Przyczyny tragedii batyskafu Titan

Rok po tragicznej implozji batyskafu Titan, Amerykańska Straż Przybrzeżna (US Coast Guard) kontynuuje skomplikowane dochodzenie w sprawie przyczyn katastrofy. Dochodzenie, które ma na celu zapobieżenie podobnym incydentom w przyszłości, potrwa dłużej niż początkowo zakładano.

Katastrofa batyskafu Titan – rok później

18 czerwca minie dokładnie rok od momentu, gdy batyskaf Titan, należący do OceanGate Expeditions, podczas misji do wraku Titanica, stracił kontakt z kanadyjskim statkiem badawczym (statkiem-matką) Polar Prince. W ciągu godziny i 45 minut po rozpoczęciu rejsu, kontakt został przerwany, co zapoczątkowało międzynarodową akcję poszukiwawczo-ratunkową.

Trwające rok śledztwo ujawniło, że niepokojący zapis komunikacji między batyskafem Titan a jego statkiem-matką, który był rozpowszechniany przez miliony osób w Internecie, był całkowicie fałszywy. Jeden z amerykańskich portali rzekomo szczegółowo opisywał ostatnią komunikację między batyskafem, próbującym dotrzeć do Titanica z pięcioma pasażerami na pokładzie, a statkiem-matką. Kapitan Jason D. Neubauer, przewodniczący Morskiej Rady Śledczej, potwierdził, że jego zespół śledczy nie znalazł żadnych dowodów na to, że osoby na pokładzie Titan wiedziały, że dojdzie do śmiertelnej implozji. „Jestem przekonany, że to fałszywa transkrypcja… została zmyślona” – powiedział Neubauer. Neubauer ma nadzieję, że prawda dotycząca transkrypcji przyniesie ukojenie rodzinom pięciu mężczyzn znajdujących się na pokładzie Tytana, wiedząc, że nie cierpieli podczas ostatnich chwil życia.

Amerykańska Straż Przybrzeżna ogłosiła, że jej dochodzenie w sprawie implozji batyskafu Titan, które miało początkowo trwać 12 miesięcy, będzie wymagało więcej czasu.

Intensywnie współpracujemy z naszymi partnerami, aby zapewnić kompleksowe zrozumienie tego incydentu. Konieczność przeprowadzenia dwóch misji ratunkowych w celu zabezpieczenia istotnych informacji była jednym z powodów wydłużenia dochodzenia. Jesteśmy wdzięczni za międzynarodową i międzyagencyjną współpracę, która była niezbędna do odzyskania, zachowania i kryminalistycznego zbadania dowodów z odległej części oceanu i ekstremalnych głębokości.

Jason Neubauer, przewodniczący Morskiej Rady Dochodzeniowej (MBI)

Tragiczna strata i skutki

Implozja batyskafu Titan miała katastrofalne skutki. 22 czerwca 2023 roku, Amerykańska Straż Przybrzeżna ogłosiła, że batyskaf doświadczył „katastrofalnej utraty komory ciśnieniowej” podczas zejścia, co potwierdzono odnalezieniem szczątków około 900 mil morskich na wschód od Cape Cod w stanie Massachusetts.

Śmiertelne ofiary tragedii

1. Stockton Rush – dyrektor wykonawczy OceanGate,
2. Shahzada Dawood – członek jednej z najbogatszych pakistańskich rodzin,
3. Suleman Dawood – syn Shahzady Dawooda,
4. Hamish Harding – brytyjski miliarder i podróżnik,
5. Paul-Henry Nargeolet – francuski nurek i ekspert w dziedzinie Titanica.

OceanGate, która pobierała 250 000 USD za osobę za rejs na pokładzie Titan, zawiesiła wszystkie operacje na początku lipca 2023 roku po licznych ostrzeżeniach dotyczących potencjalnych problemów z bezpieczeństwem.

Porównanie z moją analizą z 2023 roku

Warto przypomnieć moją analizę opublikowaną rok temu, która spotkała się z ogromnym zainteresowaniem – przeczytało ją ponad 40 tysięcy osób. Wskazałem w niej na liczne zaniedbania techniczne i konstrukcyjne batyskafu Titan. Moja analiza szczegółowo opisała zjawisko implozji spowodowanej przez ciśnienie hydrostatyczne na głębokości 3780 metrów, które wynosi około 400 kg/cm². Posłużyłem się wtedy przykładem, w którym ciśnienie to porównałem do sytuacji, w której na jednogroszowej monecie ustawiono trzy wanny wypełnione wodą.

Wyjaśniałem również, że o ile zjawisko eksplozji jest powszechnie znane, o tyle implozja, będąca jego odwrotnością w rozumieniu kierunku reakcji sił, nie jest tak powszechna. Wspólną cechą obu jest dynamiczna reakcja na działanie różnicy ciśnień. Najczęściej jest to analizowane w kontekście zjawisk takich jak kawitacja, gdzie mikropęcherzyki pary implodując, oddziałują destrukcyjnie na strefy podciśnienia np. śrub napędowych i instalacji przepływowych; instalacje zbiornikowe, gdzie nadmierne odpompowanie płynu (zarówno cieczy, jak i gazu) powoduje zapadnięcie się zbiornika do środka; oraz bomby próżniowe, gdzie rozpylenie substancji palnej po zapłonie tworzy obszar krótkoterminowego podciśnienia, który potem uderza falą nadciśnieniową.

Przypadek batyskafu Titan najbardziej oddaje problematykę zbiorników, gdzie wewnątrz na ściany przedziału pasażerskiego napiera 1 atmosfera (tę znamy z powierzchni), a zewnętrznie 400 atmosfer wynikających głównie z ciśnienia hydrostatycznego na głębokości 3780 m. Dodałem również, że jest jasne, iż batyskaf jest ekstremalnie ściśnięty.

