Маяк: башня, в которой живет свет

Форма и цвет

За две тысячи лет общие черты и назначение маяка не изменились – высокая башня с огнем наверху, созданная, чтобы освещать путь к порту, предупреждать об опасном рифе или отмели и служить опознавательным знаком для уточнения местоположения судна в море. Чтобы маяк узнавался с первого взгляда, их строят непохожими друг на друга – двух одинаковых не существует. Цвета для маяка подбирают так, чтобы он максимально выделялся на фоне ландшафта, для этого же используют горизонтальные или вертикальные полосы разного цвета. Ну и, конечно, стараются расположить маяк повыше.

Иногда маяки работают в паре – это называется створ, и придумали его англичане в середине XVI века. Такие пары ставят для указания смены курса или на входе в гавань, как, например, на Санкт-Петербургском Морском канале. Дальний из створных маяков всегда выше ближнего. Чтобы судно могло определить по ним направление, нужно визуально совместить обе башни и направить корабль по «оси створа» – это и будет верный курс.

 Плавучий маяк

Когда нужно оградить некую морскую опасность или указать путь на фарватер, а возможности установить статичный маяк просто нет, устанавливают судно специальной конструкции – с маячным фонарем на главной мачте. Первый такой корабль был поставлен на Темзе в 1729 году, спустя 60 лет – в Северном море. Однако при использовании «морских маяков» возникла сложность: любое судно раскачивается на волнах, а луч маяка должен светить строго горизонтально. Чтобы стабилизировать светооптическое устройство, была разработана маятниковая система тросов с грузами на концах, которые протягивают через всю маячную мачту от фонаря до трюма. Они балансируют лампу во время качки, давая безупречно прямой горизонтальный луч при любом волнении. Обслуживают такой маяк вахтовым методом. Часто на борту содержится команда лоцманов, которые подсаживаются на суда, следующие в порт, и проводят их по сложным местам. Сейчас такие суда используют редко – например, в английских водах стоят всего семь маячных кораблей. А вот последний русский плавучий маяк – Ирбенский – находится в гавани Ораниенбаума и ждет отправки в Калининградский Музей Мирового океана.

Подмигивающий огонь

Чтобы ночью не перепутать огонь маяка со звездой или топовым фонарем на мачте судна, в XVIII веке его сделали проблесковым – равномерно вспыхивающий свет трудно с чем-то спутать. Впервые этот прием применили на французском маяке Кордуан в 1791 году. Лампы были установлены на вращающийся диск, который приводил в движение специальный механизм, похожий на часовой. Тяжелые гири в течение нескольких часов опускались внутри маячной башни и заставляли диск вращаться. Затем их нужно было снова запускать, чем и занимались смотрители в течение всей ночи. Проблесковый принцип маячного огня быстро распространился по всему миру.

Затем появилась необходимость персонализировать свет маяков, чтобы отличить их друг от друга. Для этого могли использоваться темные шторки на стеклах фонарного помещения, индивидуальная расстановка ламп, а также особый период вращения фонаря, линзы или тех же шторок. Иногда используют еще и цветные фильтры, чтобы маяк мог светить проблесками разного цвета – например, зелено-красно-белого.

Сегодня маячный огонь бывает постоянным, проблесковым, группопроблесковым, затмевающимся, переменным, цветопеременным и т. д. Все это помогает отличить один навигационный знак от другого: точные данные о характере света каждого маяка прописываются в морских лоциях (навигационных картах). Сведения о маяках имеют значение для всего мира, поэтому существует Международная гидрографическая организация, которая и координирует работу маяков по всему миру при помощи местных служб.

В нашей стране маяками заведует «Управление навигации и океанографии Министерства Обороны Российской Федерации», и в русских лоциях характеристики маяков описываются примерно в таком виде: «ГР Пр (2) (20с) 18м Т (с) РМк ЛС. Расшифровывается это так: маяк имеет огонь группопроблесковый, 2 проблеска в группе, продолжительность периода 20 секунд, дальность видимости огня 18 миль, туманный сигнал – сирена, имеются радиомаяк и лоцманская станция».

