Эхолот давно уже применялся на подводных и надводных судах всех стран. Он основан на том, что звук распространяется не только в воздухе, но еще лучше и быстрее в воде. Если в воздухе звуковые волны распространяются со скоростью в триста тридцать метров в секунду, то в воде эта скорость равна тысяче пятистам метрам в секунду. Звук распространяется от своего источника сферическими волнами во всех направлениях, а встретившись с препятствием, он отражается от него и идет в обратном направлении. Используя это свойство звуковых волн, придумали такие приборы, с помощью которых прежде всего начали измерять глубины дна морей и океанов. С одной стороны судна под водой взрывом или ударом колокола производили звук и замечали время. Звуковые волны достигали дна, отражались от него и возвращались к судну. Там, с другого борта, прикреплялся аппарат, который воспринимал этот отраженный звук и отмечал время, когда этот звук был им принят. Так как звук от судна до дна и от дна обратно до судна проходит в одинаковое время, то достаточно было знать все время, протекшее от взрыва до момента восприятия приемником отраженного звука, чтобы определить, сколько секунд и, следовательно, сколько метров звук прошел до дна. Затем появились эхолоты, которые автоматически, сами, показывали на особой шкале глубину в метрах и избавляли человека от разных вычислений и подсчетов. Действуя непрерывно, посылая в воду звуки и воспринимая их отражения, такие эхолоты сами отмечали, записывали и показывали на бумаге или на экране особой линией рельеф дна, над которым проходил корабль. Наконец, появились ультразвуковые эхолоты, как, например, излучатель Ланжевена.

Высота всякого звука зависит от частоты колебаний, в которые источник звука приводит частицы передающей среды – воздуха, воды или твердых тел, а через них и барабанную перепонку в человеческом ухе. Человеческое ухо в состоянии воспринять в виде звука лишь те колебания, которые происходят с частотой от шестнадцати раз до двадцати тысяч раз в секунду. Это – низкое гудение и высокий, тонкий комариный писк. Выше двадцати тысяч колебаний начинаются уже ультразвуки. Ультразвуки человеческое ухо уже не в состоянии воспринять.

Источником ультразвуковых колебаний является пластинка горного хрусталя или пьезокварца. Если поместить такую пластинку, зажатую между металлическими электродами, в жидкость и подвергнуть ее воздействию радиопередатчика, то она приводится в частое и сильное колебательное движение, которое передается окружающей жидкости. Чем больше частота колебаний пластинки, тем выше получаемый ультразвук.

Ультразвуки обладают двумя очень важными особенностями. Во-первых, их можно посылать не шаровыми, сферическими волнами во все стороны, а тонким направленным в любую сторону лучом. Во-вторых, как было известно еще из опытов Вуда и Лумиса, некоторые животные организмы вроде лягушек, мелких рыбок, головастиков, морских ракообразных, попав в ультразвуковое поле, погибают, а некоторые твердые тела, как лед, разрыхляются, разрушаются.

Инженер Крепин использовал обе эти особенности ультразвуков наилучшим образом, чтобы дать своей подводной лодке зрение, слух и сокрушительное оружие в борьбе с живой и мертвой природой.

Вместе со своим другом, ученым и изобретателем Власьевым, профессором Московского института по изучению колебаний высокой частоты, он построил аппарат, дававший до нескольких сот миллионов колебаний в секунду. Они нашли методы получения таких мощных колебаний, что пучок ультразвуковых волн, испускаемый их аппаратом, пронизывал водные пространства на расстояние до двадцати километров. Эти аппараты вместе с самопишущими приемниками Крепин установил на носу, на спине, с боков и в киле «Пионера», дав ему таким образом уши, каких не имеет ни одно живое существо в мире.

Но на этом Крепин и Власьев не успокоились. Они пошли дальше и превратили эти уши одновременно и в глаза своего корабля.

Ультразвуковые лучи, выбрасываемые их аппаратом, отражались встречавшимися препятствиями не с одинаковой силой, а в соответствии с внешней формой этих препятствий. Поэтому ультразвуковой луч возвращался уже измененным. Изобретатели устроили приемную мембрану из тысячи микроскопических мембран. Каждая из них вибрировала в соответствии с силой только того пучочка возвратившегося ультразвукового луча, который падал именно на нее.

