Hannes Keller
otec akcelerované dekomprese
"V listopadu roku 1960 se Keller připravil na první praktický test svých nových směsí a dekompresních postupů. Jednalo se o dvojí sestup: Keller ve spodní "mokré" komoře a tým francouzských lékařů v horní "suché" komoře. Keller vybaven baterií potápěčské výstroje a různých lahví s jeho směsmi se chystal na sestup do 252 metrů! To bylo něco naprosto nepředstavitelného dokonce i pro teoretiky v téhle době. Francouzský tým se chystal na suchou kompresi do ekvivalentní hloubky 60 metrů.
Kellerova rapidní komprese do 25 atmosfér byla provedena za pouhých 10 minut za jednoznačného názoru okolních pozorovatelů, že nemůže přežít takovou expozici. Nicméně, Bühlmann byl s Kellerem na rádiovém spojení a oznámil, že je Keller na dně v naprostém pořádku. Následovala stejně rychlá dekomprese do 60 m úrovně francouzských lékařů a Keller otevřel spojovací komoru, aby se připojil k francouzským lékařům v "suché" komoře. Po sejmutí své výstroje a osušení opustil komoru po šesti minutách. Po 30 minutách dekomprese byl už na hladině zatímco francouzský tým vystavený expozici pouhých 60ti metrů byl stále pod hladinou a musel navíc strávit dvakrát tak dlouhou dobu dekompresí podle tradičních tabulek. Keller byl víc než čtyřnásobně hlouběji."
Píše Bret Gilliam v knize "Deep Diving"
Symposium Hyperbarické Fyziologie 1966
Ve dnech 23.-25. Března roku 1966 se v budově Ministerstva Vnitra Spojených Států Amerických ve Washingtonu, DC konala prestižní konference. Světová elita vědců, lékařů, ale především zástupci armád Spojených Států, Velké Británie, Švédska, Francie a Japonska--jedni z nejlepších odborníků v oblasti hyperbarické medicíny své doby--se sešli na Třetím Symposiu Hyperbarické Fyziologie. Na seznamu zúčastněných nechyběla jména jako CAPT A. R. Behnke, MC US Navy, Department of Preventive Medicine, University of California Medical Center; Dr. Peter Bennett a H. V. Hempleman, Royal Naval Physiological Laboratory, Alverstoke, England; nebo CAPT R. D. Workman, MC US Navy, Experimental Diving Unit, Washington, D.C. Mezi jmény 56 vědců, jejich titulů, názvů laboratoří, institutů, univerzit, státních agentur a amád předních světových mocností operujících s nejlepším námořnictvem a výzkumem se objevuje následující údaj: pan Hannes Keller, poštovní schránka 36, Aadorf, T.G., Švýcarsko. Název přednášky: Použití více druhů směsí netečných plynů pro hloubkové potápění.
Jak se dostal tento člověk ze země, která si na moře a oceány může jenom ukazovat na mapě, na seznam elitních fyziologů? Co přimělo americké námořnictvo pozvat na tuto prestižní konferenci člověka bez formálního vzdělání v hyperbarické medicíně, aby přednášel o použití směsí netečných plynů v extrémních hloubkách pro odborníky jež zasvětili studiem podobných témat celý svůj život? K odpovědi na tyhle otázky se musíme vrátit o pár let nazpátek.
Těžké začátky
Píše se rok 1958 a Švýcar Hannes Keller se poprvé v životě setkává s aqualungem v průběhu své dovolené v Řecku. Povoláním učitel matematiky, mladý Keller je překvapen když se dozvídá o konstatování odborníků o jediném sestupu Brita Bollarda do 160 metrů v roce 1948. Bollard během tohoto sestupu před deseti lety při testování směsí helia a kyslíku přišel téměř o život a mnoho vědců se shodlo na tom, že k provedení úspěšné dekomprese z takovéhoto ponoru je třeba několika dní. Zcela pobouřen zastaralostí používané technologie, Keller během velmi krátké doby nastudoval nezbytné základy tehdejších znalostí vědy o dekompresi a je přesvědčen o tom, že dokáže dramaticky zkrátit prakticky jakoukoliv dekompresi z hloubkového sestupu. Jako amatérský a rekreační potápěč s přístrojem si je vědom, že sám nemá vůbec žádnou naději na úspěch a tak mu nezbývá nic jiného než přesvědčit svého krajana švýcarského fyziologa a kardiologa z University of Zurich Alberta Bühlmanna, aby mu pomohl.