Podkreślałem wtedy, że Titan posiadał dodatnią pływalność, ale to nie wystarczyło, by zapobiec tragedii. Wskazywałem na zmęczenie materiału, naprężenia wynikające ze zmian ciśnienia, a także na niedoszacowanie marginesów bezpieczeństwa przy doborze grubości ścian jednostki. Moja analiza zwracała uwagę na braki w systemach awaryjnych i niedociągnięcia w jakości wykonania, co mogło przyczynić się do katastrofy. W czasie rocznego dochodzenia nie ustalono jednoznacznie przyczyny katastrofy morskiej, co jest związane z bardzo specyficzną sytuacją nie mającą odpowiednika w historii.

Czytaj więcej o tragicznej implozji batyskafu Titan według Roberta Dmochowskiego

Za cechy unikalne należy wskazać miejsce tragedii oraz konstrukcję, która to z premedytacją twórcy uchylała się powszechnie stosowanym normom. O ile już sama unikalność wysokociśnieniowego środowiska nastręcza bardzo wiele problemów związanych z łatwością kompletacji materiału dowodowego wynikającego z jego rozproszenia, deformacji i częściowego lub całkowitego pogrążenia w luźnej warstwicy piachów dna oceanicznego to bardzo ciekawym zagadnieniem jest ocena przydatności badania przyczyn katastrofy poza sferą wskazania odpowiedzialności wynikającą z oczekiwań rodzin ofiar i przewodów roszczeniowych. 

Z technicznej perspektywy analiza przyczyny ma dwa oblicza: jedno wątpiące w jej zasadność wynikającą z teorii iż analiza tragedii konstrukcji amatorskiej gdy nasza wiedza inżynieryjna jest dalece dalsza i drugie traktujące unikalność tego przypadku jako obszar wzbogacający naszą wiedzę o tzw. „ślepe uliczki rozwoju”, które to pokazują czego NIE robić w przypadku rozwoju kolejnych generacji łodzi i okrętów podwodnych.

Osobiście skłaniam się bardziej ku tej drugiej koncepcji ze szczególnym naciskiem na obszar związany ze współpracą różnych materiałów krytycznych, obszarów konstrukcji takich jak sam kadłub zewnętrzny stanowiący zarazem przedział załogowy – zaznaczam iż była to konstrukcja jednopłaszczowa tzn. taka gdzie mamy jeden kadłub bez drugiego kadłuba zewnętrznego, którego awaria nie jest jednoznaczna ze śmiercią załogi oraz pozwala na monitorowanie jego stanu i stosowne reagowanie w przypadku awarii.

W przypadku Titana mieliśmy do czynienia z bardzo ryzykownym zespoleniem materiałów kompozytowych oraz tradycyjnych jak głowica tytanowa. W tego typu zespoleniach problem stanowi różna sprężystość i odporność na procesy zmęczeniowe. O ile tytan jest materiałem sprawdzonym i stabilnym przy zachowaniu odpowiednich reżimów technologicznych i ilościowych, to materiały kompozytowe już nie.

Te charakteryzują się dalece większą elastycznością i inną charakterystyką odporności zmęczeniowej. Zespolenie materiałów o różnych charakterystykach stawia olbrzymie wymaganie dla tej płaszczyzny, zarówno w obszarze połączenia śrubowego jak i samego uszczelnienia.  Cały czas proszę pamiętać iż batyskaf zanurzając i wynurzając się był poddawany zmiennemu ciśnieniu od 0,14 g/cm2 będąc wynurzonym do 400000 g/cm2 będąc na poziomie wraku Titanika. Wzrost tych ciśnień, a co za tym idzie naprężenia wynosi ponad 2,8 mln razy.

Ponadto dokładając marginesy bezpieczeństwa obliczeniowo przyjęto by wzrost naprężeń znacząco wyżej, za odniesienie przyjmując krotność cykli zejść w głębię i czas między remontowy obiektu technicznego. Przykładowo, jedno zejście miesięcznie, procedury inspekcyjno-diagnostyczne po i przed każdym zanurzeniu oraz remont generalny po cyklu np. 2 letnim. Bez określenia reżimów remontowych nie ma możliwości doboru stosownych marginesów konstrukcyjnych bezpieczeństwa, a wypadek jest jedynie kwestią ilości odbytych rejsów.  Powtórzę jeszcze raz: gdyby polski przemysł okrętowy wykonał batyskaf nie byłoby mowy o tak daleko idącej lekkomyślności wobec środowiska tak skrajnego jak głębia oceaniczna.

Trwające dochodzenie i przyszłe działania

W październiku, Straż Przybrzeżna odzyskała „dodatkowe przypuszczalne szczątki ludzkie” oraz ostatnie szczątki z Tytana. Neubauer podkreślił wtedy, że MBI dokłada wszelkich starań, aby w pełni zrozumieć czynniki, które doprowadziły do tej tragedii. Dzięki międzynarodowej współpracy istnieje nadzieja, że uda się uniknąć przyszłych katastrof tego typu. Zrozumienie przyczyn tej tragicznej implozji jest kluczowe dla poprawy standardów bezpieczeństwa w eksploracji głębin morskich. To pozwoli na lepsze zabezpieczenie przyszłych misji i ochronę życia uczestników takich ekspedycji, także poprzez bardziej restrykcyjne przepisy uniemożliwiające realizację rejsów na konstrukcjach amatorskich.

Autor: Robert Dmochowski

• Tragedia na dnie oceanu. Śmierć wszystkich członków załogi batyskafu Titan
• Czy firma OceanGate mogła zapobiec katastrofie łodzi podwodnej Titan?
• Dramatyczne poszukiwania zaginionego batyskafu Titan firmy OceanGate