Du använder en äldre webbläsarversion. Använd en version som stöds för bästa MSN-upplevelse.

Under ytan – dykardräkten tog oss ner i havsdjupen

Logotyp för NyTeknik NyTeknik 2021-07-29 Henning Eklund

TEKNIKHISTORIA. Örlogsskeppet Vasas kanoner lockade ner oss under ytan. Men de riktiga havsdjupen nåddes inte förrän rätt andningsgaser forskades fram. På vägen dit var arbete under vatten ett vågspel där dykare satte sina liv på spel.

Den dokumenterade svenska dykhistorien börjar på 1600-talet. Givetvis har människor fridykt långt innan det, men när vi pratar om teknik så sätts innovationerna igång efter örlogsskeppet Vasas förlisning 1628. Skeppsvraket ansågs inte vara mycket värt, men bronskanonerna var mycket viktiga för ett Sverige som låg i krig.

1664 lyckas ett arbetslag lett av Albrecht von Treileben och Andreas Peckell bärga större delen av kanonerna med hjälp av en dykarklocka. Det här är den tidigaste och mest primitiva dyktekniken som vi vet har använts i Sverige.

– Den ser ut som en stor uppochnervänd spann som fångar in luft. Dykaren står på en plattform inne i spannen och får klara sig på det syre som finns där. Hur länge den räcker beror på hur hårt han arbetar, men står han stilla kan han vara där 20 minuter, kanske 30, säger Hans Örnhagen. Han är tidigare dykerimedicinsk forskare, läkare i marinen och Svenska Sportdykarförbundet, samt tidigare ordförande för Svensk Dykerihistorisk förening.

Hans Örnhagen, tidigare dykerimedicinsk forskare, läkare i marinen och Svenska Sportdykarförbundet, samt tidigare ordförande för Svensk Dykerihistorisk förening. Foto: Henning Eklund © Tillhandahålls av NyTeknik Hans Örnhagen, tidigare dykerimedicinsk forskare, läkare i marinen och Svenska Sportdykarförbundet, samt tidigare ordförande för Svensk Dykerihistorisk förening. Foto: Henning Eklund

Inget drömliv för dykare i klockan

Inifrån plattformen fick dykaren arbeta med en lång stång med ett verktyg längst ut, det kunde vara en krok, såg eller tång. Att med den primitiva tekniken få upp så många kanoner var en stor bedrift, enligt Hans Örnhagen. 

– Men det var inget drömliv för dykaren inne i klockan, påpekar han.

Ett vittne till bärgningarna var den italienske prästen Francesco Negri, som då var på besök i Stockholm och skrev följande i sin dagbok:

”Dykaren var helt klädd i läder och hade dubbla skinnstövlar. Han ställde sig på en plattform av bly som hängde under dykarklockan. Jag frågade hur länge han kunde stanna på botten. Han svarade en halvtimme. Men det var i slutet av oktober och efter en kvart hissades klockan upp och mannen darrade av köld trots att han var stark och infödd. Jag ville själv prova dykarklockan, men fick rådet att avstå eftersom vattnet var så kallt och jag kunde ådraga mig något opassligt.”

En tidig idéskiss på en dykarklocka från brittiska matematikern och uppfinnaren Charles Babbage. Han är mer känd för sina matematiska maskiner och då främst sin analysmaskin, som var en tidig föregångare till dagens datorer. Foto: ANN RONAN PICTURES/HERITAGE/TT © Tillhandahålls av NyTeknik En tidig idéskiss på en dykarklocka från brittiska matematikern och uppfinnaren Charles Babbage. Han är mer känd för sina matematiska maskiner och då främst sin analysmaskin, som var en tidig föregångare till dagens datorer. Foto: ANN RONAN PICTURES/HERITAGE/TT

Framsteg när luft pumpades ner

Under de kommande århundradena förfinades tekniken, bland annat genom att tunnor med luft skickades ned till dykarklockan så att den kunde vara nere längre. Men det stora framsteget skedde inte förrän på 1800-talet, då fysiker hade börjat förstå hur tryck och luft fungerade. Efter utvecklingen av brandpumpar för att pumpa vatten blev frågan – skulle man även kunna pumpa luft på samma sätt? Svaret är ja.