Pod vidinou finančního zisku, Keller s Bühlmannem sestavili devět různých směsí a následně přesvědčili IBM, aby jim umožnili přístup k počítačům jež by byly schopny různé profily propočítat. IBM jim věnovalo plné čtyři hodiny, které stačily k sestavení 400 různých tabulek pro jejich směsi. A tak Keller stanul v roce 1959 na platformě nad hladinou švýcarského jezera obklopený lahvemi s různými směsmi a s připojenou automatikou zrovna takovou s jakou se poprvé v životě potápěl před rokem na svém aqualungu. Sestoupil do hloubky 120 metrů a vystoupal až na hladinu bez jakýchkoliv dekompresních zastávek za použití jeho směsí. Všechno proběhlo bez nejmenších problémů.
Motivován svým úspěchem, Keller přijel do Francie aby se setkal s mužem známým pro své podvodní experimenty a spolupráci s francouzskou armádou--kapitán Jacques-Yves Cousteau. Tento muž měl na rozdíl od Švýcarů přístup k technologii a tak byl potenciální sponzor dalších Kellerových pokusů. Cousteau byl skeptický, nicméně uspořádal pro Kellera demonstrační sestup do 190 metrů. Když Keller provedl sestup a výstup bez jakékoliv dekomprese, Custeau byl ohromen avšak ne přesvědčen. Myslel si, že Keller je jenom nějaký blázen s mimořádnou tolerancí na saturaci netečnými plyny.
A tak Kellerovi nezbylo než zkusit někoho jiného a tím bylo samo americké námořnictvo, US Navy. Američané byli nejenom skeptičtí nad jeho plány a zamítli jeho žádost, ale ani mu nedali jakoukoliv nabídku pro budoucí spolupráci. Keller stále trval na tom, že si ponechá všechny komerční práva a že jeho směsi zůstanou tajemstvím dokud nebudou patentovány.
Obdivuhodný architekt dekomprese
Keller se tedy opět vrátil zpět do Francie, aby zde za pomoci Cousteauovi dekompresní komory provedl onen zmíněný dvojí sestup, tentokráte do 252 metrů. Po dosažení čtyřnásobné hloubky a dvakrát rychlejší dekomprese než jeho kolegové lékaři se Keller podrobil velmi extenzivnímu lékařskému vyšetření. Výsledek byl negativní avšak nikdo nebyl stále přesvědčen o účinnosti jeho směsí. Hlavním důvodem bylo utajení Kellerovy technologie, jelikož měl oprávněné obavy, že jeho směsi by mohli být ukradeny.
Po návratu domů do Švýcarska bylo Kellerovi jasné, že jenom stěží může přesvědčit skeptiky pokud bude provádět svoje dekompresní postupy jenom sám na sobě. A proto se rozhodl k razantní akci. Naplánoval sestup do 222 metrů a jako svého partnera si vybral reportéra časopisu Life, Kennetha MacLeishe. Sestup se konal v jezeře Maggiore na italsko-švýcarské hranici na platformě velmi podobné té jakou použil Švéd Zetterstrom na svém osudném ponoru. Tentokrát se ale velitelství obsluhy ujal sám Bühlmann, aby zabránil jakýmkoliv problémům při téhle operaci. Při sestupu byly použity čtyři různé směsi a jeho uskutečněním byl zdolán rekord George Wookeyho, potápěče British Royal Navy do 182 metrů. 12 hodin dekompresního času Wookeyho byl děsivý kontrast k 45 minutám jež stačili Kellerovi a MacLeishovi k úspěšně provedené dekompresi. Keller tak potvrdil platnost svých dekompresních metod a MacLeish tak vynalezl nový standard při dělání reportáže--reportáž z místa dění.