Больше света

Главной проблемой в маячном деле всегда была дальность видимости огня. Сначала на маяках жгли костры, затем уголь и масло, китовый и рыбий жир, свечи. Все эти источники света были довольно дорогими, а дальность их видимости не превышала нескольких морских миль. При плохой погоде, когда огонь маяка нужен больше всего, их было практически не видно. Чтобы направить свет в определенную сторону и усилить его, использовались примитивные отражатели – деревянные или металлические «плошки» с посеребренным дном, которые ставились вертикально, а в их центре помещались источники света. Затем для этой же цели использовались вогнутые зеркала. И все равно света не хватало.

Важным новшеством стала так называемая Аргандова лампа, устройство которой придумал швейцарец Франсуа Пьер Ами Арганд в 1784 году. Фитиль в такой лампе представляет собой полый цилиндр, благодаря которому воздух подается как внутрь пламени, так и вне его, в результате чего поступает больше кислорода и, следовательно, создается более яркое пламя, а расход топлива уменьшается. Если такой фитиль поместить в стеклянный цилиндр, пламя становится еще ярче и устойчивее, так как защищается от сквозняков, а воздушная тяга только увеличивается. Благодаря этим лампам маяки стали светить гораздо ярче. В XIX веке самыми распространенными источниками света на маяках были целые системы из нескольких десятков вогнутых зеркал, с лампой Арганда в фокусе каждого из них.

Но настоящую революцию произвела сложная составная линза, придуманная физиком Огюстом Френелем в 1820 году специально для маяков. Именно благодаря ей свет маяка стал таким, каким мы привыкли его видеть, – длинным, ярким, узким лучом. Эта линза состоит из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец, которые в сечении имеют форму призм специального профиля. Она фокусирует свет от довольно слабого источника (например, электрической лампочки всего в 400–500 ватт) в ослепительно яркий горизонтальный луч, который может быть виден за 40–50 км! Изготавливаются такие линзы из хрусталя – наиболее прозрачного и долговечного материала. Чтобы уменьшить вес светооптического устройства и его трение при вращении, конструкцию раньше помещали в сосуд с ртутью. Можно себе представить, сколько вреда для здоровья получали смотрители, дежурившие у фонаря ночи напролет. Сейчас функцию ртути заменили подшипники. А линзу Френеля по-прежнему можно увидеть практически на любом маяке – с тех пор ничего лучше не придумали.

 Голос маяка

Когда над морем опускается густой туман и разглядеть свет маяка становится трудно, на помощь мореплавателям приходят звуковые сигналы. Раньше в обязанности смотрителей входило звонить в колокол или стрелять из пушек, чтобы и при очень плохой видимости судно не потерпело крушения.

Сегодняшний смотритель маяка Толбухин в Финском заливе, Александр Дуплищев, рассказывал, как колокол спас его самого. Он отправился на лодке в Кронштадт (от маяка до города около 5 км), а когда возвращался, море затянуло туманом. Не подозревая, что сбился с пути, Александр шел на своей лодке в сторону маяка, как вдруг обнаружил, что оказался прямо на фарватере, на пути огромных судов. Тогда он позвонил супруге и попросил ее бить в колокол. Толбухинский колокол отлит еще в XIX веке и висит на маяке скорее как музейный экспонат. Но именно его зычный голос привел заблудившегося смотрителя домой и спас от возможного несчастья.

Теперь колокола и пушки заменили звуковые сирены, чаще всего наутофоны. Например, жители припортовых районов Одессы прекрасно знают «голос» своего Воронцовского маяка, поскольку зимой туманы окутывают Одесский порт довольно часто, а слышно сигнал далеко.

С изобретением радио, кроме звуковых сигналов, маяки стали круглосуточно подавать и радиосигнал со своими позывными.

Солнечный клапан

Последним важным элементом в эволюции навигационных башен была автоматизация. В 1907 году шведский изобретатель Нильс Густав Дален специально для маяков придумал знаменитый Солнечный клапан, за который получил Нобелевскую премию по физике.

Солнечный клапан состоит из стеклянной трубки, внутри которой вертикально расположены четыре металлических стержня – три отполированных вокруг четвертого, черного. Солнечный свет нагревает черный стержень, он удлиняется и нажимает рычаг, закрывающий газовый вентиль, газ перестает поступать, и лампа гаснет. Ночью этот же черный стержень остывает и уменьшается, рычаг освобождается и снова открывает вентиль. Газ начинает поступать в лампу и поджигается специальным запальным устройством. При этом механизм можно отрегулировать под определенную освещенность.