– Med en slang från en pump ner till dykarklockan kunde man hela tiden pumpa ner ny luft. Och då behöver klockan inte vara särskilt stor, och blir till slut så liten att den passar över huvudet på dykaren, och då är dykarhjälmen uppfunnen, berättar Hans Örnhagen.

Dykare i en tidig hjälm tillverkad i koppar. Från andra halvan av 1800-talet börjar dräkter med dykarhjälmar tillverkas i stor skala. Foto: MARY EVANS PICTURE/TT © Tillhandahålls av NyTeknik Dykare i en tidig hjälm tillverkad i koppar. Från andra halvan av 1800-talet börjar dräkter med dykarhjälmar tillverkas i stor skala. Foto: MARY EVANS PICTURE/TT

De första dykarhjälmarna med luftpumpar utvecklades under första halvan av 1800-talet av bland andra Anton Ludvig Fahnehjelm i Sverige och August Siebe i England. Från andra halvan av 1800-talet börjar dräkter med dykarhjälmar tillverkas i stor skala. Men dykarna var på den här tiden fortfarande alltså beroende av en luftslang. Fast det skulle det bli ändring på.

Ny metod gjorde det möjlig att frisimma för dykare

Under 1800-talets andra hälft hade den brittiska ingenjören Henry Fleuss experimenterat med en sluten andningskrets. Dykaren andades ut luft i en säck, och andades sedan tillbaka samma luft, som renats. Systemet förutsätter att något tar bort koldioxiden i luften, och tillför syre.

– Fleuss löste det genom att dränka in tygstycken i kaliumhydroxid, och sätta in dem i säcken. Kaliumhydroxid absorberar koldioxiden. Samtidigt var han tvungen att tillföra syrgas, säger Hans Örnhagen.

Brittiska ingenjören Henry Fleuss. Foto: GRACES GUIDE © Tillhandahålls av NyTeknik Brittiska ingenjören Henry Fleuss. Foto: GRACES GUIDE

Uppfinningen fick inte någon större spridning, förrän den i en annan form användes under andra världskriget. Men den är ett viktigt steg i utvecklingen eftersom den möjliggör för en helt frisimmande dykare. 

Under det tidiga 1900-talet utvecklades pumparna så mycket att de kunde pumpa luften till så höga tryck att den gick att spara i en stålflaska. De första sådana apparaterna kom under mellankrigstiden, och var det stora genombrottet för dykare utan slang.

Det som ska vara den första kända bilden tagen under vatten på en dykare, fotot är från cirka 1920. Foto: HERITAGE/TT © Tillhandahålls av NyTeknik Det som ska vara den första kända bilden tagen under vatten på en dykare, fotot är från cirka 1920. Foto: HERITAGE/TT

Efter att andra världskriget brutit ut fanns det från militärt håll stor efterfrågan på dykare som inte skulle synas från ytan, för att exempelvis kunna ta sig in i en fientlig hamn och sabotera den. Med dåtidens teknik riskerade luftbubblorna som kom upp från dykarna att avslöja dem.

– Militären började använda Fleuss princip, fast med kalciumhydroxid och natriumhydroxid i form av ett granulat i stället för flytande kaliumhydroxid i tygtrasor. Gasen som dykaren andades gick igenom en patron som renade luften och gjorde att den gick att andas igen, vad vi i dag skulle kalla för en rebreather, säger Hans Örnhagen.

Nya andningsgaser öppnade för dykning på större djup

Den tekniska utvecklingen gjorde att dykarens utrustning till stor del börjar likna dagens hobbydykares. Men det var fortfarande inte tal om några större djup. För det krävdes att dykaren skulle andas annat än komprimerad luft.

