Интерес к изучению удивительных морских животных проявился у Ричарда два десятилетия тому назад. В 19 лет он совершил одно из самых глубоководных на тот момент погружений, достигнув глубины чуть более 60 метров, и поймал рыбку, которая, как оказалось, была первым представителем своего вида, пойманной живой. Данная находка представляла собой нечто экстраординарное и определила дальнейшую судьбу ученого. Многое определил и случай, произошедший всего двумя днями позже. Из-за глупой ошибки Ричард получил декомпрессионную травму, которая привела его к практически полному параличу, начиная от шейного отдела позвоночника. Именно тогда Пайл осознал две, по его собственным словам, важные вещи: «Первое, что я понял: я все-таки не бессмертен. Для меня это явилось, скажу откровенно, шоком. Второе, что я понял – это то, что я узнал отчетливо и со всей возможной определенностью, что это было именно тем, чем я буду заниматься всю свою оставшуюся жизнь. Я должен был сконцентрировать все мои усилия и способности на поисках новых видов животных, обитающих на коралловом рифе». Он стал не просто ихтиологом, а чистосердечным фанатиком изучения рыб.

Ричард выявил один очень интересный момент. На сегодняшний день имеющиеся у человечества знания о водном мире, подводных растениях и животных добыты, по большей части, благодаря аквалангистам и подводным аппаратам. При нырянии с аквалангом большинство людей держатся на глубинах меньше 30 метров, так как рекомендуемой глубиной является уровень до 40 метров, а ограничением – 60 метров. Для проникновения на более значительные глубины биологи используют подводные аппараты, которые позволяют проникать на глубину до 600 метров. В силу дороговизны использования глубоководных аппаратов (стоимость одного дня аренды составляет около 30 тысяч долларов) применяют их на глубинах, куда невозможно проникнуть другим способом. Таким образом, практически все научные исследования с использованием подводных аппаратов проводятся на глубинах, значительно превышающих 150 метров. В связи с этим глубины от 30 до 150 метров остаются малоизученными, ведь для аквалангистов это слишком глубоко, а для подводных аппаратов – слишком мелко.

Пайл поставил задачу изу-чить именно эти глубины. Но для этого было необходимо усовершенствовать акваланг или придумать другой аппарат, позволяющий относительно безопасно находиться под водой.

Процесс его реабилитации после декомпрессионной травмы длился в течение года, и все это время Ричард, помимо оздоровления, занимался изучением физических и физиологических аспектов, связанных с процессом ныряния. Он стал искать возможность преодоления ограничений техники ныряния с аквалангом. Основное ограничение связано с законом Генри, в соответствии с которым помещенные в жидкость газы имеют свойство растворяться пропорционально парциальному давлению данных газов на жидкость, в которую они помещены. Для аквалангиста это означает следующее: чем глубже он погружается, тем больше воздух, которым он дышит, растворяется в его теле. Воздух содержит примерно 20% кислорода и около 80% азота. Кислород необходим для процесса метаболизма, организм использует его в качестве источника энергии. Азот из воздуха напрямую ни в каких жизненно важных процессах в организме человека не участвует, он просто находится в крови и тканях.

Когда человек стоит на поверхности земли (при нормальном давлении) он свободно дышит, как привык его организм. Проблемы начинаются при погружении под воду, так как чем больше глубина погружения, тем выше давление. На глубине 40 метров аквалангист испытывает на себе эффект давления, когда давление молекул газа, поступающих в легкие, повышается с каждым вдохом. Учитывая растворение газа в крови и тканях человека, на глубине 100 метров давление повышается примерно в 10 раз, и молекул газа в легких становится в 10 раз больше. Проблема связана с газами, которыми дышит аквалангист – кислородом и азотом. Так, при погружении из-за слишком высокой концентрации кислорода в теле возникает отравление, проявляющееся в виде приступа конвульсий, которое иногда приводит к смерти. Высокая же концентрация азота приводит к опьянению, что на глубине очень опасно, и чем больше глубина, тем больше опьянение. Ну и, кроме того, высокая концентрация азота зачастую приводит к декомпрессионным травмам.

Пайл решил, что часть проблем ныряния с аквалангом можно решить, если заменить азот в смеси для дыхания другим газом. Первоначально он выбрал для этих целей гелий, так как его молекула имеет маленький размер, он инертен и не вызывает отравления.

15 лет назад он начал реализовывать свою идею и создал аппарат для погружения на глубину до 100 метров. Со временем аппарат постоянно совершенствовался, и в конечном итоге получилось устройство с четырьмя баллонами с дыхательной смесью и пятью регулирующими вентилями, которые смешивают газы в нужных пропорциях и обеспечивают все остальные нужные процессы.

Этот аппарат использовался для погружения на глубину 100 метров и позволил изучить новые виды животных. Однако, несмотря на громоздкость и размеры аппарата, он не позволял находиться на глубине дольше 15 минут. Учитывая время на погружение и всплытие, 15 минут – это слишком мало для проведения серьезных исследований.

