포화잠수

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1. 개요
2. 원리 및 방법
3. 역사
4. 의학적 측면
5. 운용 절차
6. 표면 포화 시설의 구조
7. 보조 및 지원 장비
8. 플랫폼
9. 수중 서식지
10. 심해 기록
11. 훈련 및 등록
12. 안전 및 위험
13. 근무 조건
참조

1. 개요

포화 잠수는 잠수부가 특정 수심에서 신체가 포화 상태가 될 때까지 머무는 잠수 기술이다. 이 기술은 감압병의 위험을 줄이면서 수중 작업 시간을 늘리기 위해 개발되었다. 포화 잠수는 기본 원리에 따라, 재압 탱크와 잠수종을 이용하여 해저에서 쾌적하게 작업할 수 있도록 한다. 해결해야 할 주요 과제로는 압력, 호흡, 온도 문제가 있으며, 이에 대한 대책이 마련되어 있다. 포화 잠수는 해상자위대와 같은 기관에서 훈련 및 연구를 통해 발전해 왔으며, 상업적으로도 활용되고 있다. 그러나 고압 신경 증후군, 압착성 관절통, 산소 중독 등 다양한 의학적 위험이 존재하며, 생명 유지 시스템, 온수 시스템, 통신 시스템, 호흡 기체 등 다양한 보조 장비가 사용된다. 포화 잠수 시스템은 잠수 감독관, 생명 유지 장치 감독관, 기술자, 잠수사 등으로 구성된 팀에 의해 운영되며, 압축, 저장 깊이, 대기 제어, 잠수부 배치, 감압 등 일련의 절차를 거쳐 수행된다.

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포화잠수
개요
정의	고압 환경에서 장시간 작업 후 감압 시간을 줄이기 위해 신체가 가스에 완전히 포화된 상태를 유지하며 수행하는 잠수 기술
기술적 측면
원리	인체 조직이 특정 깊이의 불활성 기체(보통 헬륨 혼합 가스)로 완전히 포화되도록 유지 상승 시 단 한 번의 감압으로 안전하게 수면으로 복귀
장점	깊은 수심에서 장시간 작업 가능 감압 시간을 획기적으로 단축 잠수부의 피로 감소
단점	초기 가압 및 최종 감압에 긴 시간 소요 특수 장비 및 시설 필요 헬륨 사용으로 인한 높은 비용 고압 환경으로 인한 건강 문제 발생 가능성
적용 분야
해양 탐사	깊은 해저 자원 탐사 및 해양 연구
해양 건설	심해 파이프라인 설치 및 해저 구조물 건설
해난 구조	침몰선 인양 및 해저 사고 조사
역사
개발	1960년대 초, 조르주 뵐로와 스위스의 해양학자 한스 켈러가 개발
상업적 활용	1960년대 후반부터 심해 유전 개발에 널리 사용
안전 및 건강
위험 요소	고압 신경 증후군 (HPNS) 헬륨 음성 왜곡 감압병 산소 중독
예방 및 관리	철저한 잠수 계획 및 절차 준수 적절한 혼합 기체 사용 정기적인 건강 검진 비상 상황 대비 훈련
관련 기술
잠수 챔버	고압 환경에서 잠수부의 거주 및 작업 공간 제공
감압 챔버	안전한 감압을 위한 시설
원격 조종 차량 (ROV)	인간이 직접 잠수하기 어려운 환경에서 작업 수행
기타
참고	포화 잠수 기술은 극한 환경에서 인간의 활동 범위를 넓히는 데 기여했지만, 동시에 높은 위험과 비용을 수반하는 기술이다.

2. 원리 및 방법

깊은 수심에서 잠수할 때 가장 큰 문제는 감압병이다. 인체가 높은 수압에 노출되면, 호흡하는 기체 속의 질소 등이 압력 때문에 몸 안에 녹아 들어간다. 부상할 때는 주변 압력이 낮아지면서 몸에 녹아 있을 수 있는 기체의 양이 줄어든다. 이 때문에 몸에 녹아 있던 기체가 과포화 상태가 된다. 건강한 사람은 어느 정도 기체를 자연 배출하므로, 안전하게 부상하면 문제가 없다. 그러나 부상 속도가 빠르거나 몸 상태가 좋지 않으면 여분의 기체가 기포로 몸 안에 나타나 색전증 등 감압병 증상을 보인다.

여기서 몸에 녹아 들어갈 수 있는 기체의 양은 일정하다는 점이 중요하다. 즉, 특정 수심에 오래 머무르면 기체는 더 이상 몸에 녹아들지 않는 '''포화 상태'''가 된다. 특정 수심에서 안전하게 부상하는 시간은 일정하므로, 같은 수심에 오래 있을수록 잠수 효율이 좋다. 이것이 포화 잠수의 기본 원리이다. 예를 들어 수심 90미터에서 안전하게 부상하려면 약 6시간 반이 필요하다. 즉, 90미터에서 40분 작업보다 2시간 작업이 잠수 효율이 높다.^[2]

하지만 포화 상태까지 잠수하면 안전하게 부상하는 시간이 매우 길다. 바닷속에서 긴 부상 시간을 보내는 것은 힘들고 위험하다. 부상 시간은 호흡 기체의 농도를 조절하여 줄일 수 있지만, 이런 상태에서 기체 농도를 빠르고 정확하게 파악하기 어렵다.

그래서 실제 포화 잠수에는 '''재압 탱크'''(DDC: Deck Decompression Chamber)와 '''벨'''(PTC: Personnel Transfer Capsule)이 자주 쓰인다. 재압 탱크는 지상/선상에서 고압 환경을 만들고, 벨은 고압을 유지하며 재압 탱크에서 해저까지 이동한다. 잠행과 부상은 재압 탱크 내에서 압력을 조절하여 대체하고, 해저에서는 실제 작업(익스커션)만 할 수 있어 쾌적하다.^[1]

포화 잠수는 감압병 위험을 줄이고 잠수 효율을 높이지만, 실제 적용에는 다음과 같은 주요 과제가 있다.

압력: 재압 탱크를 쓰면 감압이 선상에서 관리되므로 위험이 적다. 하지만 현재 감압표는 경험에 의존하고, 장비 문제도 있어 안전이 완벽하지 않다. 가압 시에는 고압 신경 증후군(HPNS) 위험이 있다. HPNS는 수심 200m 부근에서 발생하며, 현기증, 구토, 경련, 뇌파 변화를 일으킨다. 심각한 후유증은 없지만, 원인이 불분명하여 주의해야 한다.
호흡: 고압에서는 공기 밀도가 높아져 호흡 저항이 커진다. 따라서 호흡에 더 많은 체력이 필요하다. 질소 마취 대책으로 밀도가 낮은 헬륨 혼합 가스(Heliox)나 수소를 더한 "3종 혼합 가스"(Hydrox)를 써서 가스 밀도를 낮춘다.
온도: 헬륨 혼합 가스나 3종 혼합 가스는 열전도율이 높아 차가운 심해에서 체온 유지가 중요하다. 모선에서 호흡 가스와 온수를 보내 호흡 가스와 온수복을 데워 체온 저하를 막는다.

2. 1. 기본 원리

깊은 수심으로 잠수할 때 가장 큰 위협은 감압병이다. 인체가 심해의 수압에 노출되면, 호흡하는 가스에 포함된 질소 등이 압력에 의해 생체 조직 내에 녹아 들어간다. 반대로 부상할 때에는 주변 압력이 낮아지면서 생체 조직에 녹아 있을 수 있는 가스의 양이 감소한다. 이로 인해 생체에 녹아 있던 가스는 과포화 상태가 된다. 건강한 사람이라면 어느 정도의 가스는 자연스럽게 배출되므로, 안전 기준을 충족하며 부상하면 위험한 상황이 발생하지 않는다. 그러나 부상 속도가 너무 빠르거나 컨디션이 좋지 않으면 여분의 가스가 기포로 몸 안에 나타나 색전증 등, 일반적으로 감압병으로 알려진 증상을 보인다.

여기서 생체 조직에 녹아 들어갈 수 있는 가스의 양은 일정하다는 점이 중요하다. 즉, 특정 수심에 일정 시간 이상 머무르면 가스는 더 이상 인체에 녹아들지 않는 '''포화 상태'''가 된다. 특정 수심에서 안전하게 부상하는 데 필요한 시간은 일정하므로, 동일한 수심에 오래 머무를수록 잠수 효율이 향상된다. 이것이 포화 잠수의 기본적인 원리이다. 예를 들어 수심 90미터에서 안전하게 부상하려면 약 6시간 반이 필요하다. 즉, 수심 90미터에서 40분 작업하는 것보다 2시간 작업하는 것이 잠수 효율이 높다.^[2]

하지만 기본 원리는 위와 같지만, 포화 상태가 될 때까지 잠수하면 안전하게 부상하는 데 걸리는 시간이 매우 길어진다. 바닷속에서 이 긴 부상 시간을 보내는 것은 매우 단조롭고 고되며, 위험을 수반한다. 부상 시간은 호흡 가스의 농도를 적절히 관리하여 단축할 수 있지만, 이러한 상태에서 가스 농도를 신속하고 정확하게 파악하기는 쉽지 않다.

이러한 이유로, 실제로 포화 잠수를 할 때에는 지상/선상에서 고압 환경을 구현하기 위한 '''재압 탱크'''(DDC: Deck Decompression Chamber)와, 고압 환경을 유지한 채 재압 탱크에서 해저까지 왕복하기 위한 '''벨'''(PTC: Personnel Transfer Capsule)이 자주 사용된다. 이 경우 잠행과 부상에 해당하는 부분은 지상/선상의 재압 탱크 내에서 압력을 높이거나 낮추는 것으로 대체할 수 있으며, 해저에서는 실제 작업 잠수(익스커션) 동안만 보낼 수 있어 훨씬 쾌적하게 잠수를 할 수 있다.^[1]

2. 2. 주요 과제 및 해결 방안

포화 잠수는 감압병의 위험을 줄이고 잠수 효율을 높이는 잠수 방식이지만, 실제 적용에는 몇 가지 주요 과제가 따른다.

; 압력

: 재압 탱크를 이용한 포화 잠수에서는 감압이 선상에서 관리되는 재압 탱크 안에서 이루어지므로 위험이 적다. 하지만 현재 사용되는 감압표는 대부분 경험에 기반하고 있으며, 장비 문제 발생 가능성도 있어 안전이 완벽히 보장되지는 않는다.

: 가압 단계에서는 고압 신경 증후군(HPNS) 발병 위험이 있다. HPNS는 수심 200m 부근에서 발생하며, 현기증, 구토, 심하면 경련 발작을 일으키고 뇌파에 변화를 가져온다. 심각한 후유증은 알려지지 않았지만, 발생 원인이 명확하지 않아 주의가 필요하다.

; 호흡

: 일반적인 송기 잠수에서는 고압 환경에서 공기 밀도가 증가하여 호흡 저항이 커진다. 따라서 지상보다 호흡에 더 많은 체력이 필요하다.

: 이에 대한 대책으로, 질소 마취 대책을 겸하여 밀도가 낮은 헬륨 혼합 가스(Heliox)나 수소를 더한 "3종 혼합 가스"(Hydrox)를 사용하여 가스 밀도를 낮추는 방법이 있다.

; 온도

: 헬륨 혼합 가스나 3종 혼합 가스는 열전도율이 공기보다 높다. 따라서 차가운 심해에서는 잠수부의 체온 유지가 중요 과제가 된다.

: 대책으로, 모선에서 호흡 가스와 함께 온수를 보내, 호흡 가스와 잠수부가 착용하는 온수복을 데워 체온 저하를 막는다.

2. 3. 구체적인 절차

잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403). 포화 잠수의 모선 기능을 갖추고 있으며, 일본 기록을 달성한 잠수를 지원했다.

현재 일본에서 포화 잠수를 항시적으로 실시하고 있는 조직 중 하나는 해상자위대이다. 해상자위대 잠수 의학 실험대를 중심으로 포화 잠수를 포함한 각종 잠수 기술을 연구 개발하고 있으며, 1997년에는 400미터에서 40일간의 잠수를 달성했고, 2008년 5월 21일에는 잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403)의 잠수원이 '''450미터'''라는 일본 신기록·세계 2위(당시)를 달성했다.^[1]^[2] 해상자위대의 잠수 부대를 예로 들어 실제로 포화 잠수를 실시하는 경우의 절차를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수를 할 수 있는 장비가 갖춰져 있으므로 모선으로 사용할 수 있다. 해상자위대는 통상 6명 또는 3명의 팀으로 포화 잠수를 실시하고 있다. 잠수 팀이 탱크(DDC)에 들어가면 먼저 공기를 호흡하면서 2기압(10미터 상당)까지 가압된다. 여기서 점검을 한 후 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 소정의 깊이에 상당하는 압력까지 단번에 가압한다. 단, 여기서 가압 속도가 너무 빠르면 고압 신경 증후군 등의 폐해가 발생하기 때문에 해상자위대에서는 1m/분 전후의 속도를 유지하고 있다고 한다.^[1] 목표 수심이 200미터보다 깊은 경우, 가압 속도를 더 늦춘다. 예를 들어, 2008년 5월 잠수의 경우, 탱크에서 가압을 시작하여 실제로 익스커션을 하기까지 4일이 걸렸다. 이로 인해 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필요 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10미터 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] 이 가압 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 있으므로 탱크와 함께 가압된다. 탱크에서의 가압이 끝나면 실제로 잠수하는 다이버는 벨로 이동한다. 잠수를 6명 팀으로 실시했을 경우, 이 중 3명은 탱크 내에 남아 벨에서 잠수하는 다이버를 돕는다. 만약 실제로 잠수하고 있던 다이버에게 부상 등이 발생했을 때, 지상에서의 구조 팀이 탱크 내에 들어가려면 지금까지 보아온 절차를 똑같이 밟을 필요가 있어 시간이 걸리므로, 만약의 경우에 도울 수 있는 인원을 탱크 내에 남겨두는 것은 매우 중요하다.

다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리된다. 그 후, 벨은 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)에 의해 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다. 벨은 먼저 문 풀(문 풀)이라고 불리는 선체의 개구부까지 이동한 후, 해저의 목표 지점에 설치된 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다. 하강을 완료하면 벨은 천천히 감압된다. 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 벨의 해치가 열리게 되므로 실제 익스커션에 들어가게 된다. 이때 벨 내의 3명의 다이버 중 1명은 텐더(해중에서 작업을 수행하는 2명의 다이버를 돕는 역할(호흡 가스 및 온수 조절)을 수행)로서 벨 내에 남는다.

작업 종료 후에는 위 절차를 역순으로 진행한다. 단, 감압병의 위험 때문에 부상(감압)하는 데 훨씬 더 많은 시간이 걸리며, 작업 수심 100m의 경우 5일, 300m의 경우 11일이 소요된다.^[1]

3. 역사

포화 잠수는 1938년 에드가 엔드와 맥스 놀의 첫 실험 이후, 1957년 조지 F. 본드의 제네시스 프로젝트를 통해 본격적으로 연구되기 시작했다. 초기에는 미국 해군이 주도적인 역할을 수행했으나, 실럽(SEALAB) 계획의 실패 이후 민간 부문으로 중심이 이동했다.

1965년 웨스팅하우스에 의해 최초의 상업적 포화 잠수가 이루어졌고, 같은 해 자크 쿠스토의 콩쉘프 III 실험이 진행되었다. 이후, 피터 B. 베넷은 고압 신경 증후군을 완화하기 위해 트라이믹스 호흡 가스를 개발했으며, 1981년 ''아틀란티스 III'' 실험에서 686m의 깊이 기록을 세웠다.

상업적 포화 잠수는 해양 석유 및 가스 산업의 발전과 함께 성장했다. 특히 1960년대 북해 유전 발견 이후, 포화 잠수 기술은 급속도로 발전했다. 초기에는 벨 바운스 다이빙이 주로 사용되었으나, 유전 기반 시설 개발로 인해 장시간 잠수가 필요해지면서 포화 잠수 절차가 개발되었다.

미국 해군 실험 잠수 부대와 콤파니 마리팀 데 엑스페리앙스(COMEX) 등은 엑스커션 다이빙 및 감압 절차에 대한 연구를 진행했다. 1988년 노르웨이 석유 국은 포화 감압 안전에 대한 회의를 개최하고, 1999년에는 NORSOK U100 표준을 발표하여 포화 잠수 절차를 표준화했다.