Luft består av 78 procent kväve och 21 procent syre, vilket är problematiskt redan när dykaren kommer ner några tiotal meter under ytan. Kvävet är vad som inom dykkretsar kallas för djupberusande, på grund av tryckskillnaden. Den tidiga utvecklingen ledde fram till förfinade metoder för fungerande djuphavsdykning, och parallellt även de allt bättre fungerande dykardräkterna. Foto: SZ PHOTO/TT © Tillhandahålls av NyTeknik Luft består av 78 procent kväve och 21 procent syre, vilket är problematiskt redan när dykaren kommer ner några tiotal meter under ytan. Kvävet är vad som inom dykkretsar kallas för djupberusande, på grund av tryckskillnaden. Den tidiga utvecklingen ledde fram till förfinade metoder för fungerande djuphavsdykning, och parallellt även de allt bättre fungerande dykardräkterna. Foto: SZ PHOTO/TT

Luft består av 78 procent kväve och 21 procent syre, vilket är problematiskt när dykaren kommer ner några tiotal meter under ytan. Kvävet är vad som inom dykkretsar kallas för djupberusande, på grund av tryckskillnaden.

– När det andas in på stora djup blir det narkotiskt. Som en fylla helt enkelt, säger Hans Örnhagen.

Samtidigt bör den optimala andningsgasen inte innehålla mer syrgas än vad som behövs för att ämnesomsättningen ska fungera. I luften är det 21 procent, men detta blir på större djup för höga syrgaspartialtryck. På exempelvis 300 meters djup räcker en procent syrgas för att syrgaspartialtrycket ska bli tillräckligt för kroppens behov.

För att ta sig ner mot större djup än 50 meter började andningsgaser med helium och syre användas, så kallad heliox. Detta eftersom helium inte är djupberusande. Med heliox i tanken kunde dykarna komma ner på djup större än 100 meter. Men snart skulle något hända som vände upp och ner på allting.

Att arbeta som djuphavsdykare var länge, och är än i dag, ett farligt arbete. På bilden från 1965 tar en tungdykare en paus från arbetet. Foto: MARY EVANS PICTURE/TT © Tillhandahålls av NyTeknik Att arbeta som djuphavsdykare var länge, och är än i dag, ett farligt arbete. På bilden från 1965 tar en tungdykare en paus från arbetet. Foto: MARY EVANS PICTURE/TT

Oljeindustrin krävde innovationer för dykare

1969. Det amerikanska oljebolaget Phillips Petroleum Company slår världen med häpnad när nyheten kommer: i kritstenen under den norska sektorn av Nordsjön finns över tre miljarder fat olja inbäddad.

Oljesektorns expansion till haven var inget nytt. Men jämfört med oljeplattformarna i Mexikanska golfen, på grunda djup, med varmt vatten och god sikt, var förutsättningarna i Nordsjön något helt annat. Plötsligt behövdes dykare som kunde ta sig ner till 200–300 meters djup för att reparera ledningar eller oljeplattformsgrunder. Och det fanns mycket stora ekonomiska intressen bakom utvecklingen av dyktekniken.

– Förutsättningarna för oljedykarna i Nordsjön var på många sätt horribla: ett par grader i vattnet, mycket dålig sikt och på många punkter en bristande säkerhet. Katastrofåret 1975 dog 15 dykare när de arbetade i Nordsjön, säger Hans Örnhagen.

Oljesektorns expansion till hav som Nordsjön, med svårare förutsättningar för undervattensarbetet, gav utvecklingen av dyktekniken en skjuts framåt. Dykare behövde kunna ta sig ner till 200–300 meters djup för att reparera ledningar eller oljeplattformsgrunder. Dykaren på bilden kontrollerar sin utrustning på en oljerigg i Nordsjön, omkring år 1981. Foto: CAMERA PRESS/JOHN MOSS/TT © Tillhandahålls av NyTeknik Oljesektorns expansion till hav som Nordsjön, med svårare förutsättningar för undervattensarbetet, gav utvecklingen av dyktekniken en skjuts framåt. Dykare behövde kunna ta sig ner till 200–300 meters djup för att reparera ledningar eller oljeplattformsgrunder. Dykaren på bilden kontrollerar sin utrustning på en oljerigg i Nordsjön, omkring år 1981. Foto: CAMERA PRESS/JOHN MOSS/TT

Med heliox som andningsgas tog sig dykarna ner till djup som 300 eller till och med 400 meter, men fick alltså betala ett högt pris. Många av dem som klarade sig fick darrningar i kroppen och mådde illa, vilket kallades HPNS (high pressure neurological syndrome). Hans Örnhagen var en av de forskare som undersökte fenomenet.