В 1994 году в работах по совершенствованию аппарата произошел кардинальный поворот: автор начал работу с прототипом рециркулятора замкнутого цикла. По словам ученого, именно такой прибор обладает тремя основными преимуществами. Во-первых, он тих в работе, не производит никакого шума. Во-вторых, он позволяет дольше оставаться под водой. В-третьих, он позволяет осуществлять более глубокие погружения.

Рециркулятор замкнутого цикла включает три основные системы: дыхательную петлю с 2-мя искусственными легкими, систему обеспечения газа и электронику. Самой главной системой является дыхательная петля – замкнутая система для дыхания ныряльщика, который дышит одним и тем же воздухом. Искусственные легкие, по сути, представляют собой упругие сумки, с помощью которых можно механически дышать, или осуществлять вентиляцию. Выдыхаемый ныряльщиком воздух выходит в выдыхательное легкое, а вдыхаемый – поступает из вдыхательного легкого. Таким образом в процессе дыхания воздух прогоняется через дыхательную петлю, в которой встроен резервуар абсорбции углекислого газа. Выделяемый в процессе дыхания углекислый газ проходит через химический фильтр и удаляется из дыхательной смеси. После удаления углекислого газа смесь вновь становится пригодной для дыхания.

Вторая важная составляющая – система обеспечения газа – необходима для восполнения использованного в процессе дыхания кислорода. Наиболее важным элементом этой системы является кислородный баллон. Для осуществления глубоководных погружений используется не обычный дешёвый воздух, а дыхательная смесь, состоящая из кислорода, разбавленного гелием. Для гелия используется более крупный баллон, который крепится на внешней стороне рециркулятора. В случае возникновения проблем с основным источником кислорода в рециркуляторе предусмотрен второй (дополнительный) кислородный баллон. Система газообеспечения включает множество вентилей и устройств, управляемых специальной автоматикой.

Правильная работа всех составных частей аппарата обеспечивается электроникой. Одним из важнейших компонентов рециркулятора являются датчики кислорода. Всего их предусмотрено три, что облегчает выявление поломки любого из них. С той же предусмотрительностью в аппарате используются три микропроцессора, каждый из которых может самостоятельно управлять системой, даже если два других выйдут из строя. Кроме того, в аппарат встроена аварийная система питания и множество мониторов, передающих различную информацию. Только такой сложный механизм и электроника позволяют проводить глубоководные погружения и исследовать те глубины, которые до этого оставались вне границ изучения.

Благодаря рециркулятору собственной конструкции ученый смог не просто поймать несколько новых видов рыб, чтобы, подняв их на поверхность, тщательно исследовать; он смог наблюдать за поведением подводных обитателей в их естественной среде обитания. Он отмечает, что: «… если вы внимательно исследуете трещины и полости, вы увидите множество мелких организмов, снующих повсюду. Открывающееся вам разнообразие на самом деле поражает воображение…». При всем многообразии животного и растительного мира, именно те их виды, средой обитания которых является 100-150 метров, остаются в большинстве своем новыми и не открытыми.

Ричард Пайл отмечает, что многие научные журналы, как, например «U.S. News and World Report», со всей серьезностью рассматривают проблему нехватки новых неизведанных областей исследований и невозможности для современных ученых делать реальные, интересные открытия. Будучи фанатом-ихтиологом, у него это вызывает приступ смеха, ведь в своей работе он практически ежедневно делает какие-либо открытия.

Так, за годы работы с коллегами, используя свой аппарат, Пайлу удалось открыть множество рыб, исследовать поведение обитателей глубин, новую экологию и целый ряд других, совершенно новых аспектов. Поражает скорость, с которой происходили открытия – до семи новых видов за каждый час пребывания на глубине. По расчетам исследователей, в одном лишь Индийско-Тихоокеанском регионе остается еще порядка двух с половиной тысяч новых видов рыб. В то время, как известно всего порядка 5-6 тысяч видов. То есть в природе существует еще значительная часть того, что человеку пока просто не известно.

Конечно, никакая техника не гарантирует полностью безопасного погружения, и до сих пор возникают смертельные случаи. Ричард Пайл относится к этому философски: «У каждого из нас есть две цели. Первая цель, которую мы разделяем со всеми другими населяющими эту планету организмами, – это выживание, выживание видов и выживание нас как отдельных организмов. Потому что и в том, и в другом случае обеспечивается непрерывность передачи генома. Второю целью для тех, кто успешно достиг первой, я называю «поиск радости» или стремление к счастью. Но вам нужно стремиться сбалансировать эти две цели. Не нужно слишком концентрироваться на достижении правила номер два, забывая при этом о цели номер один. Потому что если вы умрете, то уже вообще-то ничем насладиться не сможете».