Своим изобретением Дален значительно облегчил жизнь смотрителей, которые до этого обязаны были зажигать и гасить маяк строго по расписанию восходов и закатов с точностью до минуты. А также позволил автоматизировать самые тяжелые в обслуживании навигационные башни. Сейчас функцию Солнечного клапана выполняют простые фотоэлементы. Когда свет за окном достигает заданного минимума, фотоэлемент автоматически зажигает электрическую или светодиодную лампу и гасит ее утром. Да и вспышки все чаще создаются при помощи электроники, а не за счет вращения светооптического устройства. Неизменной остается только линза Френеля.

Проклятый Тевеннек

Даже с прирученной стихией человек не всегда может сладить. Пример тому — французский маяк Тевеннек с жутковатой биографией. Он находится на одноименном островке в Атлантическом океане, на подходе к городу-порту Брест. Построил его инженер Поль Жоли в 1875 году. Невысокий симпатичный маяк, соединенный с караульным домом, обещал быть спокойным и несложным в обслуживании.

Кстати, французские смотрители придумали своим многочисленным маякам систему классификации. К категории «Ад» относились маяки в открытом море: во время штормов их накрывает волнами до самой макушки, несмотря на солидную высоту в 30 м и более. Противоположная категория «Рай» – это береговые маяки, обслуживать которые — одно удовольствие: не нужно разлучаться с семьей, содрогаться от мыслей об очередном шторме, опасаться за свою жизнь, выходя на балкон. Средняя категория называлась «Чистилищем» - это островные маяки, такие как Тевеннек. Однако на деле оказалось, что работать на нем хуже, чем в самом адском «Аду».

Через несколько месяцев моряки стали сообщать в порт, что Тевеннек работает с перебоями. Прибывшая на остров инспекция обнаружила, что смотритель лишился рассудка – без конца твердит о призраках и жутких голосах. Бедолагу отправили в лечебницу, а на его место назначили другого смотрителя. Однако история повторилась: новый хранитель маяка также помешался. Его слова о душераздирающих звуках в точности повторяли «симптомы» предыдущего смотрителя – призраки ходят по дому, а под островом сама адская бездна, где по ночам стонут души погибших моряков… Чтобы одиночество больше не сводило людей с ума, на острове поселили семью. Но через некоторое время мужчина умер. Не имея связи с берегом и возможности похоронить мужа (остров – это сплошной камень), несчастная вдова держала его в «ванне» из соленой воды. Когда прибыла очередная инспекция, женщина уже была совершенно невменяема.

Была в истории Тевеннека супружеская пара, которая вполне благополучно провела на маяке пять лет – мсье и мадам Куэме даже родили там троих детей. Осталось загадкой, почему «проклятие» не распространялось именно на них. Маяк пользовался настолько дурной славой, что найти для него смотрителей стало невозможно. После изобретения Даленом солнечного клапана Тевеннек – самый первый во Франции – был переведен на автоматический режим, и с 1910 года там никто не жил.

А объяснение жутким звукам все-таки нашлось – совсем недавно. Во время водолазных работ вокруг Тевеннека была обнаружена пещера, которая тянется под всем островом. Когда штормит, волны, проходя сквозь нее, вызывают резонансные колебания воздуха, отчего и получаются самые жуткие звуки. Такова развязка этой мистической истории.

 Второе дыхание

Тевеннек ни в чем не виноват, он – часть культурного и исторического наследия Франции, – решил Марк Пуантю, организовавший в 2002 году Ассоциацию по охране французских маяков (Phares SNPB). «Проклятый маяк» находится в самом плачевном состоянии – крышу с домика сдуло бурей еще в 1910 году, все остальное держится, что называется, на честном слове, при этом он все еще действует. Пуантю решил восстановить старинную навигационную башню, и власти пошли ему навстречу. Чтобы привлечь к судьбе Тевеннека общественное внимание и собрать средства, храбрый француз собирается в одиночку прожить там два месяца – с начала октября по конец ноября 2015 года – и посвятить время ремонту и написанию книги. Сейчас он уже начал готовиться к своему добровольному отшельничеству.