– Först trodde man att det var en narkoseffekt av helium. Men även i djurförsök där det inte fanns någon helium såg vi fenomenet. Det visade sig att HPNS var en ren tryckeffekt och hade inget med helium att göra. Det visade sig också att HPNS till viss del kunde motverkas med små mängder narkotisk gas, säger han.

Hydriohelix vid rekorddykningen

Lösningen blev att ändra gasblandningen, och tillsätta någon procent kvävgas. Det franska företaget Comex lyckades ännu bättre med högre halter av vätgas, som är mindre narkotiskt än kvävgas. Blandningen kallas hydrox, men vid 400 meters djup och andandes ren hydrox blev dykarna alltför berusade för att kunna arbeta.

– Även vi här i Sverige deltog i sökandet efter den ideala andningsgasen för dykning på stora djup. Till slut kom vi fram till att vätgasen var lite för narkotisk för att i ren form användas till att dyka djupare. Hydrox var inte lösningen, säger Hans Örnhagen.

Den senaste stora uppfinningen inom djupdykning kom från Comex och gick ut på att blanda hälften vätgas, hälften helium med en liten mängd syrgas. Med den gasen, som fick namnet hydreliox, som andningsgas dök den grekiska dykaren Theo Mavrostomos år 1992 till 701 meters djup i en tryckkammare i Marseille, vilket än i dag är världsrekordet.

– Han mådde inte helt okej, men han klarade rekordet, säger Hans Örnhagen.

Varför har då inga stora framsteg skett sedan dess? Svaret är enkelt: vi behöver inte. I dag är dykrobotar och undervattensdrönare så bra att de är överlägsna mänskliga dykare, dessutom utan någon risk för skador eller dödsfall.

Efter katastrofåret då 15 dykare dog följde tio års intensiv dykeriforskning.

– Det gjordes massiva insatser för att förstå vad som hände med kroppen på stora djup. Med tanke på hur mycket pengar det fanns i oljan hade man råd att satsa på forskningen. Nu är det 20 år sedan en dykare dog under mättnadsdykning i Nordsjön. Det är teknisk utveckling, säger Hans Örnhagen.

Är utvecklingen slut nu?

– Det beror på vad du menar med begreppet utveckling. Vi kommer sannolikt inte att komma djupare. Men det finns fortfarande komponenter att forska vidare på. Till exempel vet vi fortfarande inte vad dykarsjuka egentligen är. En viss forskning måste fortsätta men volymen är bara en bråkdel av vad den var för 30 år sedan.

Svenske ingenjören dog när han testade sin uppfinning

Under andra världskriget ökade intresset för att dyka djupare av militära skäl. Men ett i krigstider isolerat Sverige hade svårt att få fram helium i större mängder. Lösningen kom från KTH-studenten Arne Zetterström. Men det skulle också kosta honom livet.

Redan som barn följde Arne Zetterström med sin pappa, ubåtsinspektör Ture Zetterström, på jobbet. Som 16-åring tillverkade Arne, född 1917, sin första egna dykapparat. Nu, mitt under brinnande världskrig, skulle han som KTH-student komma med en innovation som slog världsrekord i djupdykning utan helium. 

Dykaren och ingenjören Arne Zetterström. Foto: WIKIMEDIA © Tillhandahålls av NyTeknik Dykaren och ingenjören Arne Zetterström. Foto: WIKIMEDIA

Problemet med kväve är alltså att det blir narkotiskt på stora djup. Men forskningen hade hittat ett samband mellan hur narkotisk en gas är och hur fettlöslig den är.

– Zetterström funderade, tänk om man skulle kunna använda en gas som inte är narkotisk? Och han kom fram till att vätgas inte är så fettlösligt som kvävgas, berättar Hans Örnhagen, tidigare dykerimedicinsk forskare, läkare i marinen och Svenska Sportdykarförbundet.

Den stora nackdelen med vätgas är att det är otroligt explosivt och lättantändligt.

