бухты оборудованы причалы для разгрузки судов. От них в поселок проложены автомобильные дороги. Дороги тянутся также и в сторону аэродромов, расположенных в окрестностях поселка на поверхности шельфового ледника и припая.

Топливо для дизельной электростанции, наземных транспортных машин и авиации хранится в больших цистернах, расположенных на окраине поселка. Оно доставляется в Мак-Мердо танкерами и перекачивается в хранилища по системе трубопроводов.

Советский антарктический метеорологический центр Молодежная находится в других, менее благоприятных природных условиях. Здесь чаще дуют ураганные ветры, несущие с ледникового покрова массы снега. Поэтому планировка поселка во избежание сильных снежных заносов не может быть такой компактной, как в Мак-Мердо. Научный поселок Молодежная значительно моложе американской базы. В 1975 году ему исполнилось всего лишь 13 лет. Станционные сооружения размещены на территории около одного квадратного километра. Центральная часть поселка представляет собою улицу из двух рядов домов. Здесь расположены жилые помещения, здание кают-компании и столовой, поликлиника, научные лаборатории и другие служебные помещения. На северной окраине поселка за широкой лощиной, которая тянется от озера Глубокого к морю, выстроены гараж с механической мастерской, передающая радиостанция и новая дизельная электростанция. В этом же районе стоит емкость для топлива, соединенная трубопроводом с электростанцией. На южной стороне поселка расположены здание приемного радиоцентра, комплекс сооружений станции ракетного зондирования атмосферы и ряд других помещений. Отсюда идет дорога на юг, вверх на ледниковый щит, где на расстоянии 4—5 километров от поселка расположен аэродром. К западу от поселка на берегу моря стоят емкости, в которых хранится основной запас топлива.

Разбросанность поселка создает свои неудобства для его обитателей. В плохую погоду, особенно в полярную ночь, во время зимних ураганов, когда дома тонут в густом потоке снега вперемешку с песком и даже щебнем, трудно добираться к местам работы и в столовую. Однако такая планировка антарктического научного городка необходима и определяется она его спецификой. Кроме соображений пожарной безопасности, размещение отдельных объектов на значительном расстоянии друг от друга диктуется еще и особенностями работы научной аппаратуры и радиостанции. Так, павильон, где ведутся точные наблюдения за магнитным полем Земли, должен стоять особняком и как можно дальше от железных конструкций. Сам магнитный павильон построен полностью из немагнитных материалов. Передающая радиостанция, если она достаточно мощная, должна быть расположена подальше от приемного радиоцентра, так как она создает сильные помехи. Вдалеке от радиостанций приходится строить и станцию зондирования ионосферы. Они тоже не «уживаются» на близком расстоянии.

После Молодежной и Мак-Мердо наиболее крупный антарктический поселок — советская обсерватория Мирный.

Непременный атрибут каждого антарктического поселка — электростанция. Не переставая грохочут двигатели, сменяя друг друга, выходят на вахту механики. Они внимательно наблюдают за работой дизелей и генераторов, следят за изменением нагрузки и регулируют распределение вырабатываемой электроэнергии между потребителями. Электростанция в современном антарктическом поселке — один из самых важных и необходимых объектов. Электроэнергия используется для обогрева и освещения помещений, приготовления пищи, приводит в движение станки в мастерской. Без электроэнергии невозможна работа радиостанций. Большая часть научных приборов также приводится в действие электроэнергией. Без нее не могут работать радиолокаторы, счетно-решающие устройства, многочисленные самописцы и регистраторы различных природных явлений, за которыми ведется наблюдение на антарктических станциях.

Электростанции в Антарктике появились, по-видимому, одновременно с радиостанциями. Так, уже в 1912 году главная база Австралийской антарктической экспедиции Д. Моусона станция Кейп-Денисон была оборудована двумя генераторами (постоянного и переменного тока), которые приводились в движение керосиновым двигателем. Участники этой экспедиции впервые в Антарктике использовали радиоаппаратуру. Хотя и с большим трудом, но они поддерживали связь с Австралией через промежуточную радиостанцию на острове Маккуори.

Как же выглядит энергетическое хозяйство антарктических станций в настоящее время? Во всех антарктических поселках ледяного континента электроэнергия вырабатывается в основном на привозном топливе. Однако в Антарктике есть собственные энергетические ресурсы. Они огромны и в будущем несомненно будут использоваться. Так, например, на побережье, где расположены почти все научные станции, огромное количество ветровой энергии. В литературе есть сведения о том, что энергия ветра использовалась в 1949—1951 годах на станции Норвежско-Шведско-Британской экспедиции Модхейм, где действовала ветросиловая установка. В 1962 году во время работы Седьмой Советской антарктической экспедиции в Мирном был установлен небольшой ветроэлектрический агрегат типа ВЭ-2М2 мощностью 160 ватт. Его испытание показало пригодность подобных установок для работы в условиях Антарктики.

В летнее полугодие на поверхность ледяного материка падает большое количество солнечной энергии. Известно, что солнечная энергия использовалась на австралийской станции Дейвис, где она приводила в действие опреснительную установку. Как и на других континентах, в Антарктиде имеются большие запасы энергии в виде подземного тепла, особенно удобного для использования в районах проявления современного вулканизма.

Однако широкого распространения использование природных энергетических ресурсов Антарктиды пока не получило; несмотря на высокую стоимость электроэнергии, вырабатываемой дизель-генераторными установками, им отдается предпочтение, во-первых, из-за их надежности и, во-вторых, потому, что в Антарктиде потребность в электроэнергии пока еще сравнительно невелика.

Общая мощность электростанций, работающих на ледяном континенте, в настоящее время составляет всего лишь около 10000 киловатт. На советских антарктических станциях суммарная мощность электростанций в 1975 году была немногим меньше 2600 киловатт, что составляет более одной четверти мощности всех электростанций в Антарктиде.

На каждой электростанции советских станций установлено по 3 дизель-генератора, а на Молодежной — даже 4, что дает возможность при поломке работающего дизель-генератора сразу же включить в работу другой, не прерывая подачу электроэнергии потребителям, а сломавшийся отремонтировать или заменить новым в спокойной обстановке. Кроме того, на каждой антарктической станции есть аварийная электроэнергетическая установка, которая предусмотрена на тот случай, если в результате крупной аварии выйдет из строя вся главная электростанция.

Мощность электростанций на советских антарктических станциях (1975 г.)

Для работы электростанций в Антарктиду приходится завозить значительное количество дизельного топлива. Так, для питания электростанции Молодежной в течение года его надо более 1500 тонн, Мирного — около 500 тонн, а Востока — 120—130 тонн. Кроме того, топливо нужно также для наземной транспортной техники и для самолетов. В прежние годы топливо в Антарктиду завозилось в бочках, а теперь в Мирном и на Молодежной построены емкости для горючего, которые заполняются топливом с приходящих сюда танкеров.