심해 잠수에 대한 도전은 미국과 프랑스를 중심으로 경쟁적으로 이루어졌다. 듀크 대학교의 아틀란티스 계획과 COMEX의 히드라 계획은 각각 686m (아틀란티스 III), 701m (HYDRA-X, 모의 환경)의 깊이 기록을 세웠다.

포화 잠수는 무균성 골괴사와 관련이 있다는 연구 결과가 있으며, 이에 대한 연구가 계속 진행 중이다.

일본에서는 1965년부터 과학기술청과 도쿄 의과 치과 대학을 중심으로 포화 잠수 기술 개발이 시작되었다. 1971년 해양 과학 기술 센터가 설립되어 민간 연구를 주도했고, 해상자위대도 잠수 의학 실험대를 설치하여 포화 잠수 연구에 참여했다. 1974년에는 일본 최초의 상업 포화 잠수가 이루어졌으며, 1980년대에는 침몰한 러시아 군함의 금괴 인양 작업에 포화 잠수가 활용되기도 했다.

3. 1. 여명기

1938년 12월 22일, 에드가 엔드와 맥스 놀은 위스콘신주 밀워키의 카운티 응급 병원 재압 시설에서 101 피트 해수면 (fsw)(30.8 msw)에서 27시간 동안 공기를 호흡하며 세계 최초의 의도적인 포화 잠수를 수행했다. 감압은 5시간 동안 지속되었고 놀은 감압병의 경미한 증세를 겪었지만 재압으로 해결되었다.

1942년, 앨버트 R. 베른케는 인체가 관성 가스로 포화될 때까지 증가된 주변 압력에 노출되어야 한다는 아이디어를 제안했다. 1957년, 조지 F. 본드는 해군 잠수 의학 연구소에서 제네시스 프로젝트를 시작하여 인체가 다양한 호흡 가스와 증가된 환경 압력에 장기간 노출되는 것을 견딜 수 있다는 것을 증명했다. 일단 포화가 이루어지면, 감압 정지에 필요한 시간은 깊이와 호흡하는 가스에 따라 달라지며, 추가 노출로 증가하지 않는다. 이것이 포화 잠수와 미국 해군의 해상 인명 프로그램의 시작이었다.

최초의 상업적 포화 잠수는 1965년 웨스팅하우스에 의해 스미스 마운틴 댐에서 고장난 쓰레기 랙을 교체하기 위해 수행되었다. 같은 해, 자크 쿠스토의 다이버들이 수심 100m에서 콩쉘프 III 실험을 수행했다.

피터 B. 베넷은 고압 신경 증후군을 제거하는 방법으로 트라이믹스 호흡 가스를 발명한 것으로 알려져 있다. 1981년, 듀크 대학교 메디컬 센터에서 베넷은 자원 봉사자를 2250 fsw (해수에서 686 m 깊이에 해당)의 압력에 노출시키고 31일 이상에 걸쳐 대기압으로 서서히 감압하는 ''아틀란티스 III''라는 실험을 수행하여 당시 세계 깊이 등가 기록을 세웠다. 이후 실험인 ''아틀란티스 IV''에서는 자원 봉사자 중 한 명이 환희, 환각 및 경조증을 경험하면서 문제가 발생했다.

포화 잠수의 개념은 최초의 감압표를 작성한 존 스콧 헐데인이 이미 고안했지만, 당시에는 심해 잠수의 수요도 없었고, 이를 실현할 기술도 미숙했기 때문에 주목받지 못했다.

1938년 12월, 세계 최초의 포화 잠수가 이루어졌다. 이 실험에서 다이버는 30미터 깊이에 해당하는 압력으로 가압된 탱크에 27시간 체류했으며, 5시간에 걸쳐 감압했지만, 피험자는 감압증에 걸려 고압 산소 치료를 받았다.

1957년부터 1964년에 걸쳐 미국 해군이 실시한 제네시스 계획은 포화 잠수에 대한 조직적인 노력의 시작이었다. 제네시스 계획에서는 동물 실험에 주안점을 두었지만, 폐 산소 중독의 위험성 발견 등 후속 연구에 많은 기여를 했다. 이 때문에 이 계획을 주도한 미국 해군 의무관 조지 본드 대령은 '''포화 잠수의 아버지'''라고 불린다.

거의 같은 시기인 1962년, 남프랑스에서 에드윈 링크의 맨 인 더 씨 계획, 그리고 자크-이브 쿠스토의 콩셸프 계획이 진행되었다. 이들은 실제 해상에서 조직적으로 포화 잠수를 시도하는 것으로, 링크는 처음으로 인간을 대상으로 60미터 가압을 실시했고, 쿠스토는 55미터에서 엑스커션을 했다. 1963년, 쿠스토는 홍해에서 포화 깊이 11미터, 엑스커션 깊이 110미터의 콩셸프-II 계획을 실시했다.

3. 2. 미국 해군의 도전과 좌절

조지 F. 본드 대령의 조언은 자크 쿠스토와 에드윈 앨버트 링크의 포화 잠수 계획에 큰 영향을 주었지만, 미국 해군이 조직적으로 인간을 대상으로 포화 잠수를 실시한 것은 1964년부터 시작된 실럽(SEALAB) 계획부터였다. 이 계획은 해중 거주 시설을 해중 기지로 사용했으며, 실험실-I~III의 3차에 걸쳐 진행되었다.^[1]

실험명	시기	장소	포화 심도	기타
실험실-I	1964년 7월	버뮤다 해역	59미터
실험실-II	1965년 8월	캘리포니아주라호야	62미터	우주 개발과 연동하여 제1기 우주 비행사(머큐리 세븐) 중 한 명인 스콧 카펜터가 잠수원으로 참가. 궤도를 회전 중이던 제미니 5호에 탑승했던 고든 쿠퍼와의 무선 대화, 린든 B. 존슨 대통령과의 전화 통화도 이루어짐.

미국 해군은 실험실-I, II의 성공에 자신감을 얻어 더욱 규모를 확대한 실험실-III 계획을 수립했다. 1966년부터 지상 실험 시설에서 예비 실험을 시작하여 충분한 데이터를 축적했으며, 재가압 탱크를 갖춘 지원함 "엘크 리버"(USS Elk River, IX-501)를 투입하여 만반의 태세를 갖춘 후, 1969년 2월, 해중 거주 시설을 실제 해면에 투입했다.^[1]

그러나 거주 시설을 포화 심도인 186미터로 하강시키자 심각한 헬륨 누출 등의 사고가 발생했고, 이를 수리하기 위해 투입된 다이버 중 한 명이 사망하면서 실험실-III 계획은 즉시 중단되었다. 이후, 미국 해군은 포화 잠수 자체에 흥미를 잃고 거의 철수했다. 이로 인해 미국 해군은 대심도 잠수 능력을 거의 상실하게 되었으며^[1], 1996년에 발생한 TWA 800편 추락 사고 수색 구조 활동에서, 수심 36미터 현장에 대해 구식 유선식 잠수와 스쿠버 다이빙을 반복할 수밖에 없었고, 다수의 감압병 환자를 발생시키는 사태가 발생했다.^[1]^[5]^[6]

3. 3. 실용화 및 발전

1938년 12월 22일, 에드가 엔드와 맥스 놀은 위스콘신주 밀워키의 카운티 응급 병원 재압 시설에서 101 피트 해수면 (fsw)(30.8 msw)에서 27시간 동안 공기를 호흡하며 첫 번째 의도적인 포화 잠수를 수행했다. 감압은 5시간 동안 지속되었고 놀은 감압병의 경미한 증세를 겪었지만 재압으로 해결되었다.

1942년, 앨버트 R. 베른케는 인체가 관성 가스로 포화될 때까지 증가된 주변 압력에 노출되어야 한다는 아이디어를 제안했다. 1957년, 조지 F. 본드는 해군 잠수 의학 연구소에서 제네시스 프로젝트를 시작하여 인체가 다양한 호흡 가스와 증가된 환경 압력에 장기간 노출되는 것을 견딜 수 있다는 것을 증명했다. 포화가 이루어지면, 감압 정지에 필요한 시간은 깊이와 호흡하는 가스에 따라 달라지며, 추가 노출로 증가하지 않는다. 이것이 포화 잠수와 미국 해군의 해상 인명 프로그램의 시작이었다.

최초의 상업적 포화 잠수는 1965년 웨스팅하우스에 의해 스미스 마운틴 댐에서 약 60.96m에 있는 고장난 쓰레기 랙을 교체하기 위해 수행되었다. 같은 해, 자크 쿠스토의 다이버들이 수심 100m에서 콩쉘프 III 실험을 수행했다.

피터 B. 베넷은 고압 신경 증후군을 제거하는 방법으로 트라이믹스 호흡 가스를 발명한 것으로 알려져 있다. 1981년, 듀크 대학교 메디컬 센터에서 베넷은 자원 봉사자를 2250 fsw (해수에서 686 m 깊이에 해당)의 압력에 노출시키고 31일 이상에 걸쳐 대기압으로 서서히 감압하는 ''아틀란티스 III''라는 실험을 수행하여 당시 세계 깊이 등가 기록을 세웠다. 이후 실험인 ''아틀란티스 IV''에서는 자원 봉사자 중 한 명이 환희, 환각 및 경조증을 경험하면서 문제가 발생했다.

상업적 포화 잠수의 역사는 해양 석유 및 가스 추출과 밀접하게 관련되어 있다. 1960년대 초, 네덜란드 가스전이 바다 밑으로 확장될 수 있다는 전제하에 북해 탐사가 시작되었다. 1969년 걸프 타이드 시추 장비가 에코피스크 저수지를 강타하고, 1971년 셸 오일이 노르웨이와 셰틀랜드 사이에서 브렌트 유전을 발견하면서 이러한 예상은 현실화되었다. 1990년대까지 이 산업은 불확실한 안전 기록을 가진 선구적이고 실험적인 단계에서 획기적으로 개선된 산업 보건 및 안전을 갖춘 성숙한 산업으로 포화 잠수 절차와 장비를 개발했다.

북해 시추가 시작되었을 때 유럽에는 잠수 지원 기반 시설이 거의 없었고, 높은 임금은 멕시코만 유전에서 온 다이버들을 끌어들였다. 이들은 커비-모건의 섬유 강화 수지 경량 수요 헬멧, 다이빙 언리미티드 인터내셔널의 온수 슈트, 미 해군 잠수 매뉴얼을 도입했다. 연구 개발 자금이 있었고, 새로운 기술 개발은 유럽 경제 공동체의 지원을 받았다. 주요 과제는 100~180 m의 일반적인 북해 수심 범위에 적합한 포화 잠수 방법을 개발하는 것이었다.

초기 시추 단계에서 대부분의 잠수 작업은 비교적 짧은 기간 동안 이루어졌고 일반적으로 벨 바운스 다이빙에 적합했지만, 유전 해저 기반 시설의 개발에는 훨씬 더 긴 다이버 개입이 필요했고, 이에 적합한 포화 잠수 절차가 개발되었다. 1982년까지 얕은 유지 보수 작업이 대량으로 필요하게 되었고, 이로 인해 더 많은 공기 잠수가 시추 장비를 지원하게 되었다. 2017년까지 북해 잠수의 약 80%는 헬리옥스 포화 잠수였고 나머지 20%는 얕은 공기 잠수였다.

감압 정지 없이 수행되는 엑스커션 다이빙은 제한된 범위 내에서 포화 저장 압력에서 위아래로 모두 수행할 수 있으며, 다이버에게 다양한 작업 깊이를 제공한다. 엑스커션 범위를 넘어 작업이 필요한 경우 다이버는 변경된 깊이 범위에 맞게 저장소에서 압축 또는 감압할 수 있다. 1974년 2월부터 1976년 6월까지 미국 해군 실험 잠수 부대에서 엑스커션 다이빙에 대한 추가 작업이 수행되었으며, 그 결과는 1984년 미국 해군 잠수 매뉴얼에 게재되었다. 이 표는 감압 중 산소 부분압을 0.35~0.4bar로 사용했으며, 깊이에 따라 달라지는 매우 느린 감압 속도를 사용했고, 깊이가 감소함에 따라 느려졌다. 자정부터 6시간 정지 및 14:00부터 2시간 정지 및 화재 위험을 줄이기 위해 상승 마지막 부분에 대한 가스 분율 제한이 22%였다. 이 표는 다이빙 후 직접 감압을 시작할 수 있도록 허용했는데, 이는 상승 엑스커션이 없었다는 조건이었다. 이는 기포 발생 위험을 증가시키는 것으로 밝혀졌다.

동시에, 상업 잠수 계약업체인 콤파니 마리팀 데 엑스페리앙스 (COMEX)는 산소 부분압이 0.6~0.8bar 사이로 더 높고, 높은 P_O₂를 활용하기 위해 상승 속도가 더 빠른 약간 다른 감압 절차를 개발하고 있었다. 야간 정지 없이 지속적인 감압이 사용되었고, 엑스커션이 허용되었다. 시간이 지남에 따라 이러한 절차는 특히 얕은 깊이에서 더 낮은 P_O₂와 더 느린 상승 속도를 사용하도록 수정되었다. 1988년 노르웨이 석유 국은 발 헴플만 아래에서 포화 감압 안전에 대한 회의를 조직했고, 1990년에는 5개의 계약업체의 의견을 반영하여 노르웨이 부문에서 북해에서 사용될 포화 테이블을 조화시키는 회의를 개최했다. 1999년에는 NORSOK U100 표준이 발표되었는데, 이는 여러 테이블의 측면을 사용한 절충안이었지만 사용해 본 결과 충분히 보수적이고 안전 기록이 좋다는 것이 입증되었다.

1980년대에 영국 해군은 포화로부터 감압을 위해 산소 부분압 0.42bar를 사용했는데, 이는 미국 해군 테이블의 0.40bar보다 약간 높은 수치이다. 이는 감압 시간을 약간 줄였다.

브라질 유전에서의 포화 감압은 약간 다른 경로를 따랐으며, 원래는 회사 테이블을 기반으로 했지만, 브라질은 1988년에 영국의 보건 및 안전 집행부와 유사한 자체 법률을 제정했다. 2004년 개정된 법률은 COMEX 절차에 더 가까웠다.

2017년까지 시스템은 15 msw보다 깊은 곳에서 챔버 P_O₂ 0.5bar로 정착되었으며, 화재 위험을 제한하기 위해 감압 종료 시 22~23%로 제한되었다.

포화 잠수(좀 더 정확히 말하면, 고압 환경에 장기간 노출)는 무균성 골괴사와 관련이 있으며, 모든 잠수부가 영향을 받는지 또는 특히 민감한 잠수부만 영향을 받는지 아직 알려지지 않았다. 관절은 골괴사에 가장 취약하다. 고압 노출, 감압 절차 및 골괴사 사이의 연관성은 완전히 파악되지 않았다.

미국 해군의 철수로 인해, 포화 잠수의 발전은 오로지 민간에 맡겨지게 되었다.

최초의 상업용 포화 잠수는 씨 랩-III의 재앙적인 실제 해면 잠수 4년 전(1965년), 버지니아주의 스미스 마운틴 댐의 배수로 정비를 위해 이루어졌다. 기존의 송기식 잠수로는 2년이 걸릴 것으로 평가된 작업을 4개월 만에 완결시켰다. 이듬해에는 멕시코만에서 실제 해면 잠수가 이루어졌다.

포화 잠수는, 유전 개발이라는 용도를 찾음으로써, 발전을 이루게 된다. 1960년대에는 북해 유전이 발견되는데, 이것은 북해의 대륙붕, 수심 100미터 전후에 위치하고 있어, 기존의 송기식 잠수로는 실용적인 작업 잠수가 곤란했다. 1970년대의 오일 쇼크로 인해, 정세가 불안정한 중동 지역에 의존하지 않고 석유 공급을 확보할 수 있는 북해 유전을 시작으로 하는 해저 유전에 주목이 모이게 되었고, 이를 보수하기 위해, 포화 잠수가 대대적으로 도입되었다. 국제 석유 자본의 풍족한 자금에 의해 기술은 세련되었고, 또한 항시적인 잠수 작업의 요청에서 매뉴얼·루틴화가 진행되었다.