При помощи сложного устройства, превращающего звуковую энергию в световую, каждый пучок лучей давал на экране центрального поста подводной лодки изображение той части встреченного препятствия, от которой он отразился. Тысячи таких изображений от всех микроскопических мембран сливались в одно целое и давали в результате полную внешнюю форму предмета. Такие ультразвуковые «прожекторы» были расположены со всех сторон по корпусу подводного корабля и непрерывно посылали на круговой экран центрального поста изображения всего, что встречалось впереди и кругом в радиусе двадцати километров.

Можно было бы построить такой прожектор, используя звуки обыкновенной, слышимой частоты. Но обыкновенные звуки, распространяясь в воде во всех направлениях, мог услышать любой корабль, оборудованный самым простым гидрофоном. Этого, конечно, ни в каком случае нельзя было допустить. Между тем для ультразвуковых прожекторов «Пионера» из огромного диапазона колебаний – от двадцати тысяч до нескольких сот миллионов в секунду – и их силы можно было подобрать такую комбинацию, которую найти и раскрыть для постороннего представляло бы почти невыполнимую задачу. А если бы даже кому-нибудь и удалось раскрыть эту тайну, то у него не было бы аппаратов, способных принимать ультразвуки такой большой частоты и такой необыкновенной мощности. Эти приемники и излучатели являлись последним изобретением Крепина и Власьева, и их тайна принадлежала великой стране социализма, родине изобретателей.

Эти же ультразвуковые лучи инженер Крепин применил в качестве нового оружия для борьбы с живой и мертвой природой. Тут ему помог известный зоолог и биолог профессор Лордкипанидзе, давно работавший в Институте экспериментальной медицины над проблемами применения ультразвуковых колебаний в биологии и медицине. Использовав уже готовый излучатель Крепина, профессор Лордкипанидзе сконструировал ультразвуковую пушку и небольшой ультразвуковой пистолет, которые при различных, точно определенных количествах колебаний способны были убийственно действовать на любую живую ткань и разрушительно – на большинство известных металлов и минералов.

Ультразвуковыми лучами, выпускаемыми пушкой или пистолетом, клеточки живого существа приводились в столь быстрые колебания, что разрывались на части, а молекулы металлов и минералов распадались на атомы, разрыхлялись и разрушались.

В тот момент, когда Крепин, Власьев, Лордкипанидзе и ряд работников, помогавших им, заканчивали уже постройку первых своих ультразвуковых аппаратов, оборонная промышленность Советского Союза предложила Крепину обратить внимание на новое открытие советского ученого-изобретателя Блейхмана в области инфракрасных, или невидимых, тепловых лучей.

Невидимые тепловые лучи большей или меньшей интенсивности испускаются любым нагретым телом – солнцем, горячим утюгом, жилым домом, теплокровными животными, деревьями и даже рыбами. При помощи особой аппаратуры инфракрасное фотографирование давно и широко применяли в ночное время, в густой туман, в серую, дождливую погоду. Поднявшись ночью на самолете на высоту в пять-шесть тысяч метров, можно было производить снимки с расстояний в пятьсот-шестьсот километров, используя не только теплоту, иногда ничтожную, которую излучают наземные предметы, но и разницу между их температурой и температурой окружающей среды. Уже были известны инфракрасные бинокли для ночного видения, для видения сквозь туман и густой дождь.

Но до работ Блейхмана казалась неразрешимой задача – перехватить в водной среде и превратить в видимое изображение те часто ничтожные по силе инфракрасные тепловые лучи, которые излучают в этой среде ее обитатели и различные предметы.

Температура водных животных обычно очень мало превышает температуру окружающей их воды. Лишь водные теплокровные млекопитающие вроде китов, кашалотов, дельфинов, тюленей, моржей, ламантинов, некогда перешедших для жизни с суши в водную среду, сохраняют высокую температуру тела благодаря своим внешним покровам – толстой коже и толстым слоям подкожного жира. Все остальные водные животные – моллюски, морские звезды, раки, крабы, черепахи, рыбы – почти все тепло, которое они развивают в результате своей мускульной работы и обмена веществ, теряют, отдавая его окружающей их воде. Но все же это тепло они отдают воде не полностью. Небольшая часть его – иногда измеряемая целыми градусами, а иногда не превышающая сотых долей градуса – все же остается в их теле.