Sestup, jenž změnil svět
Tenhle sestup definitivně přiměl ke spolupráci a financování mnoho firem jako například Shell Oil, General Motors, ale i US Navy. Keller následovně zveřejnil svůj cíl dosáhnout hloubky kontinentálního šelfu a umožnit tak těžbu nerostných surovin předtím nedostupných. Tento ponor byl naplánován u kalifornského ostrova Catalina do magické hloubky 1000 stop (328 metrů).
K sestupu byla použita speciálně vyrobená dekompresní komora pojmenovaná Atlantis, která měla pojmout dva potápěče. Její součástí byly dvě komory se závěrem umožňující komoru opustit a vrátit se zpět pro nezbytnou dekompresi. Jako svého partnera si Keller opět vybral novináře. Tentokrát jím byl Peter Small, britský novinář jež měl slíbenou slušný honorář za svůj výkon. Spolu s Kellerem podnikli několik cvičných sestupů a při jednom z nich do 100 metrů dostal Small mírný příznak dekompresní nemoci, ze kterého se rychle dostal okamžitou rekompresí. 3. prosince roku 1962 bylo vše připraveno a podpůrná loď Eureka se vydala s aktéry a Atlantisem na místo sestupu.
Kellerův plán bylo vyplavat z komory a připevnit na dno švýcarskou a americkou vlajku. Spočítal si, že jeho směs by mu měla stačit s dostatečnou rezervou ke zvládnutí tohoto úkonu. Nicméně po dosažení plánované hloubky a otevření závěru komory se Kellerovi při vyplavání ven jeho vlajky zamotali do dýchacího aparátu. Trvalo mu dvě minuty než se sám vyprostil a mohl zanechat vlajky na dně avšak po jeho návratu do komory a uzavření byl Keller značně vyčerpán. Jediné čeho byl schopen před tím než upadl do bezvědomí bylo zapnout odčerpání vody z komory za pomoci stlačeného vzduchu.
Skrze komunikaci nainstalovaných televizních kamer dostal Small okamžité instrukce sejmout si svoji masku s hloubkovou směsí. To by sice mělo způsobit jeho okamžité bezvědomí jako u Kellera, ale jelikož Keller nebyl schopen operovat s výměnami směsí během dekomprese, na lodi panoval shodný názor, že Small by měl raději začít dýchat vzduch jež vyplňoval komoru. Small ovšem strnul hrůzou a dýchal dál hloubkovou směs a zakrátko se ztratil z výhledu kamer když upadl do bezvědomí.
Hermeticky uzavřená komora byla rychle zdvižena do úrovně 100 metrů kde byly připraveni potápěči, aby připojili přívodní hadice ke komoře. V hloubce 60 m se ale ukázalo, že komora netěsní a tak další zvedání komory bylo nemožné jelikož hrozila explozivně rychlá dekomprese pro oba dva aktéry v případě úniku tlaku. Dick Anderson, profesionální potápěč z Kalifornie a Chris Whittaker, přítel Smalla sestoupili, aby našli místo kde komora netěsní. Po průzkumu okolí komory Anderson nabyl dojmu, že komora je už zřejmě v pořádku a tak zavelel k návratu na loď. Whittaker byl ovšem nezkušený potápěč a měl značné problémy při výstupu s jeho kompenzátorem vztlaku. Na loď vylezl značně vyčerpán a se zkrvavenou maskou. Oba byli s Andersonem informováni, že komora stále netěsní.
Jelikož Anderson a Whittaker byli jediní dva potápěči zabezpečující sestup, Whittaker sejmul svůj zátěžový opasek a přehodil si ho přes rameno. Pokud by došlo k nejhoršímu, mohl by ho vždy zahodit a vystřelit na hladinu. Anderson na to přikývl. Ihned po dosažení hloubky kde byla komora Anderson ukázal Chrisovi aby zůstal na místě a počkal. Sám potom obeplul komoru a našel místo kde bylo něco zastrčeno v závěru komory. Po nedlouhém zápasení za pomoci svého nože a páčení svého těla o žebřík, Anderson odstranil netěsnost. Vyplul nahoru na komoru, ale Chris tam už nebyl. Po chvilkovém hledání nabyl Anderson dojmu, že je už na hladině. Vystoupal tedy a na žebříku lodi byl dotázán, kde že nechal Chrise. Chris Wittaker nebyl nikdy nalezen.