3. 4. 심해 도전

듀크 대학교의 피터 B. 베넷(Peter B. Bennett)은 고압 신경 증후군을 해결하기 위해 트라이믹스 호흡 가스를 개발했다. 1981년, 베넷은 ''아틀란티스 III''라는 실험을 통해 자원자를 686m (해수 2250 fsw)의 압력에 노출시키고 31일 이상 천천히 감압하여 당시 세계 깊이 등가 기록을 세웠다. 그러나 이후 실험인 ''아틀란티스 IV''에서는 자원자 중 한 명이 환희, 환각 및 경조증을 겪는 문제가 발생했다.

더 깊은 수심에 대한 도전은 각국에서 경쟁적으로 이루어졌는데, 특히 미국의 아틀란티스 계획과 프랑스의 히드라 계획이 유명하다.

아틀란티스 계획은 듀크 대학교의 피터 B. 베넷의 주도로 1979년부터 1980년까지 아틀란티스-I~III의 3차례에 걸쳐 진행되었다. 헬륨, 산소, 질소의 3종 혼합 가스의 유효성과 호흡 저항 검증을 중심으로 진행되었으며, 질소 농도와 가압 속도를 변화시켜 실험했다. 이 중 아틀란티스-III에서는 수심 686미터, 총 노출 시간 48일로 세계 기록을 수립했다. 이후, 아틀란티스-IV가 진행되었지만, 피험자 3명 중 1명에게 심각한 고압 신경 증후군 의심 증상이 나타나 650m에서 가압을 중지하고 복귀했다. 해당 피험자는 귀환 후 한동안 경조증 상태가 지속되었지만, 후유증 없이 회복되었다.

히드라(HYDRA) 계획은 프랑스 마르세유 개발 회사(Compagnie maritime d'expertises: COMEX사)가 프랑스 해군과 공동으로 실시했다. 수소·산소 혼합 가스의 효과를 검증하는 동물 실험을 중심으로 한 HYDRA-I·II에 이어, 인간을 피험자로 한 HYDRA-III에서 마르세유 앞바다에서 91m 잠수를 실시했다. HYDRA 계획은 1988년 HYDRA-VIII에서 6명의 다이버가 실제 해상에서 '''534m''' 잠수를 실시하여 실제 해상 유인 잠수 최심 기록을 세웠다. 1992년 HYDRA-X에서는 지상 실험 시설에서 3명의 다이버가 '''701m''' 상당까지 가압하여 모의 환경 포함 유인 잠수 최심 기록을 세웠다. HYDRA-X에서는 포화 수심인 650미터~670미터 도달에 15일, 감압에 24일이 소요되었다.

3. 5. 천해로의 회귀

조지 F. 본드가 해군 잠수 의학 연구소에서 제네시스 프로젝트를 통해 인체가 다양한 호흡 가스와 증가된 환경 압력에 장기간 노출되는 것을 견딜 수 있다는 것을 증명한 후, 포화가 이루어지면 감압 정지에 필요한 시간은 깊이와 호흡하는 가스에 따라 달라지며, 추가 노출로는 증가하지 않는다는 것이 밝혀졌다.

감압 정지 없이 수행되는 엑스커션 다이빙은 제한된 범위 내에서 포화 저장 압력에서 위아래로 모두 수행할 수 있으며, 다이버에게 다양한 작업 깊이를 제공한다. 엑스커션 범위를 넘어 작업이 필요한 경우 다이버는 변경된 깊이 범위에 맞게 저장소에서 압축 또는 감압할 수 있다. 1974년 2월부터 1976년 6월까지 미국 해군 실험 잠수 부대에서 엑스커션 다이빙에 대한 추가 작업이 수행되었으며, 그 결과는 1984년 미국 해군 잠수 매뉴얼에 게재되었다. 이 표는 감압 중 산소 부분압을 0.35~0.4bar로 사용했으며, 깊이에 따라 달라지는 매우 느린 감압 속도를 사용했고, 깊이가 감소함에 따라 느려졌다. 또한, 자정부터 6시간 정지 및 14:00부터 2시간 정지 및 화재 위험을 줄이기 위해 상승 마지막 부분에 대한 가스 분율 제한이 22%였다. 상승 엑스커션이 없었다는 조건으로 다이빙 후 직접 감압을 시작할 수 있었는데, 이는 기포 발생 위험을 증가시키는 것으로 밝혀졌다.

동시에, 상업 잠수 계약업체인 콤파니 마리팀 데 엑스페리앙스(COMEX)는 산소 부분압이 0.6~0.8bar 사이로 더 높고, 높은 P_O₂를 활용하기 위해 상승 속도가 더 빠른 약간 다른 감압 절차를 개발하고 있었다. 야간 정지 없이 지속적인 감압이 사용되었고, 엑스커션이 허용되었다. 시간이 지남에 따라 이러한 절차는 특히 얕은 깊이에서 더 낮은 P_O₂와 더 느린 상승 속도를 사용하도록 수정되었다.

1988년 노르웨이 석유 국은 발 헴플만 아래에서 포화 감압 안전에 대한 회의를 조직했고, 1990년에는 5개의 계약업체의 의견을 반영하여 노르웨이 부문에서 북해에서 사용될 포화 테이블을 조화시키는 회의를 개최했다. 1999년에는 NORSOK U100 표준이 발표되었는데, 이는 여러 테이블의 측면을 사용한 절충안이었지만 사용해 본 결과 충분히 보수적이고 안전 기록이 좋다는 것이 입증되었다.

1980년대에 영국 해군은 포화로부터 감압을 위해 산소 부분압 0.42bar를 사용했는데, 이는 미국 해군 테이블의 0.40bar보다 약간 높은 수치로, 감압 시간을 약간 줄였다.

브라질 유전에서의 포화 감압은 약간 다른 경로를 따랐으며, 원래는 회사 테이블을 기반으로 했지만, 1988년에 영국의 보건 및 안전 집행부와 유사한 자체 법률을 제정했다. 2004년 개정된 법률은 COMEX 절차에 더 가까웠다.

2017년까지 시스템은 15 msw보다 깊은 곳에서 챔버 P_O₂ 0.5bar로 정착되었으며, 화재 위험을 제한하기 위해 감압 종료 시 22~23%로 제한되었다.

3. 6. 한국의 현황

일본에서도 포화 잠수 기술은 매우 높은 수준으로 유지되어 왔으며, 활발한 연구가 이루어졌다.

일본 포화 잠수 기술 개발의 선구자는 과학기술청과 도쿄 의과 치과 대학이었다. 1965년, 세계 최초의 상업 포화 잠수가 이루어진 해에 과학기술청은 "잠수 기술 개발에 대한 종합 연구"를 시작했다. 이듬해에는 도쿄 의과 치과 대학에 실험 잠수 설비가 완성되었고, 1968년 9월에는 일본 최초의 유인 포화 잠수 모의 실험이 실시되었다. 이 실험은 공기를 호흡 가스로 사용했으며, 포화 수심은 12미터, 익스커션 수심은 25미터였다. 이후 시트피아 계획 하에 모의 실험이 반복되었고, 1970년에는 100미터 모의 실험에 성공했다.

1968년에는 도쿄 의과 치과 대학과 민간 기업 관계자들이 일본 최초의 잠수 벨을 자체 제작하여 실제 해상에 투입했다. 그러나 벨의 수심 유지에 실패하여 위험한 상황에 처했지만, 다행히 전원이 생환했다.

1967년, 해상자위대는 요코스카 지구 병원에 잠수 의학 실험부를 발족했다.^[8] 이로써 과학기술청, 도쿄 의과 치과 대학, 자위대의 3개 기관이 합동으로 포화 잠수 기술 개발을 추진하는 체제가 확립되었다. 1971년에는 해양 과학 기술 센터가 설립되어 민간 연구의 중심이 되었고, 자위대에서도 요원이 참가하여 일본 포화 잠수 연구를 주도해 나갔다. 1973년, 해양 과학 기술 센터는 300미터 급까지 가압할 수 있는 시뮬레이터를 완성하여 포화 잠수 연구를 가속화했다. 이러한 계획은 시드래곤 계획, 뉴 시트피아 계획 등으로 명명되었다.

한편, 자위대는 1977년에 잠수 의학 실험대를 설치했지만,^[8] 초기 장비의 가압 능력은 제한적이었다. 따라서 초기에는 꾸준한 연구만 진행했다. 그러나 1985년, 신형 잠수함 구조 모함 "치요다(AS-405)"가 취역하면서 300미터까지 잠수함 구조가 가능해졌다. 같은 해, 450미터 상당까지 가압 가능한 시뮬레이터가 설치되면서 해상 자위대는 단숨에 일본 포화 잠수 연구의 선두 주자로 떠올랐다.

해상자위대의 포화 잠수 기술은 초기에는 대부분 미국 해군에 의존했지만, 인력 양성은 영국 해군에 파견하여 기술을 습득했다. 이를 통해 미국 해군이 포화 잠수에서 사실상 철수한 이후에도 기술 계승을 계속할 수 있었고, 북해 유전 등에서 축적된 경험을 빠르게 도입할 수 있었다.^[2] 또한, 선단 연구라는 특성상 도쿄 의과 치과 대학 및 기타 민간과의 인적 교류도 활발했다. 해상 자위대는 400미터 급 포화 잠수를 지속적으로 실시할 수 있는 몇 안 되는 조직 중 하나로 여겨진다.^[2]

이러한 연구 개발과는 별도로 상업적 포화 잠수도 시작되었다. 일본 최초의 상업 포화 잠수는 1974년 조반 해역에서 이루어졌으며, 작업 수심은 155미터였다. 이후 상업 포화 잠수는 계속되었고, 1982년에는 돗토리 현 해역에서 240미터 잠수를 실시했다.

1980년대 초, 쓰시마 해역 수심 97미터에 침몰한 러시아 제국 해군 순양함 "아드미랄 나히모프" 내 금괴 인양 작업이 포화 잠수로 이루어져 화제가 되었다. 그러나 이 작업을 주도한 일본 해양 사업 주식회사는 이후 포화 잠수에서 철수했다. 현재 일본 민간 기업 중 포화 잠수를 하는 곳은 아시아 해양 주식회사와 일본 설비 주식회사뿐이다.

4. 의학적 측면

포화 잠수는 여러 의학적 측면을 고려해야 하는 복잡한 작업이다.
압착성 관절통수중 다이버가 비교적 빠른 속도로 높은 주변 압력에 노출될 때 발생하는 관절의 깊은 통증을 압착성 관절통이라고 한다. 통증은 무릎, 어깨, 손가락, 등, 엉덩이, 목, 갈비뼈 등에서 나타날 수 있으며, 갑작스럽고 강렬하게 시작될 수 있고 관절이 뻣뻣한 느낌을 동반하기도 한다. 증상은 일반적으로 약 60m 부근에서 시작되며, 깊이, 압축 속도, 개인의 민감도에 따라 달라진다. 통증은 깊이가 깊어질수록 심해지고, 운동으로 인해 악화될 수 있다. 트라이믹스를 사용하면 증상을 완화할 수 있다. 압착성 관절통은 하강 중에 시작되고 감압 시작 전에 나타나며, 압력이 감소하면 완화되므로 감압병과 쉽게 구별할 수 있다.
극한 심해 효과고압 신경 증후군(HPNS)은 헬륨-산소 혼합 기체로 잠수할 때 150m 이상의 깊이에서 발생하는 신경 및 운동 장애이다. 증상의 정도는 압축 속도와 깊이에 따라 다르다. HPNS는 포화 잠수의 한계를 나타내는 요인 중 하나이다. HPNS로 인한 영향은 트라이믹스(산소, 헬륨, 질소 혼합 기체)를 사용하거나 하이드렐리옥스(산소, 헬륨, 수소 혼합 기체)와 같이 호흡 기체 혼합물에 질소 또는 수소를 첨가하여 상쇄할 수 있다.

1978년에서 1984년 사이에 노스캐롤라이나 주 듀크 대학교의 다이버 팀은 육상 고압 챔버 심해 과학 테스트 다이빙인 ''아틀란티스'' 시리즈를 수행했다. 1981년, 686m의 극심한 수심 테스트 다이빙에서 그들은 산소와 헬륨의 일반적인 혼합물을 호흡하는 데 어려움을 겪었고 떨림과 기억력 저하를 겪었다.

하이드렐리옥스 가스 혼합물은 1992년 프랑스 산업 심해 잠수 회사인 코멕스(Comex)를 위한 실험에 참여한 세 명의 다이버가 유사한 육상 과학 테스트 다이빙 동안 사용되었다. 1992년 11월 18일, 코멕스는 다이버들이 불면증과 피로를 겪었기 때문에 675m에 해당하는 지점에서 실험을 중단하기로 결정했다. 1992년 11월 20일, 코멕스 다이버 테오 마브로스토모스(Theo Mavrostomos)는 계속 진행하라는 허가를 받았지만 701m에서 단 2시간만 보냈다.
산소 중독급성 및 만성 산소 중독은 포화 잠수에서 심각한 위험 요소이다. 저장용 호흡 가스는 다이버를 한 달 정도의 장기간 동안 지속적인 산소 농도에 노출시키는데, 이는 서식지 내 가스를 장기간 허용 가능한 부분 압력(일반적으로 약 0.4바)으로 유지해야 함을 의미한다. 감압 과정에서 이 압력을 높일 수 있지만, 감압은 일주일 이상 걸릴 수 있으므로 안전하게 허용 가능한 증가는 제한적이며, 낮은 압력에서는 화재 위험 때문에 산소 부분 압력이 제한된다.
포화 상태에서의 건강 영향포화 상태에서 장기간 잠수를 하면 다음과 같은 건강상의 문제가 발생할 수 있다.

감압병(DCS): 잠수부가 상승할 때 압력 감소로 인해 신체 내에 불활성 기체 거품이 생겨 발생한다.
압착성 관절통: 빠른 속도로 높은 압력에 노출될 때 관절에 통증이 발생한다.
산소 중독: 장기간 높은 산소 분압에 노출되면 급성 또는 만성 산소 중독이 발생할 수 있다.
폐 기능 감소: 포화 잠수부에게서 장기간에 걸쳐 폐 기능이 점진적으로 감소한다는 증거가 있다.
표면 감염: 피부 발진, 외이도염, 무좀과 같은 표면 감염이 자주 발생한다.
감압성 골괴사: 감압 손상의 결과로 여겨진다.
백내장: 높은 산소 분압에 장기간 노출되면 백내장 발달이 가속화될 수 있다.
내이 감압병: 깊은 포화 잠수에서 익스커션(저장 깊이에서 다른 깊이로 이동)의 결과로 발생할 수 있다.

포화 잠수 중에는 저장 깊이에서 위아래로 익스커션(탐사)이 가능하다. 허용되는 깊이 변화는 제한적이며, 익스커션 중 상승 속도는 기포 형성을 최소화하기 위해 제한된다.
노출 기간 및 수면 간격감압병을 예방하기 위해 잠수부들은 상승 속도를 제한하여 신체 내 용해 가스의 농도를 충분히 줄여야 한다. 사용된 가스 흡입 모델에 따라 임의의 압력에서 약 72시간 후면 잠수부의 신체는 불활성 기체로 포화되어 더 이상의 흡수가 일어나지 않는다. 이 시점부터는 감압 시간을 늘릴 필요가 없다.

모든 조직 구획이 특정 압력과 호흡 혼합물에 대해 포화에 도달하면, 지속적인 노출로 조직의 가스 부하가 증가하지 않는다. 다이버가 장기간 압력 하에서 작업하고 생활하며, 기간이 끝날 때만 감압하는 경우, 감압과 관련된 위험은 이 단일 노출로 제한된다.

포화 잠수로부터의 감압은 느린 과정이다. 감압 속도는 일반적으로 시간당 약 0.91m~약 1.83m (0.9m~1.8m)이다. 미국 해군 헬리옥스 포화 감압 속도는 화재 위험을 제한하기 위해 가능하면 산소의 부분 압력을 0.44~0.48 atm 사이로 유지해야 하며, 부피로 23%를 초과하지 않아야 한다.

미 해군 헬리옥스 포화 감압 표
수심	상승 속도
1600 ~ 200 fsw (488m ~ 61m)	시간당 약 1.83m (1.83m)
200 ~ 100 fsw (61m ~ 30m)	시간당 약 1.52m (1.52m)
100 ~ 50 fsw (30m ~ 15m)	시간당 약 1.22m (1.22m)
50 ~ 0 fsw (15m ~ 0m)	시간당 약 0.91m (0.91m)

실용성을 위해 감압은 분당 약 0.30m를 초과하지 않는 속도로 약 0.30m 단위로 수행되며, 중단 후 평균이 표 상승 속도와 일치한다. 감압은 24시간 동안 16시간 동안 수행되며, 나머지 8시간은 두 개의 휴식 기간으로 나뉜다.