Для лучших наземных инфракрасных фотоаппаратов не представляло уже большого затруднения улавливать в воздухе даже на значительном расстоянии ничтожные излучения очень слабо нагретых тел. Для подводного же инфракрасного фотографирования главным затруднением являлось то, что тепловые лучи, попадая в водную среду, почти, целиком жадно поглощались или отражались ею. И все же аппаратура Блейхмана была настолько чувствительной, что могла улавливать те почти уже неощутимые для точнейших приборов инфракрасные лучи, которые еще оставались в воде. Правда, улавливать их эти приборы могли пока всего лишь на расстоянии каких-нибудь пятисот метров от источника излучения. В то же время аппаратура Блейхмана обладала способностью при переходе из водной среды в воздушную действовать, как лучшая наземная установка. Эта аппаратура вместе с тем была чрезвычайно портативной.

Крепин с большой радостью принял предложение работников оборонной промышленности. Он полностью оценил изобретение Блейхмана. В короткое время Крепин вместе с Блейхманом сконструировали небольшой ракетный снаряд, который мог при помощи некоторого запаса сжатых водорода и кислорода двигаться подобно подводной лодке и с ее же быстротой. В этот снаряд, похожий на толстый полутораметровый огурец, были вмонтированы аппараты Блейхмана с таким расчетом, чтобы их объективы были рассеяны по всей поверхности снаряда и могли улавливать тепловые лучи со всех сторон.

Для подъемов в воздух Крепин снабдил этот снаряд крыльями, которые могли выдвигаться из него и раскрываться наподобие плавников летучей рыбы. Но настоящую активность и практичность, настоящую полноценную жизнь этому снаряду придавала радиотелемеханика. При помощи радиопередатчика вахтенный начальник корабля мог выбрасывать снаряд из гнезда в борту корабля и посылать далеко, до пятидесяти километров от него, на рекогносцировку; при помощи радио пускался в ход автоматический механизм ракетного двигателя снаряда, производилось управление его движениями, маневрирование, выдвижение крыльев и подъем в воздух. По радио все, замеченное фотоаппаратами Блейхмана вокруг снаряда на расстоянии пятисот метров от него, передавалось на экран центрального поста. Имея постоянно впереди себя и особенно наверху, у поверхности океана, два таких разведочных снаряда и несколько резервных в своих кладовых, подводная лодка могла не бояться неожиданных встреч и с еще большей уверенностью прокладывать свой путь в темных глубинах океана.

Когда Павлик в первый раз очутился в центральном посту управления подводной лодки, его поразило необыкновенное обилие самых разнообразных и причудливых приборов, аппаратов, механизмов, прикрепленных к круглым стенам, размещенных на щитах, на подставках и тумбах. Круговой экран из молочного стекла шел широкой полосой наверху по стенам и, как купол, покрывал потолок помещения. На нем непрерывно сменялись тени рыб и других обитателей океана, быстро сновавших вокруг подлодки. Даже непроницаемая тьма глубин не могла скрыть эти существа от всевидящих глаз «Пионера».

Вахтенный командир мог управлять отсюда работой всех самых сложных механизмов и машин корабля; но все механизмы и машины, взаимно связанные в общей работе, были настолько автоматизированы, что достаточно было дать импульс основному из них, чтобы начинали работать все подсобные. Если подводной лодке необходимо было погрузиться на какую-либо определенную глубину, то командиру достаточно было поставить стрелку глубомера на цифру этой глубины, чтобы автоматически начали работать механизмы, убирающие с верхней площадки подводной лодки перила; после этого сам собой надвигался обтекаемый колпак, закрывался люк, открывались клапаны вентиляции и кингстоны балластных цистерн, которые потом самостоятельно закрывались как раз на заданной глубине. Контрольные электрические лампочки зеленого цвета загорались, как только начинал работать тот или другой агрегат, машина или механизм, и продолжали гореть, пока работа шла исправно. Но при малейшей неисправности зеленая лампочка сейчас же потухала и загоралась красная – сигнал аварии. Но ни одной красной лампочке с момента спуска «Пионера» на воду не пришлось до сих пор загореться: все аппараты и механизмы действовали безукоризненно точно и согласованно.

При такой автоматизации механизмов подводной лодки понятно, что экипаж её мог быть очень невелик. Несмотря на тысячу с лишним тонн водоизмещения судна, весь экипаж «Пионера», если не считать членов научной экспедиции, состоял всего из двадцати человек. Но зато почти все они являлись специалистами высокой квалификации, опытными подводниками, людьми проверенного мужества, смелыми, находчивыми и бесконечно преданными своей великой родине.