– Alla var livrädda för vätgas. Men Zetterström hade sin pappa som en auktoritet och fick lov att göra experiment. Och han upptäckte att med mindre än fyra procent syrgas i vätgasblandningen gick den inte att antända, säger Hans Örnhagen.

På stora djup klarar man sig med mindre än fyra procent syrgas. Därför designade Arne Zetterström ett system där dykaren först andas luft ner till 30 meters djup. Där växlar dykaren över till en skiftgas som innehåller kvävgas och fyra procent syrgas. På det djupet är kvävgasen inte alltför narkotisk. 

Dyktuber anpassade för andningsgasen heliox, en blandning av helium och syrgas. Foto: HENNING EKLUND © Tillhandahålls av NyTeknik Dyktuber anpassade för andningsgasen heliox, en blandning av helium och syrgas. Foto: HENNING EKLUND

Efter att dykarens lungor tömts på vanlig luft och ersatts av skiftgasen kopplas vätgasen med fyra procent syrgas in. Med den blandningen kan dykaren fortsätta ner mot stora djup.

Ubåtsräddningsfartyget HMS Belos, den 7 augusti 1945. Världsrekordet i djupdykning vid den här tiden var 128 meter, satt av amerikanen Max Gene Nohl i Micihigansjön, med heliox. Men den då 28-årige svenska dykpionjären Arne Zetterström var fast besluten om att visa att det gick att komma djupare även utan helium. Efter att ha genomfört en serie dykningar på allt större djup var det dags att prova ett dyk till 165 meters djup.

Det börjar bra. Bytet av andningsgaser går som planerat och Zetterström tar sig ner till 165 meter, alltså med råge det djupaste under vattenytan någon människa vad vi vet dittills befunnit sig. Från sin dykarplattform rapporterar uppfinnaren allt väl, och efter några genomförda experiment är det dags att ta sig upp igen.

Den första etappen är planerad till 120 meter. Där ska Zetterström stanna ett tag, för att hans kropp ska vänja sig vid det minskade trycket och vädra ut gas som laddats upp under den djupare delen av dyket.

Dykarplattformen hänger i en vajer kopplad till en lyftkran på Belos, men också i en annan lina i fartygets stäv. Den linan ska hållas sträckt, för att plattformen ska vara stabil och inte tvinna sig. Jobbet gavs till två värnpliktiga som inte hade någon erfarenhet av dykning.

– Dykkontrollen uppe på Belos säger att det är dags att ta upp dykaren, och lyftkranen börjar hissa upp honom till 120 meter. Men de värnpliktiga hörde ordern och drog med sin vinsch plattformen hela vägen upp till ytan, säger Hans Örnhagen.

Dykarklockan på HMS Belos där Arne Zetterström gjorde sitt livs sista dyk var den första i sitt slag i Europa, enligt en artikel i SvD från 1942. Foto: SVD/TT © Tillhandahålls av NyTeknik Dykarklockan på HMS Belos där Arne Zetterström gjorde sitt livs sista dyk var den första i sitt slag i Europa, enligt en artikel i SvD från 1942. Foto: SVD/TT

Från det enorma djupet 165 meter lyfts Arne Zetterström direkt upp till ytan. Alla som sysslar med dykning förstår att det är en katastrof, eftersom kroppen inte hinner vänja sig vid tryckförändringen. Dessutom har Zetterström inte hunnit byta andningsgasen som planerat.

Exakt när Arne Zetterström dör vet vi inte, men det sker innan besättningen på fartyget har någon chans att sänka ner honom på rätt djup igen.

– Han dör dels av bristen på syrgas, dels av att han får bubblor som sätter sig i hjärnan och stoppar blodflödet dit. I dag förstår vi vikten av att alla i ett dykteam måste vara informerade om dykning, säger Hans Örnhagen.

I och med Zetterströms död slutar utvecklingen av vätgasdykning i Sverige. Dessutom tar kriget slut mindre än en månad efter dyket och Sverige får tillgång till helium igen. Men den tekniska utvecklingen kom att visa att Arne Zetterström var inne på helt rätt spår.

Annonsval
Annonsval

Mer från NyTeknik

image beaconimage beaconimage beacon