포화 잠수 시스템을 운영하는 사람은 생명 유지 기술자(LST)라고 한다.

4. 1. 감압병

깊은 수심으로 잠수할 때 가장 큰 위협은 감압병이다. 인체가 심해의 수압에 노출되면, 그 압력에 의해 호흡하는 가스에 포함된 질소 등이 생체 조직 내에 녹아 들어간다. 반대로 부상할 때에는 주변 압력이 낮아짐에 따라 생체 조직에 녹아 들어갈 수 있는 가스의 양이 감소한다. 이로 인해 생체에 녹아 있던 가스는 과포화 상태가 된다. 건강한 사람의 경우라면 어느 정도의 가스는 자연스럽게 배출되므로, 안전 기준을 충족하여 부상하면 좀처럼 위험한 상황이 발생하지 않는다. 그러나 부상 속도가 너무 빠르거나, 컨디션이 좋지 않을 경우에는 여분의 가스가 기포로 몸 안에 나타나 색전증 등, 감압병으로 알려진 증상을 보이게 된다.^[2]

여기서 중요한 점은, 생체 조직에 녹아 들어갈 수 있는 가스의 양은 일정하다는 것이다. 즉, 특정 수심에 일정 시간 이상 체류할 경우, 가스는 더 이상 인체에 녹아들지 않는 '''포화 상태'''가 된다. 그렇다면 특정 수심에서 안전하게 부상하는 데 필요한 시간은 일정하므로, 동일한 수심에 있는 경우에는 그 수심에 오래 머물수록 잠수 효율이 향상된다. 이것이 포화 잠수의 기본적인 원리이다. 예를 들어, 수심 90미터에서 안전하게 부상하려면 약 6시간 반의 시간이 필요하다. 즉, 수심 90미터에서 40분만 작업하는 것보다 2시간 작업하는 것이 잠수 효율이 높아진다.^[2]

다만, 포화 상태가 될 때까지 잠수한 경우 안전하게 부상하는 데 걸리는 시간이 매우 길다. 바다 속에서 몸 하나로 이 긴 부상 시간을 보내는 것은 극도로 단조롭고 고된 일이며, 위험을 수반한다. 부상 시간은 호흡 가스의 농도를 적절히 관리함으로써 단축할 수 있지만, 이러한 상태에서 가스 농도를 신속하고 정확하게 파악하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다.

이러한 이유로, 실제로 포화 잠수를 할 때에는 지상/선상에서 고압 환경을 구현하기 위한 재압 탱크(DDC: Deck Decompression Chamber) 및 고압 환경을 유지한 채 재압 탱크에서 해저까지 왕복하기 위한 벨(PTC: Personnel Transfer Capsule)이 자주 사용된다. 이 경우, 잠행과 부상에 해당하는 부분은 지상/선상의 재압 탱크 내에서 압력을 높이거나 낮추는 것으로 대체할 수 있으며, 해저에서는 실제 작업 잠수(익스커션) 동안만 보낼 수 있게 되어 훨씬 쾌적하게 잠수를 실시할 수 있다.^[1]

4. 2. 고압 신경 증후군

고압 신경 증후군(HPNS)은 가압 단계에서 발병하는 위험 요소이다. 수심 200미터 전후에서 나타나며, 현기증, 구토를 유발하고 중증화되면 경련 발작을 일으킨다. 뇌파는 서파화되어 세타파가 나타난다. 중대한 후유증은 알려져 있지 않지만, 발병 기전이 밝혀지지 않아 경계해야 한다. 재압 탱크를 사용한 포화 잠수에서는 감압이 선상에서 관리되므로 위험은 최소화되지만, 현용 감압표는 경험에 기초하고 설비 문제의 우려도 있어 안전이 완전히 보장되지는 않는다.

4. 3. 압착성 관절통

압착성 관절통은 수중 다이버가 비교적 빠른 속도로 높은 주변 압력에 노출될 때 발생하는 관절의 깊은 통증이다. 무릎, 어깨, 손가락, 등, 엉덩이, 목, 갈비뼈 등에서 발생할 수 있으며, 갑작스럽고 강렬하게 시작될 수 있고 관절이 거친 느낌을 동반할 수 있다.

증상은 보통 약 60 msw(해수 미터) 부근에서 시작되며, 깊이, 압축 속도, 개인의 민감도에 따라 증상이 달라진다. 통증의 강도는 깊이에 따라 증가하며, 운동으로 인해 더 심해질 수 있다. 압착성 관절통은 대개 깊은 잠수, 특히 깊은 포화 잠수에서 문제가 되며, 충분히 깊은 곳에서는 느린 압축에서도 증상이 나타날 수 있다. 트라이믹스를 사용하면 증상을 줄일 수 있다. 깊은 곳에서 시간이 지나면서 자연스럽게 좋아질 수도 있지만, 예측하기 어렵고 감압할 때까지 통증이 계속될 수 있다. 압착성 관절통은 하강 중에 시작되고 감압 시작 전에 나타나며, 압력이 감소하면 완화되므로 감압병과 쉽게 구별할 수 있다. 통증은 다이버의 작업 능력을 제한하고 하강 깊이를 제한할 정도로 심각할 수 있다.

4. 4. 고압 골괴사

감압성 골괴사는 포화 상태에서 생활하기보다는 감압 손상의 결과로 여겨진다.

4. 5. 극한 심해 효과

고압 신경 증후군(HPNS)은 헬륨-산소 혼합 기체를 사용하여 잠수할 때 150m 이상의 깊이에서 발생하는 신경 및 운동 장애이다. 증상의 중증도는 압축 속도와 깊이에 따라 다르다. HPNS는 포화 잠수의 한계를 나타내는 요인 중 하나이다. HPNS로 인한 효과는 트라이믹스(산소, 헬륨, 질소 혼합 기체)를 사용하거나 하이드렐리옥스(산소, 헬륨, 수소 혼합 기체)와 같이 호흡 기체 혼합물에 질소 또는 수소를 첨가하여 상쇄할 수 있다.

산소, 헬륨, 수소의 혼합 기체는 중추신경계에 대한 고압의 영향을 줄이기 위해 극심한 수심에서 사용하기 위해 개발되었다. 1978년에서 1984년 사이에 노스캐롤라이나 주 듀크 대학교의 다이버 팀은 육상 고압 챔버 심해 과학 테스트 다이빙인 ''아틀란티스'' 시리즈를 수행했다. 1981년, 686m의 극심한 수심 테스트 다이빙에서 그들은 산소와 헬륨의 일반적인 혼합물을 호흡하는 데 어려움을 겪었고 떨림과 기억력 저하를 겪었다.

하이드렐리옥스 가스 혼합물은 1992년 프랑스 산업 심해 잠수 회사인 코멕스(Comex)를 위한 실험에 참여한 세 명의 다이버가 유사한 육상 과학 테스트 다이빙 동안 사용되었다. 1992년 11월 18일, 코멕스는 다이버들이 불면증과 피로를 겪었기 때문에 675m에 해당하는 지점에서 실험을 중단하기로 결정했다. 세 명의 다이버 모두 계속 진행하기를 원했지만 회사는 챔버를 650m로 감압하기로 결정했다. 1992년 11월 20일, 코멕스 다이버 테오 마브로스토모스(Theo Mavrostomos)는 계속 진행하라는 허가를 받았지만 701m에서 단 2시간만 보냈다. 코멕스는 다이버들이 이 깊이에서 4일 반을 보내고 작업을 수행할 계획이었다.

압착성 관절통은 상대적으로 빠른 속도로 높은 주변 압력에 노출되어 발생하는 관절의 깊은 통증으로, 수중 다이버가 경험한다. 통증은 무릎, 어깨, 손가락, 등, 엉덩이, 목 또는 갈비뼈에서 발생할 수 있으며, 갑작스럽고 강렬하게 시작될 수 있고 관절의 거친 느낌을 동반할 수 있다. 증상은 일반적으로 약 60m 부근에서 시작되며, 깊이, 압축 속도 및 개인의 민감도에 따라 증상이 다양하다. 강도는 깊이에 따라 증가하며 운동으로 악화될 수 있다. 압착성 관절통은 일반적으로 깊은 잠수의 문제, 특히 깊은 포화 잠수에서 나타나며, 충분한 깊이에서는 느린 압축에서도 증상이 나타날 수 있다. 트라이믹스의 사용은 증상을 줄일 수 있다. 깊은 곳에서 시간이 지남에 따라 자연적으로 호전될 수 있지만, 이는 예측할 수 없으며 감압까지 통증이 지속될 수 있다. 압착성 관절통은 하강 중에 시작되고, 감압 시작 전에 나타나며, 압력 감소에 따라 완화되므로 감압병과 쉽게 구별할 수 있으며, 이는 감압병과 정반대이다. 통증은 다이버의 작업 능력을 제한할 정도로 심각할 수 있으며, 하강 깊이도 제한할 수 있다.

4. 6. 산소 중독

급성 및 만성 산소 중독은 포화 잠수에서 심각한 위험 요소이다. 저장용 호흡 가스는 다이버를 한 달 정도의 장기간 동안 지속적인 산소 농도에 노출시키는데, 이는 서식지 내 가스를 장기간 허용 가능한 부분 압력으로 유지해야 함을 의미하며, 일반적으로 약 0.4바 정도이다. 이 압력은 잘 견딜 수 있으며, 저산소증을 유발하지 않으면서 상당히 큰 우발적인 편차를 허용한다.

감압 과정에서 이 압력을 높일 수 있지만, 감압은 일주일 이상 걸릴 수 있으므로 안전하게 허용 가능한 증가는 제한적이며, 낮은 압력에서는 화재 위험 때문에 산소 부분 압력이 제한된다.

4. 7. 잠수부의 체온 조절

헬륨 혼합 가스나 3종 혼합 가스는 열전도율이 공기보다 높다. 따라서 저온의 심해에서는 잠수부의 체온 유지가 과제가 된다. 대책으로, 모선에서 호흡 가스에 병행하여 온수를 보내, 이것으로 호흡 가스와 잠수부가 착용한 온수복을 데워 잠수부의 체온 저하를 억제한다.

4. 8. 포화 상태에서의 건강 영향

포화 상태에서 장기간 잠수를 하면 다음과 같은 건강상의 문제가 발생할 수 있다.

감압병 (DCS): 잠수부가 상승할 때 압력 감소로 인해 신체 내에 불활성 기체 거품이 생겨 발생한다. 포화 잠수에서는 한 번의 감압으로 위험을 줄일 수 있다.
압착성 관절통: 빠른 속도로 높은 압력에 노출될 때 관절에 통증이 발생한다. 깊은 포화 잠수에서 흔하며, 트라이믹스 사용으로 증상을 줄일 수 있다.
산소 중독: 장기간 높은 산소 분압에 노출되면 급성 또는 만성 산소 중독이 발생할 수 있다. 저장용 호흡 가스는 낮은 산소 분압(약 0.4바)으로 유지해야 한다.
폐 기능 감소: 포화 잠수부에게서 장기간에 걸쳐 폐 기능이 점진적으로 감소한다는 증거가 있다.
표면 감염: 피부 발진, 외이도염, 무좀과 같은 표면 감염이 자주 발생한다. 이는 높은 산소 분압, 온도, 습도 때문이다.
감압성 골괴사: 감압 손상의 결과로 여겨진다.
백내장: 높은 산소 분압에 장기간 노출되면 백내장 발달이 가속화될 수 있다.
내이 감압병: 깊은 포화 잠수에서 익스커션(저장 깊이에서 다른 깊이로 이동)의 결과로 발생할 수 있다.

포화 잠수 중에는 저장 깊이에서 위아래로 익스커션(탐사)이 가능하다. 허용되는 깊이 변화는 제한적이며, 익스커션 중 상승 속도는 기포 형성을 최소화하기 위해 제한된다.

4. 9. 노출 기간 및 수면 간격

감압병을 예방하기 위해 잠수부들은 상승 속도를 제한하여 신체 내 용해 가스의 농도를 충분히 줄여야 한다. 사용된 가스 흡입 모델에 따라 임의의 압력에서 약 72시간 후면 잠수부의 신체는 불활성 기체로 포화되어 더 이상의 흡수가 일어나지 않는다. 이 시점부터는 감압 시간을 늘릴 필요가 없다. 포화 잠수는 잠수부가 며칠 또는 몇 주 동안 수심 압력을 유지하여 이러한 이점을 활용한다.

포화 잠수 시스템을 운영하는 사람은 생명 유지 기술자 (LST)라고 한다.

모든 조직 구획이 특정 압력과 호흡 혼합물에 대해 포화에 도달하면, 지속적인 노출로 조직의 가스 부하가 증가하지 않는다. 이 시점부터 필요한 감압은 동일하게 유지된다. 다이버가 장기간 압력 하에서 작업하고 생활하며, 기간이 끝날 때만 감압하는 경우, 감압과 관련된 위험은 이 단일 노출로 제한된다. 이 원칙은 포화 잠수의 관행으로 이어졌으며, 감압이 한 번만 이루어지고, 포화 거주 환경의 상대적인 안전과 편안함 속에서 이루어지므로, 감압은 매우 보수적인 프로파일로 수행되어 거품 형성, 성장 및 결과적인 조직 손상의 위험을 최소화한다. 이러한 절차의 결과로 포화 잠수부들은 느린 조직에서 감압병 증상을 겪을 가능성이 더 높으며, 바운스 다이버는 더 빠른 조직에서 거품이 발생할 가능성이 더 높다.

포화 잠수로부터의 감압은 느린 과정이다. 감압 속도는 일반적으로 시간당 약 0.91m~약 1.83m (0.9m~1.8m)이다. 미국 해군 헬리옥스 포화 감압 속도는 화재 위험을 제한하기 위해 가능하면 산소의 부분 압력을 0.44~0.48 atm 사이로 유지해야 하며, 부피로 23%를 초과하지 않아야 한다.

미 해군 헬리옥스 포화 감압 표
수심	상승 속도
1600 ~ 200 fsw (488m ~ 61m)	시간당 약 1.83m (1.83m)
200 ~ 100 fsw (61m ~ 30m)	시간당 약 1.52m (1.52m)
100 ~ 50 fsw (30m ~ 15m)	시간당 약 1.22m (1.22m)
50 ~ 0 fsw (15m ~ 0m)	시간당 약 0.91m (0.91m)

실용성을 위해 감압은 분당 약 0.30m를 초과하지 않는 속도로 약 0.30m 단위로 수행되며, 중단 후 평균이 표 상승 속도와 일치한다. 감압은 24시간 동안 16시간 동안 수행되며, 나머지 8시간은 두 개의 휴식 기간으로 나뉜다. 일반적으로 일정에 추가적으로 적용되는 것은 지정된 속도로 감압을 완료하는 데 이론적으로 걸리는 시간, 즉 80분 동안 약 1.22m에서 멈춘 다음 분당 약 0.30m로 표면까지 감압을 완료하는 것이다. 이것은 낮은 압력 차이에서 문 밀봉이 손실되어 마지막 한 시간 정도의 느린 감압을 잃을 가능성을 피하기 위해 수행된다.

5. 운용 절차

해상자위대는 일본에서 포화 잠수를 상시적으로 실시하는 조직 중 하나로, 해상자위대 잠수 의학 실험대를 중심으로 포화 잠수를 포함한 각종 잠수 기술을 연구 개발하고 있다. 1997년에는 400m에서 40일간의 잠수를 달성했고, 2008년 5월 21일에는 잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403)의 잠수원이 450m라는 일본 신기록·세계 2위(당시)를 달성했다.^[1]^[2]

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수를 할 수 있는 장비가 갖춰져 있으므로 모선으로 사용하며, 통상 6명 또는 3명의 팀으로 포화 잠수를 실시하고 있다. 잠수 절차는 다음과 같다.

1. 잠수 팀이 탱크(DDC)에 들어가 공기를 호흡하며 10m 상당인 2기압까지 가압한다.

2. 점검 후 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 소정의 깊이에 상당하는 압력까지 단번에 가압한다.