Atlantis byl tedy neustále pod stejným tlakem vytažen na loď kde se Keller probral z bezvědomí. Vyprostil Smalla z jeho kombinézy, zkontroloval jeho puls a telefonem informoval Bühlmanna, že Small je naživu. Zanedlouho se Small probral a napil se. Krátce potom promluvil s Bühlmannem po telefonu a prohlásil, že je unaven a jde spát. Kellerovi to ovšem nedalo a za krátkou dobu znovu zkontroloval jeho puls a zjistil, že Small mezitím zemřel. Keller byl šokován neboť byl sám naprosto v pořádku. Dvojitá fatální nehoda tak kompletně zastínila Kellerův výkon. Byl to hrozný paradox. Byl to úspěch neboť jeden člověk sestoupil do 328 metrů a žil, čímž dokázal že jeho tajuplné směsi opravdu fungují. Ale také to byla tragédie, při které přišli dva lidé o život. Nikdo nevěděl jestli se radovat nebo naříkat. Nicméně vize Hannese Kellera se naplnila. Dokázal, že člověk je schopen pracovat v extrémních hloubkách a otevřel tak cestu mnohým komerčním a armádním projektům, které následovali v jeho stopách.
Tajemství směsí Hannese Kellera
Přestože je i v dnešní době téměř čtyřicet let po Kellerových experimentech obtížné sehnat kopie jeho pokusů, lze jeho principy pochopit i s manuály agentur školících pro technické potápění. Nicméně k účelu napsání tohoto článku jsem si opatřil pár publikovaných kopií Kellerových výsledků, abych mohl vysvětlit s jakou jednoduchostí Keller akcelerovanou dekompresi vyřešil.V čem byla tedy ona záhada utajovaných dekompresních postupů umožňujících učiteli matematiky dosáhnout výsledků jež předčili armádní i civilní týmy fyziologů z celého světa? Jeho tajemství bylo tak prosté jako vyřešit příklad s množinami v základní škole.
Abych doložil jednoduchost základní Kellerovy myšlenky, zůstanu ještě na chvíli u slíbených množin. V době kdy Keller prováděl jeho první výpočty si málokdo uvědomoval jak absorbce a eliminace netečných plynů v těle ve skutečnosti probíhá. Pro zjednodušení nazvěme dusík také netečným plynem, jelikož se během dekomprese jako netečný plyn chová. Zkuste si představit lidské tělo jako nádobu a netečné plyny jako kapalinu v ní naplněnou. Při zjednodušení tedy existoval obecný názor, že během sestupu do větší hloubky se nádoba kapalinou naplňuje a během výstupu zase vyprazdňuje v důsledku dekomprese. Za stálého okolního tlaku po nasycení či vysycení zůstává objem kapaliny v nádobě konstantní.
Keller si ovšem jasně uvědomil, že eliminace a absorpce netečného plynu jsou vždy dva procesy probíhající současně. Skutečnost stálého objemu kapaliny v nádobě nebyl tedy v důsledku zastavení absorpce netečného plynu. Opravdový důvod bylo vyrovnání rychlosti absorbce s rychlostí eliminace. V našem zjednodušeném světě množin to tedy znamená, že přítok kapaliny do nádoby je stejně velký jako odtok. Při sestupu a kompresi do větší hloubky se přítok zvětší natolik až předčí odtok z nádoby a náš dojem je, že se nádoba začíná naplňovat, i přestože kapalina stále odtéká. Podobně i při dekompresi odtok se začne zvětšovat natolik až předčí přítok. Náš dojem je tedy, že voda ubývá zatímco jenom rychlost přítoku je menší než rychlost odtoku vody. Nejdůležitější je mít neustále na paměti, že absorbce a eliminace netečných plynů probíhá současně a pouze se mění rychlost jakou oba procesy probíhají.
