Năm 1863, nhà phát minh kiêm kỹ sư người Đức - Mỹ Julius Hermann Kroehl thành lập Công ty ngọc trai Thái Bình Dương với mục tiêu khai thác lợi nhuận từ ngọc trai ở vùng biển này. Để giảm nhẹ quá trình tốn sức này, ông bắt đầu xây dựng một chiếc tàu ngầm được thiết kế chuyên dụng để hỗ trợ thu thập trai, sò, theo Amusing Planet.
Hoạt động lặn mò ngọc trai phụ thuộc hoàn toàn vào thợ lặn làm việc mà không có thiết bị thở. Những thợ lặn này xuống tới độ sâu 6 - 12 m, thu thập nhiều vỏ trai sò hết mức có thể trước khi nổi lên và họ thường nhịn thở tới một phút. Công việc diễn ra trong lúc thủy triều thấp, cho phép tiếp cận các khu vực sâu hơn của đáy biển. Tuy nhiên, thời gian lặn rất ngắn, chỉ kéo dài 2 - 3 giờ. Trong khung thời gian hạn chế, thợ lặn thực hiện 12 - 15 chuyến lặn xuống đáy biển. Nhận thức được nguy cơ và tính kém hiệu quả của phương pháp này, Kroehl tìm giải pháp cách mạng hóa quá trình, giúp thợ lặn tránh khỏi nguy hiểm không cần thiết đồng thời cải thiện năng suất.
Tàu ngầm Sub Marine Explorer của Kroehl dài 11 m và có đường kính 3 m, nặng 80 tấn. Thiết kế phức tạp của tàu bao gồm 3 phần riêng biệt, một buồng khí nén bên dưới thân trên, một buồng làm việc ở trung tâm cho thủy thủ đoàn và một loạt 10 két nước dằn. Để lặn, một tàu tiếp nhiên liệu chạy bằng hơi nước bơm vào buồng khí áp cao không khí nén lên tới 13,6 atmosphere. Sau khi nạp đầy buồng, Kroehl và cộng sự mở van đường ống trên tàu từ trạm điều khiển trung tâm và làm ngập két nước dằn để tàu ngầm chìm xuống. Khi nước tràn vào, không khí mà nó thế chỗ đổ vào hàng loạt đường ống xả dẫn tới đường ống phân phối, sau đó xả ra ngoài qua một van ở tháp chỉ huy. Kroehl chỉnh hướng tàu thông qua điều phối nước ngập và dựa vào không khí điều áp để đẩy nước biển ra khỏi két nước dằn.
Sau khi tàu ngầm dưới nước, không khí điều áp được giải phóng vào buồng làm việc cho tới khi áp suất bên trong cân bằng với áp suất của vùng biển xung quanh. Lúc này, nắp ở đáy tàu ngầm có thể mở ra mà không làm nước tràn vào bên trong. Nhờ không khí bên trong buồng làm việc hoàn toàn cản nước, những thợ lặn có thể chui ra để thu thập trai sò lấy ngọc.
Để tạo ra lực đẩy, Sub Marine Explorer sử dụng động cơ đẩy quay tay có thể đạt tốc độ 7,4 km/h. Ngoài ra, không khí bên trong tàu được thay mới bằng cách phun nước biển qua hợp chất hóa học, duy trì điều kiện để hít thở trong chuyến lặn kéo dài. Để nổi lên mặt nước, không khí điều áp được bơm vào két nước dằn nhiều hơn nhằm đẩy nước ra ngoài.
Tàu Sub Marine Explorer thực hiện vài chuyến lặn thành công ngoài khơi Panama, chứng minh tiềm năng của công nghệ tàu ngầm trong lặn mò ngọc trai. Đặc biệt, trong một chuyến lặn, thủy thủ đoàn thu được 1.800 con trai sò, nặng gần 900 kg chỉ trong 4 giờ. Tuy nhiên, sau 11 ngày săn tìm trai sò, tất cả thủy thủ đoàn bị ốm sốt không rõ lý do, một số tử vong không lâu sau đó. Một số lời kể của người dân địa phương cho biết những trường hợp tử vong này xảy ra sau chuyến lặn nhiều giờ ở độ sâu trên 30 m và nổi lên nhanh.
Ở thời điểm đó, cả Kroehl và thủy thủ đoàn đều không hiểu rõ nguyên nhân phía sau bi kịch là bệnh giảm áp. Chứng bệnh này là kết quả từ tác động sinh lý khi hít thở không khí điều áp dưới nước. Khi một thợ lặn bơi xuống nước, áp suất xung quanh tăng lên buộc khí gas như nitrogen hòa tan vào máu và mô. Nếu thợ lặn ngoi lên quá nhanh, áp suất giảm đột ngột khiến nitrogen hình thành bọt khí bên trong cơ thể, dẫn tới nhiều triệu chứng.
Những ảnh hưởng của bệnh giảm áp rất đa dạng từ đau khớp nhẹ và phát ban tới hậu quả nặng nề hơn như liệt, thậm chí tử vong. Bọt khí nitrogen thường tập trung ở các khớp quan trọng như đầu gối hoặc cổ tay, buộc nạn nhân phải uốn gập người vì đau đớn. Kroehl và thủy thủ đoàn không biết họ cần ngoi lên từ từ trong điều kiện kiểm soát để tránh biến chứng đe dọa sinh mạng.
Kroehl qua đời vào tháng 9/1867 do ốm sốt dù có nhiều suy đoán cái chết của ông liên quan tới bệnh giảm áp trong các chuyến lặn thử nghiệm với tàu Sub Marine Explorer. Nhưng vợ ông bác bỏ giả thuyết này và cho rằng ông chết do bệnh sốt rét mắc phải khi nhập ngũ trong chiến dịch Vicksburg.
Thiếu sự lãnh đạo của Kroehl và nguồn tài chính để duy trì hoạt động, Công ty ngọc trai Thái Bình Dương ngừng kinh doanh. Thủy thủ đoàn quay trở lại New York, bỏ lại tàu Sub Marine Explorer mắc cạn. Năm 1869, một đội khác tân trang tàu và mang về quần đảo Pearl để tiếp tục thu hoạch vỏ trai sò và ngọc trai. Tuy nhiên, những chuyến lặn sâu khiến nhiều thợ lặn bị ốm hoặc chết. Bi kịch lặp lại buộc họ phải bỏ tàu trong một hang động trên đảo San Telmo.
Trong nhiều thập kỷ, phần thân han gỉ của chiếc tàu gây tò mò cho cư dân địa phương. Vào đầu những năm 2000, James P. Delgado, nhà khảo cổ ở Viện khảo cổ hàng hải Mỹ tái phát hiện con tàu thế kỷ 19. Dù tàu Sub Marine Explorer thu hút nhiều sự quan tâm, nỗ lực nghiên cứu và thu thập xác tàu gặp trở ngại do thách thức về tài chính và vận chuyển. Năm 2010, tàu vẫn bị chìm dưới nước, phần vỏ bằng kim loại bị ăn mòn nghiêm trọng sau hàng thập kỷ tiếp xúc với nước biển. Kết quả phân tích xác nhận con tàu đã tới giai đoạn hư hỏng nặng. Nếu không có biện pháp bảo tồn, nó sẽ mục nát đến mức không thể khắc phục.
An Khang (Theo Amusing Planet)