가압 속도가 너무 빠르면 고압 신경 증후군 등의 폐해가 발생하기 때문에 1m/분 전후의 속도를 유지한다.^[1]
목표 수심이 200m보다 깊은 경우, 가압 속도를 더 늦춘다. (2008년 5월 잠수는 4일 소요)

3. 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필요 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

4. 탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10m 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] (벨(PTC)은 탱크에 연결되어 함께 가압)

5. 탱크 가압이 끝나면 잠수 다이버는 벨로 이동한다. (6명 팀의 경우 3명은 탱크에 남아 지원)

6. 다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리된다.

7. 벨은 헬리옥스로 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다.

문 풀(문 풀)을 통해 해저 목표 지점의 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다.

8. 하강을 완료하면 벨은 천천히 감압된다.

9. 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 벨의 해치가 열리고, 실제 익스커션에 들어간다. (벨 내 3명 중 1명은 텐더)

10. 작업 종료 후에는 위 절차를 역순으로 진행한다. (감압병 위험으로 부상(감압)에 더 많은 시간 소요: 100m는 5일, 300m는 11일)^[1]

현재 사용되는 탐사 및 감압 절차는 단독으로 감압 문제를 일으키는 것으로 밝혀지지 않았다. 그러나 탐사 후 탐사로 인한 무증상 기포가 완전히 해결되기 전에 감압을 수행하는 경우 위험이 상당히 높다. 루틴 포화 감압 중 예기치 않은 감압병의 많은 경우에서 기포가 있는 동안 감압을 시작하는 것이 중요한 요인으로 보인다. 노르웨이 표준에서는 탐사 직후 감압을 허용하지 않는다.

5. 1. 인원 요구 사항

해상자위대는 통상 6명 또는 3명의 팀으로 포화 잠수를 실시한다. 잠수 팀은 탱크(DDC)에 들어가 여러 점검을 거친 후 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)를 호흡하며 소정의 깊이에 상당하는 압력까지 가압된다.^[1]

6명 팀으로 잠수를 실시할 경우, 이 중 3명은 탱크 내에 남아 벨(PTC)에서 잠수하는 다이버를 돕는다. 지상 구조팀이 탱크에 들어가려면 시간이 걸리기 때문에, 만약의 경우를 대비해 탱크 내에 구조 인원을 남겨두는 것은 매우 중요하다.^[1]

실제 잠수하는 다이버는 벨로 이동하며, 벨은 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압된 후 해중에 투입된다.^[4] 벨 내의 3명 중 1명은 텐더(해중 작업 다이버를 돕는 역할)로 벨에 남는다.^[1]

5. 2. 압축

해상자위대는 잠수함 구조함에 갖춰진 포화 잠수 장비를 이용하여 잠수를 실시한다. 보통 6명 또는 3명의 팀으로 구성되며, 잠수 팀은 탱크(DDC)에 들어가 먼저 공기를 호흡하며 2기압(10미터 상당)까지 가압된다. 이후 점검을 거쳐 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 바꾸고, 목표 깊이에 해당하는 압력까지 한 번에 가압한다. 이때 가압 속도가 너무 빠르면 고압 신경 증후군 같은 문제가 발생할 수 있어, 해상자위대는 1m/분 정도의 속도를 유지한다.^[1] 200미터보다 깊은 곳이 목표 지점일 경우 가압 속도는 더 늦춰진다. 예를 들어 2008년 5월 잠수에서는 탱크 가압 시작부터 실제 잠수(익스커션)까지 4일이 걸렸다. 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 최소한의 거주 설비가 마련되어 있다.^[2]

가압은 목표 수심보다 10미터 정도 얕은 곳에서 멈춘다.^[3] 이 과정 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 함께 가압된다. 가압이 끝나면 실제 잠수하는 다이버들은 벨로 이동한다. 6명으로 구성된 팀의 경우, 3명은 탱크에 남아 벨에서 잠수하는 다이버들을 돕는다. 이는 잠수 중인 다이버에게 문제가 생겼을 때, 지상 구조팀이 탱크에 들어가려면 같은 절차를 반복해야 하므로 시간이 걸리기 때문이다. 따라서 만일의 사태에 대비해 탱크 내에 돕는 인원을 남겨두는 것은 매우 중요하다.

5. 3. 저장 깊이

해상자위대 잠수 의학 실험대는 해상자위대를 중심으로 포화 잠수를 포함한 각종 잠수 기술을 연구 개발하고 있다. 1997년에는 400미터에서 40일간의 잠수를 달성했고, 2008년 5월 21일에는 잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403)의 잠수원이 '''450미터'''라는 일본 신기록·세계 2위(당시)를 달성했다.^[1]^[2]

탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10미터 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] 이 가압 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 함께 가압된다.

5. 4. 대기 제어

벨 취급 시스템이 미 해군 포화 플라이어웨이 다이빙 시스템의 다이빙 벨을 물속으로 내리고 있다

벨은 갠트리 또는 A-프레임이라고 불리는 벨 진수 및 회수 시스템(LARS)을 통해 선박 또는 플랫폼에서 윈치를 사용하여 배치된다. 배치는 측면 또는 문 풀을 통해 이루어질 수 있다.

취급 시스템은 다양한 기상 조건에서 작동하여 발생하는 동적 하중을 견딜 수 있어야 한다.
파도의 영향으로 인한 과도한 움직임을 피하기 위해 제어된 방식으로 공기/물 인터페이스(스플래시 존)를 통해 벨을 충분히 빠르게 이동시킬 수 있어야 한다.
벨 커서는 스플래시 존을 통과하고 그 위로의 측면 이동을 제한하는 데 사용될 수 있다.
충격 손상이나 부상을 방지하기 위해 벨을 선박 또는 플랫폼에서 멀리 떨어뜨려야 한다.
비상시 벨을 빠르게 회수하기 위한 충분한 동력과 벨과 이송 플랜지를 결합하고 벨을 바닥에 정확하게 배치하기 위한 정밀한 제어 기능이 있어야 한다.
이송 챔버의 결합 플랜지와 진수/회수 위치 사이에서 벨을 이동시키는 시스템을 포함해야 한다.

해상자위대는 해상자위대 잠수 의학 실험대를 중심으로 포화 잠수를 포함한 각종 잠수 기술을 연구 개발하고 있으며, 1997년에는 400미터에서 40일간의 잠수를 달성했고, 2008년 5월 21일에는 잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403)의 잠수원이 '''450미터'''라는 일본 신기록·세계 2위(당시)를 달성했다.^[1]^[2]

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수를 할 수 있는 장비가 갖춰져 있으므로 모선으로 사용할 수 있다. 해상자위대는 통상 6명 또는 3명의 팀으로 포화 잠수를 실시하고 있다. 잠수 팀이 탱크(DDC)에 들어가면 먼저 공기를 호흡하면서 10m 상당인 2기압까지 가압된다. 여기서 점검을 한 후 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 소정의 깊이에 상당하는 압력까지 단번에 가압한다. 이때 가압 속도가 너무 빠르면 고압 신경 증후군 등의 문제가 발생하기 때문에 해상자위대에서는 1m/분 전후의 속도를 유지하고 있다고 한다.^[1] 또한 목표 수심이 200미터보다 깊은 경우, 가압 속도를 더 늦춘다. 예를 들어, 2008년 5월 잠수의 경우, 탱크에서 가압을 시작하여 실제로 익스커션을 하기까지 4일이 걸렸다. 이로 인해 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필요 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10m 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] 이 가압 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 있으므로 탱크와 함께 가압된다. 탱크에서의 가압이 끝나면 실제로 잠수하는 다이버는 벨로 이동한다. 잠수를 6명 팀으로 실시했을 경우, 이 중 3명은 탱크 내에 남아 벨에서 잠수하는 다이버를 돕는다.

다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리된다. 그 후, 벨은 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)에 의해 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다. 벨은 먼저 문 풀이라고 불리는 선체의 개구부까지 이동한 후, 해저의 목표 지점에 설치된 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다. 하강을 완료하면 벨은 천천히 감압된다. 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 벨의 해치가 열리게 되므로 실제 익스커션에 들어가게 된다. 이때 벨 내의 3명의 다이버 중 1명은 텐더(해중에서 작업을 수행하는 2명의 다이버를 돕는 역할(호흡 가스 및 온수 조절))로서 벨 내에 남는다.

5. 5. 잠수부 배치

해상자위대는 해상자위대 잠수 의학 실험대를 중심으로 포화 잠수를 포함한 각종 잠수 기술을 연구 개발하고 있다. 1997년에는 400미터에서 40일간의 잠수를 달성했고, 2008년 5월 21일에는 잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403)의 잠수원이 '''450미터'''라는 일본 신기록 및 당시 세계 2위의 기록을 달성했다.^[1]^[2] 아래는 해상자위대의 잠수 부대를 예로 들어 실제로 포화 잠수를 실시하는 경우의 절차를 개략적으로 설명한 것이다.

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수를 할 수 있는 장비가 갖춰져 있으므로 모선으로 사용할 수 있다. 해상자위대는 통상 6명 또는 3명의 팀으로 포화 잠수를 실시하고 있다. 잠수 팀이 탱크(DDC)에 들어가면 먼저 공기를 호흡하면서 10m 상당인 2기압까지 가압한다. 여기서 점검을 한 후 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 소정의 깊이에 상당하는 압력까지 단번에 가압한다. 단, 여기서 가압 속도가 너무 빠르면 앞서 언급한 고압 신경 증후군 등의 폐해가 발생하기 때문에 해상자위대에서는 1m/분 전후의 속도를 유지하고 있다고 한다.^[1] 또한 목표 수심이 200미터보다 깊은 경우, 가압 속도를 더 늦춘다. 예를 들어, 2008년 5월의 잠수의 경우, 탱크에서 가압을 시작하여 실제로 익스커션을 하기까지 4일이 걸렸다. 이로 인해 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필요 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10m 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] 이 가압 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 있으므로 탱크와 함께 가압된다. 탱크에서의 가압이 끝나면 실제로 잠수하는 다이버는 벨로 이동한다. 잠수를 6명 팀으로 실시했을 경우, 이 중 3명은 탱크 내에 남아 벨에서 잠수하는 다이버를 돕는 역할을 한다. 만약 실제로 잠수하고 있던 다이버에게 부상 등이 발생했을 때, 지상에서의 구조 팀이 탱크 내에 들어가려면 지금까지 보아온 절차를 똑같이 밟을 필요가 있어 시간이 걸리므로, 만약의 경우에 도울 수 있는 인원을 탱크 내에 남겨두는 것은 매우 중요하다.

다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리된다. 그 후, 벨은 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)에 의해 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다. 벨은 먼저 문 풀(문 풀)이라고 불리는 선체의 개구부까지 이동한 후, 해저의 목표 지점에 설치된 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다. 하강을 완료하면 벨은 천천히 감압된다. 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 벨의 해치가 열리게 되므로 실제 익스커션에 들어가게 된다. 이때 벨 내의 3명의 다이버 중 1명은 텐더(해중에서 작업을 수행하는 2명의 다이버를 돕는 역할, 호흡 가스 및 온수 조절)로서 벨 내에 남는다.

작업 종료 후에는 위 절차를 역순으로 진행한다. 단, 감압병의 위험 때문에 부상(감압)하는 데 훨씬 더 많은 시간이 걸리며, 작업 수심 100m의 경우 5일, 300m의 경우 11일이 소요된다.^[1]

5. 6. 록인 및 록아웃

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수를 할 수 있는 장비가 갖춰져 있어 모선으로 사용할 수 있다. 해상자위대는 통상 6명 또는 3명의 팀으로 포화 잠수를 실시하고 있다. 잠수 팀이 탱크(DDC)에 들어가면 먼저 공기를 호흡하면서 10m 상당인 2기압까지 가압된다. 여기서 점검을 한 후 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 소정의 깊이에 상당하는 압력까지 단번에 가압한다. 단, 여기서 가압 속도가 너무 빠르면 앞서 언급한 고압 신경 증후군 등의 폐해가 발생하기 때문에 해상자위대에서는 1m/분 전후의 속도를 유지하고 있다고 한다.^[1] 또한 목표 수심이 200m보다 깊은 경우, 여기에서 더 가압 속도를 늦춘다. 예를 들어, 2008년 5월의 잠수의 경우, 탱크에서 가압을 시작하여 실제로 익스커션을 하기까지 4일이 걸렸다. 이로 인해 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필요 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10m 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] 이 가압 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 있으므로 탱크와 함께 가압된다. 탱크에서의 가압이 끝나면 실제로 잠수하는 다이버는 벨로 이동한다. 잠수를 6명 팀으로 실시했을 경우, 이 중 3명은 탱크 내에 남아 벨에서 잠수하는 다이버를 돕는 역할을 한다. 만약 실제로 잠수하고 있던 다이버에게 부상 등이 발생했을 때, 지상에서의 구조 팀이 탱크 내에 들어가려면 지금까지 보아온 절차를 똑같이 밟을 필요가 있어 시간이 걸리므로, 만약의 경우에 도울 수 있는 인원을 탱크 내에 남겨두는 것은 매우 중요하다.

다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리된다. 그 후, 벨은 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)에 의해 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다. 벨은 먼저 문 풀(문 풀)이라고 불리는 선체의 개구부까지 이동한 후, 해저의 목표 지점에 설치된 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다. 하강을 완료하면 벨은 천천히 감압된다. 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 벨의 해치가 열리게 되므로 실제 익스커션에 들어가게 된다. 이때 벨 내의 3명의 다이버 중 1명은 텐더(해중에서 작업을 수행하는 2명의 다이버를 돕는 (호흡 가스 및 온수 조절) 역할을 수행)로서 벨 내에 남는다.

작업 종료 후에는 위 절차를 역순으로 진행한다. 단, 감압병의 위험 때문에 부상(감압)하는 데 훨씬 더 많은 시간이 걸리며, 작업 수심 100m의 경우 5일, 300m의 경우 11일이 소요된다.^[1]

5. 7. 록온 및 록오프

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수를 할 수 있는 장비가 갖춰져 있어 모선으로 사용할 수 있다. 잠수 팀이 탱크(DDC)에 들어가면, 먼저 공기를 호흡하며 10m 상당인 2기압까지 가압된다. 점검 후, 호흡 가스를 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 소정의 깊이에 해당하는 압력까지 한 번에 가압한다. 이때 가압 속도가 너무 빠르면 고압 신경 증후군 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에, 해상자위대는 1m/분 전후의 속도를 유지한다.^[1] 200m^영어보다 깊은 경우, 가압 속도를 더 늦춘다. 예를 들어, 2008년 5월 잠수의 경우, 탱크에서 가압을 시작하여 실제 익스커션을 하기까지 4일이 걸렸다. 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필요한 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크에서의 가압은 목표 수심에서 10m 정도 얕은 곳에서 중지된다.^[3] 이 가압 동안 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 함께 가압된다. 가압이 끝나면 잠수하는 다이버는 벨로 이동한다. 6명 팀으로 잠수할 경우, 3명은 탱크 내에 남아 벨에서 잠수하는 다이버를 돕는다. 잠수 중인 다이버에게 부상 등이 발생했을 때, 지상 구조 팀이 탱크에 들어가려면 같은 절차를 밟아야 하므로 시간이 걸린다. 따라서 만약의 경우를 대비해 도울 수 있는 인원을 탱크 내에 남겨두는 것은 매우 중요하다.

다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리된다. 그 후, 벨은 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다. 벨은 문 풀(문 풀)이라는 선체 개구부까지 이동한 후, 해저 목표 지점에 설치된 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다. 하강 완료 후, 벨은 천천히 감압된다. 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 벨의 해치가 열리고 실제 익스커션에 들어간다. 이때 벨 내의 다이버 3명 중 1명은 텐더(해중 작업을 하는 2명의 다이버를 돕는 역할)로서 벨 내에 남는다.

작업 종료 후에는 위 절차를 역순으로 진행한다. 단, 감압병의 위험 때문에 부상(감압)하는 데 훨씬 더 많은 시간이 걸린다. 작업 수심 100m의 경우 5일, 300m의 경우 11일이 소요된다.^[1]

5. 8. 저장 깊이로부터의 익스커션

고압 신경 증후군은 잠수부가 헬륨-산소 혼합물을 호흡하며 약 약 152.40m 아래로 하강할 때 발생하는 신경학적, 생리학적 잠수 질환이다. 그 영향은 하강 속도와 깊이에 따라 달라지며, 미래 심해 잠수의 제한 요소가 된다. 가스 혼합물에 소량의 질소를 사용하면 고압 신경 증후군을 줄일 수 있다.