Malý dekompresní slabikář
Udělejme si teď malý pokus. Pošleme naši nádrž-potápěče do libovolné hloubky a počkáme až dojde k úplné saturaci. Přesněji řečeno dokud tedy nedojde k rovnovážnému stavu kdy je rychlost přítoku a odtoku z nádoby stejná. Jak teď docílíme nejrychlejší dekomprese našeho potápěče? Nejrychleji tak, že úplně zastavíme přítok. To tedy znamená odstranit směs, kterou jedinec dýchá a dáme mu dýchat čistý kyslík. Jenomže my jsme poslali našeho potápěče příliš hluboko kde by bylo dýchání čistého kyslíku toxické. Naštěstí jsme mu ale dali dýchat směs helia a kyslíku, jelikož víme jak je hloubkový sestup se vzduchem nevhodný a nebezpečný a helium má jednoznačně spoustu výhod. Třeba eliminace helia je 2.65 krát rychlejší než je tomu u dusíku. Nejenomže se helium vysycuje z tkání 2.65 krát rychleji, ale navíc v nich má i mnohem menší rozpustnost takže vlastní nasycení heliem je menší a nehrozí takové nebezpečí vzniku bublin jako u směsí s dusíkem při nevhodně provedené dekompresi. A to ani nemusím rozvádět další fakta jako třeba nulový narkotický efekt helia a další.
Jelikož ovšem víme, že provádět dekompresní sestup se směsí s vysokým obsahem dusíku jako je třeba 79% v případě vzduchu není vůbec dobrý nápad náš potápěč má tedy štěstí, ale co s dekompresí z helia? Pokud se helium sytí a vysycuje z tkání 2.65 krát rychleji tak stačí našemu potápěči vyměnit rychle se eliminující směs helia a kyslíku za pomalu absorbující se směs dusíku a kyslíku. Přítok do nádrže se tak více než dva a půl krát zpomalí a nádrž se začne vyprazdňovat aniž by potápěč musel vůbec měnit hloubku.
Keller to prakticky demonstroval na sestupu potápěče do 36 metrů se směsí 60% helia a 40% kyslíku. Po 70 minutách vyměnil směs za 60% argonu a 40% kyslíku. Keller záměrně použil argon jelikož se sytí dokonce 3.16 krát pomaleji než helium. Po dalších 50 minutách ve stejné hloubce bylo už helium z těla vysyceno zatímco argon ještě nedosáhl kritické hranice. Závěrečná dekomprese byla provedena nejprve s tou argonovou směsí a potom s kyslíkem za 15 minut. Srovnatelná dekomprese se vzduchem by trvala při stejném dvou hodinovém ponoru zhruba 90 minut a s heliem zhruba 60 minut.
Samozřejmě, že jediný trik s tímto experimentem byl ten, že dekompresní čas 65 minut byl stráven na dně v 36 metrech při pouhém přehození směsí. V potápěčské terminologii se tak počítá pořád jako bottom time (čas strávený na dně) a ne jako vlastní dekomprese. Samozřejmě, že tento efekt závisí jenom na okamžiku přehození směsí. Pokud k přehození dojde příliš brzy, těžký pomalu sytící se plyn (argon) může dosáhnout úrovně saturace kdy je potřeba provést dekompresi i z něj, což jde velmi pomalu. Pokud dojde k přehození směsí příliš pozdě, žádný efekt se nedostaví.
Kellerovy pokusy samozřejmě pokračovali dál s jinými směsmi. Postupem času i on sám odstranil argon z používání pro jeho narkotické účinky a přešel k použití dnes tradiční kombinace náhrady helia za dusík a ve finální fází dekomprese za kyslík jak tomu je dodnes v případě komerčního a technického potápění.
© Adolf Vondrka, 1998
© Fotto: Konrad Heiss - Rakousko,1998
a archiv J. Böhma
© Fotto: Konrad Heiss - Rakousko,1998
a archiv J. Böhma
Něco o potápění