해상자위대의 잠수함 구조함에는 포화 잠수 장비가 갖춰져 있어 모선으로 사용 가능하다. 잠수 팀은 탱크(DDC)에서 공기를 호흡하며 2기압(10미터 상당)까지 가압 후, 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 전환하여 목표 수심보다 10m 정도 얕은 곳까지 1미터/분 전후의 속도로 가압한다.^[1] 목표 수심이 200미터보다 깊으면 가압 속도를 더 늦춘다. 2008년 5월 잠수에서는 가압 시작부터 익스커션까지 4일이 걸렸다.^[2] 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 최소한의 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크에서 가압이 끝나면 잠수 다이버는 벨(PTC)로 이동한다. 6명 팀의 경우 3명은 탱크에 남아 벨에서 잠수하는 다이버를 돕는다. 다이버가 벨에 들어가면 벨은 탱크에서 분리되어 헬륨·산소 혼합 가스(헬리옥스)로 목표 수심보다 다소 깊은 수심까지 가압^[4]된 후, 해중에 투입된다. 벨은 문 풀(문 풀)을 통해 가이드 와이어를 따라 목표 수심까지 내려간다. 하강 완료 후 벨은 천천히 감압되고, 벨의 압력이 수압보다 약간 낮아진 시점에서 해치가 열려 익스커션에 들어간다. 벨 내 3명의 다이버 중 1명은 텐더로서 벨에 남아 해중 작업을 돕는다.

5. 9. 포화 상태에서의 감압

고압 신경 증후군(HPNS)은 잠수부가 헬륨-산소 혼합 기체를 마시며 약 약 152.40m 아래로 내려갈 때 나타나는 신경 및 생리적 잠수 질환이다. 하강 속도와 깊이에 따라 그 영향이 달라진다. HPNS는 앞으로 심해 잠수에 있어 중요한 제한 요소가 될 수 있다. 질소를 소량 첨가하면 HPNS를 줄일 수 있다.

소형 록(lock)은 장비 록 또는 의료 록이라고도 불리며, 가압 시스템 내외부로 물품을 옮기는 데 사용된다. 음식, 의료 용품, 의류, 침구 등이 여기에 포함된다.

해상자위대는 일본에서 포화 잠수를 상시적으로 실시하는 조직 중 하나이다. 해상자위대 잠수 의학 실험대를 중심으로 포화 잠수를 포함한 각종 잠수 기술을 연구 개발하고 있으며, 1997년에는 400미터에서 40일간 잠수, 2008년 5월 21일에는 잠수함 구조함 '치하야'(ASR-403)의 잠수원이 450미터라는 일본 신기록(당시 세계 2위)을 달성했다.^[1]^[2]

해상자위대의 잠수함 구조함은 포화 잠수 장비를 갖추고 있어 모선으로 사용 가능하다. 보통 6명 또는 3명 팀으로 포화 잠수를 실시한다. 잠수 팀은 탱크(DDC)에 들어가 공기를 마시며 2기압(10미터 상당)까지 가압된 후, 점검을 거쳐 헬륨·산소 혼합 기체(헬리옥스)로 전환, 목표 깊이에 해당하는 압력까지 한 번에 가압된다. 가압 속도가 너무 빠르면 고압 신경 증후군 등의 문제가 발생할 수 있어, 해상자위대는 1m/분 정도의 속도를 유지한다.^[1] 200미터보다 깊은 경우 가압 속도를 더 늦춘다. (예: 2008년 5월 잠수 시 탱크 가압 시작부터 실제 익스커션까지 4일 소요). 탱크 내에는 샤워, 화장실 등 필수 거주 설비가 설치되어 있다.^[2]

탱크 가압은 목표 수심보다 10미터 정도 얕은 곳에서 중단된다.^[3] 벨(PTC)은 탱크에 연결되어 함께 가압된다. 가압이 끝나면 실제 잠수 다이버는 벨로 이동한다. 6명 팀의 경우 3명은 탱크에 남아 벨의 다이버를 돕는다. 잠수 중인 다이버에게 문제가 발생했을 때 지상 구조팀이 탱크에 들어가려면 동일한 절차를 거쳐야 하므로, 비상시를 대비해 탱크 내에 인원을 남겨두는 것이 중요하다.

벨은 탱크에서 분리된 후 헬륨·산소 혼합 기체(헬리옥스)로 목표 수심보다 약간 깊게 가압된 후^[4] 해중에 투입된다. 벨은 문 풀(문 풀)이라는 선체 개구부를 통해 해저 목표 지점의 가이드 와이어를 따라 내려간다. 하강 완료 후 벨은 천천히 감압되고, 수압보다 약간 낮아지면 해치가 열려 익스커션이 시작된다. 벨 내 3명 중 1명은 텐더(해중 작업 다이버 2명을 돕는 역할)로 벨에 남는다.

작업 종료 후에는 역순으로 진행된다. 단, 감압병 위험으로 부상(감압)에는 훨씬 더 오랜 시간이 걸린다. 작업 수심 100m는 5일, 300m는 11일이 소요된다.^[1]

5. 9. 1. 최근 익스커션 후 감압

현재 사용되는 탐사 및 감압 절차는 단독으로 감압 문제를 일으키는 것으로 밝혀지지 않았다. 그러나 탐사 후 탐사로 인한 무증상 기포가 완전히 해결되기 전에 감압을 수행하는 경우 위험이 상당히 높은 것으로 보인다. 루틴 포화 감압 중 예기치 않은 감압병의 많은 경우에서 기포가 있는 동안 감압을 시작하는 것이 중요한 요인으로 보인다. 노르웨이 표준에서는 탐사 직후 감압을 허용하지 않는다.

5. 9. 2. 비상 감압

고압 신경 증후군(HPNS)은 신경학적이고 생리학적인 잠수 질환으로, 잠수부가 헬륨-산소 혼합물을 호흡하면서 약 약 152.40m 아래로 하강할 때 발생한다. 그 영향은 하강 속도와 깊이에 따라 달라진다. HPNS는 미래의 심해 잠수에서 제한 요소가 된다. 가스 혼합물에 소량의 질소를 사용하여 HPNS를 줄일 수 있다.

현재 사용되는 탐사 및 감압 절차는 단독으로는 감압 문제를 일으키는 것으로 밝혀지지 않았다. 그러나 탐사 후 탐사로 인한 무증상 기포가 완전히 해결되기 전에 감압을 수행하는 경우 위험이 상당히 높은 것으로 보인다. 루틴 포화 감압 중 예기치 않은 감압병의 많은 경우에서 기포가 있는 동안 감압을 시작하는 것이 중요한 요인으로 보인다. 노르웨이 표준에서는 탐사 직후 감압을 허용하지 않는다.

6. 표면 포화 시설의 구조

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 다음 구성 요소가 포함된다.

호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비: 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설
챔버 환경 제어 시스템 - 온도 및 습도 제어, 가스 필터링
계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
소화 시스템
위생 시스템

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 벨 엄빌리컬(bell umbilical)을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(diver umbilical)을 통해 다이버에게 확장된다.

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

6. 1. 인원 이송 캡슐

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 다음 구성 요소가 포함된다.

호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비: 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설
챔버 환경 제어 시스템 - 온도 및 습도 제어, 가스 필터링
계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
소화 시스템
위생 시스템

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

생명 유지 시스템은 생명 유지 기술자가 생명 유지 감독관의 지휘 아래 운영하며, 이들은 포화 잠수 팀의 일원이다. 압력 하에 잠수부가 있는 동안에는 항상 한 명이 근무해야 하므로, 최소 두 명의 생명 유지 기술자가 교대 근무를 한다.

6. 1. 1. 벨 취급 시스템

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.

온수 잠수복

차가운 물에서 작업하는 잠수사, 특히 헬륨 기반 가스(열 전달 속도를 증가시킴)를 호흡하는 잠수사는 신체 열을 빠르게 손실하여 저체온증에 시달릴 수 있다. 저체온증은 건강에 해로우며 생명을 위협할 수 있고, 잠수사의 효율성을 감소시킨다. 이는 온수 시스템으로 완화할 수 있다. 잠수사 온수 시스템은 여과된 해수를 가열하여 벨과 잠수사 엄빌리컬을 통해 잠수사에게 펌핑한다. 이 물은 흡입하기 전에 호흡 가스를 가열하는 데 사용될 수 있다. 잠수사 호흡 가스는 150미터 이하 잠수에서 주로 가열되며, 해당 지역은 물을 어느 온도로 가열할지 결정하여 잠수사의 온수 잠수복을 통해 흐르게 하여 잠수사를 따뜻하게 유지한다.

6. 2. 이송 챔버

이송 챔버의 생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 다음 구성 요소가 포함된다.

호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비: 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설
챔버 환경 제어 시스템: 온도 및 습도 제어, 가스 필터링
계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
소화 시스템
위생 시스템

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

밀폐된 잠수 챔버에 갇힌 잠수부에게는 비상 난방이 필요하다. 호흡 가스는 고압의 헬륨 기반일 수 있으며, 주변 수온은 2°C까지 매우 낮을 수 있고, 북해의 일반적인 온도는 약 5°C이다. 챔버 자체는 일반적으로 열 전도성이 좋은 강철로 만들어지며, 챔버 단열 품질은 가변적이므로 내부 공기는 기본 난방이 고장난 후 비교적 빨리 수온과 일치하는 경향이 있다. 챔버에 장기간 갇힌 잠수부는 주 난방 시스템이 고장났을 때 다양한 정도의 저체온증에 시달렸다. 이로 인해 사망한 사례가 보고되었다.

수동형 시스템은 기능적으로 충분하다고 간주될 정도로 처음 개발되었으며, 상대적으로 간단하고 경제적이며 즉시 사용할 수 있고, 적용 가능한 경우 표준 장비로 사용된다. 단열 백 형태의 잠수부 개인 단열재는 내쉰 가스의 열을 보존하기 위한 호흡 가스 열 교환기와 잠수부 주위의 단열층 내에 보관된 개인 이산화탄소 스크러버에서 방출되는 열과 결합하여, 구조를 기다리는 동안 잠수부를 열적 균형 상태로 유지하기에 충분하다. 스크러버에는 비구강 마스크가 있으며, 백은 잠수부가 의식을 잃고 구조대의 챔버 접근을 막을 가능성을 방지하기 위해 하네스를 사용하여 챔버 내부에 고정된다.

6. 3. 숙소 챔버

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

고압 환경에서 음성 왜곡은 헬륨과 고압으로 인해 발생한다. 수중 대화는 생명 유지 장비, 통신 시스템의 제약, 그리고 환경이 발화 및 음성 생성에 미치는 물리적, 생리적 영향에 영향을 받는다. 고압 또는 헬륨을 포함하는 호흡 가스를 사용하면 가스 내 음속과 밀도 차이로 인해 잠수부 음성 명료성에 문제가 발생한다. 이는 포먼트 변화를 일으켜 음색에 영향을 주고, 음고를 약간 변화시킨다. 명료성 손실은 주로 포먼트 변화 때문이다.

호흡 가스 밀도 차이는 저음 음성 공명의 비선형적 이동을 유발하여 비음 효과를 주며, 가스 내 음속에 따라 선형적으로 이동하는 음성 공명을 유발하는데, 이는 도널드 덕 효과로 알려져 있다. 밀도가 높아지면 무성음에 비해 유성음 강도가 상대적으로 증가한다. 유성 자음과 인접 모음의 대비는 압력이 증가함에 따라 감소한다. 음속 변화는 얕은 수심에서 깊이 증가와 관련하여 크지만, 압력이 증가함에 따라 효과가 감소하며, 깊은 수심에서는 깊이 변화가 작은 차이를 만든다. 헬륨 음성 복원 장치는 부분적인 기술적 해결책으로, 표면 요원에게 전송되는 음성의 명료성을 향상시킨다.

통신 시스템은 다음 네 가지 구성 요소를 가질 수 있다.

하드 와이어드 인터콤 시스템: 가압 시스템 탑승자의 음성 음고를 낮추기 위한 음성 복원 장치가 있는 증폭된 음성 시스템이다. 주 제어 콘솔과 벨 및 수용 챔버 간의 통신을 제공하며, 양방향 시스템이 주요 통신 모드이다.
무선 수중 통신: 벨과 주 제어 콘솔 간의 통신으로, 하드 와이어드 시스템 고장 시 백업 시스템이다.
폐쇄 회로 비디오: 벨과 잠수사 헬멧의 카메라를 통해 감독자가 다이빙과 잠수사를 시각적으로 모니터링할 수 있다.
음향 전원 전화 시스템: 벨과 제어 콘솔 간의 백업 음성 통신 시스템으로 제공될 수 있다.

6. 4. 재압 챔버

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 다음 구성 요소가 포함된다.

호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비: 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설
챔버 환경 제어 시스템 - 온도 및 습도 제어, 가스 필터링
계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
소화 시스템
위생 시스템

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

호흡 기체

6. 5. 운반 가능 챔버용 결합 플랜지

이 문서에는 운반 가능 챔버용 결합 플랜지에 대한 내용이 없으므로, 이 섹션에는 내용을 추가할 수 없다.

6. 6. 공급 록

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 다음 구성 요소가 포함된다.

호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비: 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설
챔버 환경 제어 시스템 - 온도 및 습도 제어, 가스 필터링
계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
소화 시스템
위생 시스템

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.

잠수종의 호흡 가스 분배를 참고하라.

6. 7. 트렁킹

헬륨은 비싼 가스이며, 세계 일부 지역에서는 해상 선박에 공급하기 어렵기 때문에 잠수부가 사용한 헬륨 기반 호흡 가스를 회수하는 시스템을 사용하기도 한다. 이를 헬륨 회수 시스템(또는 푸시-풀 시스템)이라고 부른다. 회수된 가스는 스크러버 시스템을 통과하여 이산화탄소를 제거하고, 활성탄 필터 등을 통해 냄새 및 기타 불순물을 제거한 후 압축되어 저장 용기에 보관된다. 이후 필요에 따라 산소와 혼합하여 재사용하거나, 잠수부에게 직접 재순환시킬 수 있다.

폐쇄 회로 가스 회수 시스템은 헬륨 기반 호흡 혼합물의 약 90%를 회수하여 가스 비용의 약 80%를 절약할 수 있다. 또한 선상 가스 저장 용량이 제한적인 경우, 회수 시스템을 통해 필요한 가스 저장량을 줄일 수 있다. 감압 중 포화 시스템에서 배출되는 가스를 회수하는 데에도 사용된다.

회수 시스템은 크게 상부 구성 요소와 수중 구성 요소로 나뉜다.

'''상부 구성 요소:'''

회수 제어 콘솔: 부스터 펌프, 산소 추가, 잠수부 공급 압력, 배기 호스 압력 및 보충 가스 추가를 제어하고 모니터링한다.
가스 재처리 장치: 저압 이산화탄소 스크러버 타워, 필터 수신기 및 배압 조절기를 갖추고 있어 응축수 트랩에서 이산화탄소와 과도한 수분을 제거한다. 활성탄 필터를 사용하여 다른 가스와 냄새를 제거할 수 있다.
가스 부스터: 회수된 가스의 압력을 저장 압력까지 높인다.
가스 용적 탱크: 압력 변화에 따라 시스템 내 가스 부피 변화를 허용하는 버퍼 역할을 한다.
압력 용기 저장 시스템: 부스팅 및 재구성된 가스 혼합물을 사용 전까지 보관한다.
잠수 제어 패널
벨 가스 공급 패널: 벨에 가스를 공급한다.

'''수중 구성 요소:'''

벨 엄빌리컬: 상부 시스템과 벨 사이에 공급 및 배기 호스를 연결한다.
내부 벨 가스 패널: 잠수부에게 가스를 공급하고, 배기 호스 배압을 제어하며, 잠수부 가스 공급 중단 시 회수 호스를 차단할 수 있는 벨 회수 장비를 갖추고 있다. 벨 대기 및 물 트랩을 위한 스크러버가 포함된다.
잠수부 익스커션 엄빌리컬: 벨과 잠수부 사이의 공급 및 배기 호스를 연결한다.
회수 헬멧: 잠수부에게 필요에 따라 가스를 공급하고, 내뱉은 가스를 반환 라인으로 배출하는 회수 배압 조절기가 있다.
벨 배압 조절기: 물 트랩이 있다.

회수 시스템 작동 시, 가스 공급 장치는 상부 가스 패널에 연결되며, 혼합 가스 저장소에서 약간 낮은 압력의 백업 공급 장치가 있어 회수 공급 압력이 떨어지면 자동으로 차단된다. 벨맨은 벨 가스 패널에 대한 표면 공급 압력보다 약간 낮은 압력으로 선상 가스 공급 장치를 설정하여 표면 공급이 손실되면 자동으로 차단되도록 한다. 벨에서 잠금 해제된 후 잠수부는 다이버터 밸브를 닫고 헬멧의 반환 밸브를 열어 가스 회수 프로세스를 시작한다. 회수 제어 패널은 잠수부의 대사 산소 사용량을 반환된 가스에 맞게 조정하며, 잠수부의 내뱉는 가스 흐름이 실패할 경우 재활용 가스에 과도한 산소 비율을 피하기 위해 산소 추가를 자동으로 중단한다. 반환 가스 흐름 여부를 표시하는 표시등이 있다.

잠수부 헬멧에 공급되는 가스는 개방 회로 시스템과 동일한 호스와 요구 밸브를 통과하지만, 내뱉는 가스는 대기압보다 약간 높은 회수 밸브로 배출된다. 헬멧 내부 압력이 떨어지고 요구 밸브가 자유롭게 흐르지 않도록 배압 조절기를 사용하여 단계별로 압력 강하를 제어한다. 회수 밸브 자체는 요구 트리거 배압 조절기이며, 벨 가스 패널과 수신기 탱크 전에 표면에 또 다른 배압 조절기가 있다. 각 배압 조절기는 약 1bar의 압력 강하를 허용하도록 설정되어 있다.

배기 가스는 잠수부 엄빌리컬 배기 호스를 통해 벨로 돌아가 물 분리기와 트랩을 통과한 후, 배기 호스 압력을 제어하는 배압 조절기를 거친다. 이 압력은 벨의 압력 게이지로 모니터링되며 벨맨이 잠수부의 익스커션 깊이에 맞게 조정한다. 이후 가스는 비반전 밸브와 또 다른 물 트랩을 지나 벨 엄빌리컬 배기 호스를 통해 표면으로 이동한다. 표면 장치에 들어간 가스는 응집 물 분리기, 마이크론 입자 필터, 그리고 깊이에서 누출 발생 시 대량의 물로부터 회수 시스템을 보호하는 플로트 밸브를 통과한다. 표면의 또 다른 배압 조절기는 벨 엄빌리컬 압력을 제어한다. 이후 가스는 수신기 탱크로 들어가 잠수부의 대사 사용량을 보상하기 위해 계산된 유속으로 산소가 추가된다.

가스는 부스터에 들어가기 전 0.1마이크론 필터를 통과한 후 저장 압력으로 부스팅된다. 시스템 작동 중 부스터 서비스가 필요한 경우를 대비하여 중복 부스터가 제공된다. 부스터는 잠수부의 가스 소비량에 맞게 자동 제어되며, 부스팅된 가스는 소다라임 등의 물질로 이산화탄소를 제거하는 스크러버를 통과한다. 시스템 작동 중 스크러버를 번갈아 고립, 배기 및 재포장할 수 있도록 최소 두 개의 스크러버가 병렬로 설치된다. 이후 가스는 냉각 열교환기를 거쳐 남아있는 수분을 응축시키고, 용적 저장 탱크에 도달하기 전 1마이크론 응집 필터로 제거된 후 가스 패널로 반환되어 잠수부가 사용할 수 있게 된다. 용적 탱크 내 가스는 재사용 적합성, 산소 분율 정확성, 이산화탄소 제거 여부 등을 확인하기 위해 분석될 수 있다. 필요한 경우 고압 저장소에서 용적 탱크를 채워 손실된 가스를 보충할 수 있다. 용적 탱크의 가스는 상부 가스 패널로 공급되어 벨과 잠수부에게 다시 라우팅된다.

7. 보조 및 지원 장비

다음은 포화잠수 시스템을 보조하고 지원하는 장비에 대한 설명이다.
생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.
숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

7. 1. 생명 유지 시스템

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비, 챔버 환경 제어 시스템, 계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비, 소화 시스템, 위생 시스템 등이 포함된다.

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 벨 엄빌리컬을 통해 이루어지며, 이는 다이버 엄빌리컬을 통해 다이버에게 확장된다.

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지하며, 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

7. 1. 1. 생명 유지 시스템 운영

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 여기에는 다음 구성 요소가 포함된다:

호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비: 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설
챔버 환경 제어 시스템: 온도 및 습도 제어, 가스 필터링
계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
소화 시스템
위생 시스템

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.

숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지한다. 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

7. 2. 온수 시스템

생명 유지 장치는 가압 상태의 작업자에게 호흡 가스와 기타 생명을 유지하는 데 필요한 서비스를 제공한다. 챔버 환경 제어 시스템에는 온도 및 습도 제어, 가스 필터링이 포함된다. 숙소 생명 유지 시스템은 챔버 환경을 거주자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내로 유지하며, 온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능이 모니터링되고 제어된다.

7. 3. 벨의 비상 난방

벨의 생명 유지 시스템은 주요 호흡 가스 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어 스테이션은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링한다. 벨로의 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 여러 호스 및 전기 케이블을 함께 꼬아 하나의 장치로 배치되는 벨 엄빌리컬을 통해 이루어진다. 이는 다이버 엄빌리컬(이동 엄빌리컬)을 통해 다이버에게 확장된다.

7. 4. 통신 시스템

계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비는 생명 유지 장치의 구성 요소 중 하나이다. 벨의 생명 유지 시스템은 다이버의 배치 및 통신을 모니터링하는 제어 스테이션을 포함한다. 주요 가스 공급, 전력 및 통신은 벨 엄빌리컬(bell umbilical)을 통해 이루어지며, 이는 다이버 엄빌리컬(diver umbilical)을 통해 다이버에게 확장된다.

7. 5. 호흡 기체

포화 잠수에서 호흡 기체는 생명 유지 장치의 중요한 구성 요소이다. 호흡 가스 공급, 분배 및 재활용 장비는 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장 시설을 포함한다. 챔버 환경 제어 시스템은 온도 및 습도 조절, 가스 필터링을 통해 챔버 내 환경을 쾌적하게 유지한다.

벨의 생명 유지 시스템은 주 호흡 가스를 공급하고 모니터링하며, 잠수종 엄빌리컬을 통해 다이버에게 호흡 가스를 전달한다.

7. 5. 1. 벌크 가스 공급

가스 저장 및 혼합 장비는 시스템에 압력을 가하고 플러싱(세척)하는 데 사용되며, 계획된 저장 깊이에 적합한 처리 가스를 사용할 수 있어야 한다. 일반적으로 작업 계획 깊이에 맞게 미리 혼합된 가스의 대량 재고가 제공되며, 추가 요구 사항을 충족하고 챔버 가스 조성을 조절하기 위해 헬륨 및 산소의 별도 대량 재고가 제공된다. 산소가 소모되면 감압 가스를 혼합한다.

대량 가스는 일반적으로 "쿼드"라고 알려진 저장 실린더의 매니폴드 그룹에 저장된다. 이 쿼드는 일반적으로 운송 편의를 위해 프레임에 장착된 약 16개의 고압 실린더(각각 내부 용량 약 50L)를 포함하거나, 더 큰 용량의 고압 "튜브"를 운반하는 더 큰 프레임을 포함한다. 이러한 튜브 프레임은 일반적으로 컨테이너 취급 장비로 취급하도록 설계되었으므로, 일반적으로 컨테이너의 표준 크기 중 하나로 제작된다.

7. 5. 2. 가스 분배

잠수종의 호흡 가스 분배 항목을 참고하면 된다.

7. 5. 3. 가스 회수 시스템

헬륨 회수 시스템(또는 푸시-풀 시스템)은 잠수부가 사용한 헬륨 기반 호흡 가스를 회수하는 데 사용된다. 이는 개방 회로 시스템에서 환경으로 손실되는 것보다 경제적이다. 회수된 가스는 이산화탄소를 제거하기 위해 스크러버 시스템을 통과하고, 냄새 및 기타 불순물을 제거하기 위해 여과되며, 압축되어 저장 용기에 보관된다. 여기에서 필요한 조성으로 산소와 혼합될 수 있다. 또는 재활용 가스를 잠수부에게 보다 직접적으로 재순환할 수 있다.

확장된 잠수 작업 중에는 매우 많은 양의 호흡 가스가 사용된다. 헬륨은 비싼 가스이며, 세계 일부 지역에서는 해상 선박에 공급하기 어렵다. 폐쇄 회로 가스 회수 시스템은 헬륨 기반 호흡 혼합물의 약 90%를 회수하여 가스 비용의 약 80%를 절약할 수 있다. 또한 회수는 선상에 필요한 가스 저장량을 줄여 저장 용량이 제한적인 경우 중요할 수 있다. 회수 시스템은 감압 중 포화 시스템에서 배출되는 가스를 회수하는 데에도 사용된다.

회수 시스템은 일반적으로 다음과 같은 구성 요소로 구성된다.

'''상부 구성 요소:'''

회수 제어 콘솔: 부스터 펌프, 산소 추가, 잠수부 공급 압력, 배기 호스 압력 및 보충 가스 추가를 제어하고 모니터링한다.
가스 재처리 장치: 저압 이산화탄소 스크러버 타워, 필터 수신기 및 배압 조절기를 갖추고 있어 응축수 트랩에서 이산화탄소와 과도한 수분을 제거한다. 다른 가스와 냄새는 활성탄 필터로 제거할 수 있다.
가스 부스터: 회수된 가스의 압력을 저장 압력으로 높인다.
가스 용적 탱크
사용될 때까지 부스팅되고 재구성된 가스 혼합물을 담을 압력 용기 저장 시스템. 이는 압력 변화로 인해 시스템의 나머지 부분에서 가스 부피의 변화를 허용하는 버퍼 역할을 한다.
잠수 제어 패널
벨에 가스를 공급하기 위한 벨 가스 공급 패널.

'''수중 구성 요소:'''

상부 시스템과 벨 사이의 공급 및 배기 호스가 있는 벨 엄빌리컬.
잠수부에게 가스를 공급하는 내부 벨 가스 패널, 배기 호스 배압을 제어하고 잠수부의 가스 공급이 중단된 경우 회수 호스를 차단할 수 있는 벨 회수 장비. 벨 대기 및 물 트랩을 위한 스크러버가 포함된다.
벨과 잠수부 사이의 공급 및 배기 호스가 있는 잠수부 익스커션 엄빌리컬
잠수부에게 필요에 따라 가스를 공급하는 회수 헬멧, 내뱉은 가스를 반환 라인으로 배출하는 회수 배압 조절기.
물 트랩이 있는 벨 배압 조절기

작동 시 회수 시스템의 가스 공급 장치는 상부 가스 패널에 연결되며, 회수 공급 압력이 떨어지면 자동으로 차단되는 혼합 가스 저장소에서 약간 낮은 압력의 백업 공급 장치가 있다. 벨맨은 벨 가스 패널에 대한 표면 공급 압력보다 약간 낮은 압력으로 선상 가스 공급 장치를 설정하여 표면 공급이 손실되면 자동으로 차단되도록 한다. 벨에서 잠금 해제된 후 잠수부는 다이버터 밸브를 닫고 헬멧의 반환 밸브를 열어 가스 회수 프로세스를 시작한다. 이것이 실행되면 회수 제어 패널이 잠수부의 대사 산소 사용량을 반환된 가스에 맞게 조정한다. 이 시스템은 잠수부의 내뱉는 가스 흐름이 실패할 경우 재활용 가스에 과도한 산소 비율을 피하기 위해 산소 추가를 자동으로 중단한다. 반환 가스가 흐르고 있는지 여부를 표시하는 표시등이 있다.

잠수부의 헬멧에 공급되는 가스는 개방 회로 시스템과 동일한 호스와 요구 밸브를 통과하지만 내뱉는 가스는 대기 압력보다 약간 높은 회수 밸브로 배출되는데, 이는 대기압보다 상당히 높으므로 흐름을 제어하여 헬멧 내부 압력이 떨어지고 요구 밸브가 자유롭게 흐르도록 해야 한다. 이는 배압 조절기를 사용하여 단계별로 압력 강하를 제어하여 달성된다. 회수 밸브 자체는 요구 트리거 배압 조절기이며, 벨 가스 패널과 수신기 탱크 전에 표면에 또 다른 배압 조절기가 있다. 이러한 각 배압 조절기는 약 1bar의 압력 강하를 허용하도록 설정되어 있다.

배기 가스는 잠수부의 엄빌리컬 배기 호스를 통해 벨로 돌아가며, 여기서 물 분리기와 트랩을 통과한 다음 배기 호스의 압력을 제어하는 배압 조절기를 통과한다. 이 압력은 벨의 압력 게이지에서 모니터링할 수 있으며 벨맨이 잠수부의 익스커션 깊이에 맞게 조정할 수 있다. 그런 다음 가스는 비반전 밸브와 또 다른 물 트랩을 통해 벨 엄빌리컬 배기 호스를 통해 표면으로 통과한다. 가스가 표면 장치에 들어가면 응집 물 분리기와 마이크론 입자 필터, 그리고 깊이에서 누출이 발생할 경우 대량의 물로부터 회수 시스템을 보호하는 플로트 밸브를 통과한다. 표면의 또 다른 배압 조절기는 벨 엄빌리컬의 압력을 제어한다. 그런 다음 가스는 수신기 탱크로 들어가며, 여기서 잠수부의 대사 사용량을 보상하기 위해 계산된 유속으로 산소가 추가된다.

부스터에 들어가기 전에 가스는 0.1마이크론 필터를 통과한다. 그런 다음 가스는 저장 압력으로 부스팅된다. 부스터가 서비스되는 동안 시스템을 계속 실행하기 위해 중복 부스터가 제공된다. 부스터는 잠수부의 가스 소비량에 맞게 자동으로 제어되며, 부스팅된 가스는 소다라임과 같은 물질에 의해 이산화탄소가 제거되는 스크러버를 통과한다. 부스터와 마찬가지로, 시스템이 작동하는 동안 번갈아 고립, 배기 및 재포장할 수 있도록 최소 두 개의 스크러버가 병렬로 있다. 그런 다음 가스는 냉각 열교환기를 통과하여 남아 있는 수분을 응축시키고, 용적 저장 탱크에 도달하기 전에 또 다른 1마이크론 응집 필터로 제거된 다음 잠수부가 사용할 수 있도록 가스 패널로 반환될 때까지 남아 있다. 용적 탱크에 있는 동안 가스는 재사용에 적합하고 산소 분율이 정확하며 이산화탄소가 사양에 맞게 제거되었는지 확인하기 위해 분석될 수 있다. 필요한 경우 손실된 가스는 고압 저장소에서 용적 탱크를 채워 보충할 수 있다. 용적 탱크의 가스는 상부 가스 패널로 공급되어 벨과 잠수부에게 다시 라우팅된다.

7. 6. 위생 시스템

위생 설비는 세면대와 샤워에 필요한 온수 및 냉수 공급 시설, 배수 시설, 그리고 보관 탱크와 배출 시스템을 갖춘 해상 변기로 구성된다.

7. 7. 제어 콘솔

일반적으로 제어실은 운송 편의를 위해 ISO 인터모달 컨테이너에 설치된다. 제어실에는 생명 유지, 잠수 제어, 가스 관리를 위한 세 개의 주요 제어 패널이 있다.

7. 7. 1. 가스 관리 패널

가스 관리 패널은 고압 저장소에서 가스의 압력을 조절하고, 소비자에게 분배하는 기능을 포함한다. 가스에는 공기, 산소, 헬리옥스 혼합 가스가 포함된다.

7. 7. 2. 포화 제어 패널

일반적으로 제어실은 운송 편의를 위해 ISO 인터모달 컨테이너에 설치된다. 생명 유지, 잠수 제어 및 가스 관리를 위한 세 개의 주요 제어 패널이 있다. 챔버 제어 패널은 일반적으로 각 구획의 수심 게이지, 산소 모니터링 및 기타 가스 분석 장비, 산소 보충을 위한 보충 시스템, 치료용 호흡 혼합물을 공급하기 위한 밸브, 폐쇄 회로 텔레비전 모니터링 디스플레이, 시스템 챔버의 온도 및 압력에 대한 알람이 있는 모니터링 시스템, 트렁킹, 블로우다운 및 배기 밸브를 포함한다.

7. 7. 3. 잠수 제어 패널

일반적으로 제어실은 운송 편의를 위해 ISO 인터모달 컨테이너에 설치된다. 생명 유지, 잠수 제어 및 가스 관리를 위한 세 개의 주요 제어 패널이 있다. 잠수 제어 패널에는 다음이 포함된다.

벨 내부 및 외부 압력, 잠수부 및 벨맨 깊이, 숙소 챔버로의 이송을 위한 트렁킹 압력에 대한 수심 게이지
각 잠수부를 위한 호흡 가스 압력 게이지 및 제어 밸브
벨 내부를 위한 블로우다운 및 배기 밸브
음성 해독기가 있는 잠수부 통신 시스템
벨로의 수중 비상 통신 시스템
헬멧 및 벨 장착 비디오 카메라를 위한 제어 장치, 모니터 및 기록 장비
잠수부 호흡 가스용 산소 분석기
벨 및 회수 가스용 산소 및 이산화탄소 분석기
회수 가스 흐름, 동적 위치 유지 및 온수 공급에 대한 경보

7. 8. 소화 시스템

소화 시스템에는 휴대용 소화기부터 자동 물 분사 시스템까지 포함된다. 유독 물질을 사용하지 않는 특수 소화기를 사용해야 한다. 화재 발생 시 연소 물질에 의해 유독 가스가 방출될 수 있으며, 실내의 잠수자들은 챔버 가스가 충분히 배출될 때까지 내장된 호흡 시스템(BIBS)을 사용해야 한다. 산소 분압 0.48bar의 시스템이 약 70m (231fsw) 이하로 가압되면, 산소 비율이 연소를 지원하기에 너무 낮아(6% 미만) 화재 위험이 낮아진다. 압축 초기 단계와 감압 종료 시점에는 산소 수준이 연소를 지원하므로 더 주의해야 한다.

7. 9. 내장형 호흡 시스템

내장형 호흡 시스템(BIBS)은 비상 상황이나 감압병 치료를 위해 설치된다. 이 시스템은 현재 작업에 적합한 호흡 기체를 공급하며, 기체는 가압 시스템 외부에서 공급되고 외부로 배출된다. 따라서 내쉬는 기체가 챔버 내부 공기를 오염시키지 않는다.

7. 10. 고압 구조 및 탈출 시스템

비상 대피가 필요한 포화 잠수부는 가급적 환경 압력의 큰 변화 없이 이송되어야 한다. 고압 대피에는 가압 이송 장비가 필요하며, 다음과 같은 상황에서 필요할 수 있다.

전복 또는 침몰 위험에 처한 지원 선박.
용납할 수 없는 화재 또는 폭발 위험.
고압 생명 유지 시스템의 고장.
현장에서 처리할 수 없는 의학적 문제.
"분실된" 벨 (리프팅 케이블과 엄빌리컬로부터 분리된 벨; 벨의 실제 위치는 일반적으로 상당한 정확도로 여전히 알려져 있음).

고압 구명정 또는 고압 구조 챔버는 포화 시스템에서 포화 잠수부의 비상 대피를 위해 제공될 수 있다. 이는 화재나 침몰로 인해 플랫폼이 즉각적인 위험에 처한 경우에 사용되며, 포화 상태에 있는 잠수부가 즉각적인 위험에서 벗어날 수 있도록 한다. 고압 구명정은 자급자족형이며 챔버 탑승자가 가압 상태에 있는 동안 해상 압력 승무원에 의해 작동될 수 있다. 해상 상태로 인해 구조가 지연될 경우를 대비하여 며칠 동안 자급자족할 수 있어야 한다. 탑승자가 의학적으로 안정된 경우 발사 후 감압을 시작할 수 있지만, 멀미와 탈수로 인해 모듈이 회수될 때까지 감압이 지연될 수 있다.

구조 챔버 또는 고압 구명정은 일반적으로 제한된 선상 생명 유지 및 시설로 인해 감압 완료를 위해 회수될 것이다. 회수 계획에는 회수를 수행할 대기 선박이 포함될 것이다.

국제 해사 기구(IMO)와 국제 해양 계약자 협회(IMCA)는 성공적으로 수행된 고압 대피의 수는 적고, 고압 대피가 필요한 사고의 발생 가능성은 극히 낮지만, 위험이 장비의 가용성을 정당화할 만큼 충분하다고 인식하고 있다. ''고압 대피 시스템''이라는 용어의 원래 의미는 고압 구조 챔버, 자체 추진 고압 구명정 또는 고압 구조선과 같이 실제로 잠수부를 작업 고압 시스템에서 이송하는 시스템을 포함했다. 이들은 모두 부유하며 다양한 내구성을 가진 단기 생명 유지 시스템을 탑재하고 있다. 그러나 최근에는 회수된 고압 구조 장치에 연결하여 감압 시설이 이용 가능할 때까지 임시 생명 유지를 제공할 수 있는 생명 유지 패키지와 같이 고압 대피를 지원하는 모든 장비를 포함하게 되었다. 잠수부가 비교적 편안하게 감압 및 치료를 받을 수 있는 고압 수용 시설도 여기에 포함된다. 고압 대피 중에 관리해야 하는 네 가지 주요 문제점은 열 균형, 멀미, 대사성 폐기물 처리, 심하게 비좁고 제한된 환경이다.

벨에서 벨로의 이송은 분실되거나 갇힌 벨에서 잠수부를 구조하는 데 사용될 수 있다. 이는 일반적으로 해저 또는 그 근처에서 발생하며, 잠수부는 주변 수압에서 벨 사이를 이송한다. 어떤 상황에서는 벨을 구조 챔버로 사용하여 잠수부를 한 포화 시스템에서 다른 시스템으로 이송할 수 있다. 이를 위해서는 벨에 대한 임시 수정이 필요할 수 있으며, 시스템의 결합 플랜지가 호환되는 경우에만 가능하다.

의학적으로 안정된 단일 잠수부 또는 보조자와 함께 있는 단일 잠수부의 대피는 여행 시간이 짧고, 압력이 적절하며, 잠금 플랜지가 호환되는 경우 고압 들것 또는 소형 휴대용 챔버를 사용하여 가능할 수 있다.

8. 플랫폼

대부분의 포화 잠수는 시추 및 생산 플랫폼 근처 해상이나 인양 작업을 위해 이루어지며, 잠수 중 벨의 정확한 위치 설정이 필요하다. 수심이 깊은 곳에서는 보통 특수 잠수 지원선이나 포화 시스템이 임시로 설치된 적절한 기회 선박에서 포화 잠수가 수행된다. 위치 설정은 이미 설치된 다른 앵커 전개에 간섭할 수 있고 자체적인 위험 요소를 나타내는 상당한 앵커 패턴 또는 예상 조건에 대해 충분히 신뢰할 수 있고 안전한 다이나믹 포지셔닝에 의해 이루어질 수 있다.^[1]

9. 수중 서식지

수중 서식지는 사람들이 장기간 거주하며 일, 휴식, 식사, 개인 위생, 수면 등 24시간의 기본적인 인간 기능을 수행할 수 있는 수중 구조물이다. '서식지'는 일반적으로 구조물 내부 및 바로 외부와 부속품을 의미하는 좁은 의미로 사용되며, 주변 해양 환경은 포함하지 않는다. 초기 수중 서식지 대부분은 공기, 물, 음식, 전기 및 기타 자원에 대한 재생 시스템이 부족했다. 그러나 최근에는 일부 새로운 수중 서식지에서 이러한 자원을 파이프를 사용하여 공급하거나 서식지 내에서 생성할 수 있으며, 수동으로 전달하지 않아도 된다.

수중 서식지는 인간의 생리학적 요구 사항을 충족하고 적절한 자연 환경 조건을 제공해야 하며, 가장 중요한 것은 적절한 품질의 호흡 공기를 제공하는 것이다. 다른 조건으로는 물리적 환경 (압력, 온도, 광선, 습도), 환경 화학적 환경 (식수, 음식, 배설물, 독소) 및 생물학적 환경 (위험한 해양 생물, 미생물, 해양 곰팡이)이 있다. 수중 서식지와 인간의 요구 사항을 충족하도록 설계된 기술을 다루는 많은 과학은 수중 잠수, 잠수정, 잠수함, 우주선과 공유된다.

1960년대 초부터 전 세계에서 수많은 수중 서식지가 개인 또는 정부 기관에 의해 설계, 건설 및 사용되어 왔다. 이들은 거의 전적으로 연구와 탐사에 사용되었지만, 최근에는 적어도 하나의 수중 서식지가 레크리에이션 및 관광을 위해 제공되었다. 특히 압력 하에서 호흡 가스의 생리적 과정과 한계, 수중인 및 우주 비행사 훈련, 해양 생태계 연구에 연구가 집중되었다. 외부와의 출입은 일반적으로 문 풀이라고 하는 구조물 바닥의 구멍을 통해 수직으로 이루어진다. 서식지에는 감압 챔버가 포함될 수 있으며, 표면으로의 인원 이동은 폐쇄형 잠수 종을 통해 이루어질 수 있다.

과학적 포화 잠수는 일반적으로 아쿠아노트로 알려진 연구원과 기술자가 수행하며, 이들은 수중 서식지에서 생활한다.

10. 심해 기록

1988년, 프랑스의 상업 잠수 회사인 Comex S.A. 소속 전문 잠수사 팀(Th. Arnold, S. Icart, J.G. Marcel Auda, R. Peilho, P. Raude, L. Schneider)이 지중해에서 과학 잠수 중 534m 깊이에서 파이프라인 연결 훈련을 수행하여 해양 잠수 깊이 기록을 달성했다.

1990년 2월, 브라질 캄푸스 분지에서 DSV ''Stena Marianos''(이후 ''Mermaid Commander''(2006))의 브라질 포화 잠수사들은 페트로브라스를 위해 316m 깊이에서 매니폴드 설치 작업을 수행했다. 리프트 백 부착 실패로 장비가 328m 깊이로 옮겨졌으나, 브라질 잠수사 Adelson D'Araujo Santos Jr.가 이를 회수하고 설치했다.

1992년, Comex S.A. 소속 그리스 잠수사 테오도로스 마브로스토모스는 육상 가압 챔버에서 701m 깊이의 해수 시뮬레이션 잠수를 달성했다. 수소-헬륨-산소 혼합 가스를 호흡 가스로 사용한 이 실험 잠수는 43일이 소요되었다.

이러한 심해 잠수는 복잡하고 의학적인 문제가 따르며, 높은 비용이 발생한다. 해양 유전 시추 및 생산에서 심해 수압 잠수복과 ROV의 발달로 인해 극한 깊이에서 사람이 직접 작업해야 할 필요성이 줄어들었다.

11. 훈련 및 등록

다이빙 의학 자문 위원회는 일반적인 상황에서 포화 잠수 기간은 28일을 넘지 않아야 하며, 포화 잠수 사이의 간격은 이전 잠수 기간과 같아야 하고, 12개월 동안 총 잠수 일수는 182일을 초과하지 않아야 한다고 권고한다.

포화 잠수사 훈련은 보통 포화 잠수사 훈련 시설과 장비를 갖춘 상업 잠수 학교에서 이루어진다. 포화 잠수사 훈련 기준은 몇몇 기관에서 발행하며, 국제적으로 인정받는 경우도 있다. 훈련을 시작하려면 보통 잠수사가 이미 종형 잠수사 자격을 취득하고, 자격 취득 후 일정 횟수 이상의 잠수 경험을 쌓아야 한다.

포화 잠수사 훈련은 대개 유능하고 경험이 풍부한 표면 지향 종형 잠수사를 대상으로 하며, 포화 잠수에 필요한 추가 지식과 기술을 집중적으로 교육한다. 특수 장비와 관련된 기술적인 부분이 많이 추가된다.

남아프리카 노동부 1급 잠수사의 경우, 추가되는 지식과 기술은 다음과 같다.

분야	내용
혼합 기체 및 포화 잠수	역사에 대한 기본 지식
포화 생명 유지 시스템	모듈형 및 잠수 지원 선박 기반 시스템, 환경 제어, 잠수사 가열 시스템, 섬프 배수 및 고압 화장실 배출 등에 대한 이해
폐쇄형 잠수 종	표준 및 비상 장비, 취급 시스템, 종 및 엑스커션 엄빌리컬, 개인 잠수 장비, 테스트 및 유지보수 요구 사항에 대한 이해 및 실질적인 운영 기술
압력 하 이송 및 폐쇄형 종 잠수	4점 계류 및 동적 위치 선박에서의 작업에 대한 이해 및 실질적인 운영 기술
가스 공급 및 포화 소모품	최소 가스 요구 사항, 가스 이송 펌프, 가스 혼합 및 가스 회수 시스템 등에 대한 이해
잠수사 가압 및 포화	관련 절차에 대한 이해 및 실질적인 경험
분할 레벨 포화 잠수	관련 내용 이해
잠수 팀 구성원의 책임	포화 잠수 작업에 필요한 최소 인원 및 감독관, 관리자, 생명 유지 관리자, 생명 유지 기술자, 지원 및 시스템 기술자, 가스 담당자, 종 담당자 및 잠수사 등의 역할과 책임에 대한 지식, 잠수사 및 종 담당자로서의 경험과 기술
포화 감압 절차	표준 절차, 비상 포화 감압 및 고압 대피, 시뮬레이션된 비상 절차 등에 대한 실질적인 경험과 지식
포화 위생 및 응급 처치	포화 위생, 포화 응급 처치 요구 사항, 심해 잠수 압축 장애, 고압 신경 증후군, 압축 관절통에 대한 추가 지식을 갖춘 2단계 응급 처치사 자격증

12. 안전 및 위험

포화 잠수의 목적은 감압병의 위험을 증가시키지 않으면서 다이빙 작업 시간을 늘리는 것이다. 그러나 이는 고압 포화 상태에서 생활하는 것과 관련된 다른 위험과 상충되며, 복잡한 기반 시설, 고가의 장비 및 소모품이 필요하여 재정적 비용이 크다. 감압병의 위험은 저장 깊이와 관련된 감압 일정 기간 동안 포화 환경에 갇혀 있어야 하기 때문에 증가된 위험을 감수하고 감소한다. 포화 상태에서의 고압 대피는 가능하지만 보편적으로 사용 가능하지 않으며, 물류적으로 복잡하다. 대피 시스템을 대기 상태로 유지하는 것은 비용이 많이 든다.

다음은 주목할 만한 포화 잠수 사고들이다.

''Byford Dolphin'' 다이빙 벨 사고
''Drill Master'' 다이빙 사고
''Star Canopus'' 다이빙 사고
''Stena Seaspread'' 다이빙 사고
''Venture One'' 다이빙 사고
''Waage Drill II'' 다이빙 사고
''Wildrake'' 다이빙 사고
2019년 영화 ''Last Breath''에 기록된 ''Bibby Topaz'' 다이빙 사고

13. 근무 조건

포화 잠수사의 생활 및 근무 환경은 특이하며, 요구 사항이 자주 바뀌고 큰 대비가 존재한다. 잠수사는 업무 및 동료의 변화에 적응해야 하며, 이를 몇 주 동안 지속해야 한다. 이 직업의 미래는 불확실하며 석유 및 천연가스 산업과 연관되어 있다. 계약에 따른 작업 환경과 생활 조건은 단조로운 경향이 있지만, 여가 시간으로 번갈아 가며 구성된다. 가족과의 약속과 상대적 고립 상태에서 장기간의 근무 사이에는 갈등이 있지만, 소수의 동료들과 지속적으로 가깝게 지내야 한다. 이 직업은 명성이 높고, 급여가 좋으며, 작업 사이에 비교적 긴 여가 기간이 있다. 이 직업은 정신적 지구력, 유연성, 적응 및 학습 의지를 필요로 한다. 개인적인 일상을 유지하는 것은 정신 건강을 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 팀의 질은 구성원에게 큰 영향을 미칠 수 있다. 서로 잘 지내고 상호 신뢰하는 능력은 안전과 때로는 생존을 위해 서로에게 의존하는 집단의 협력과 효율성에 중요하다. 유머 감각은 장점이지만, 위험이 높은 환경으로 인해 비교적 어두운 경향이 있을 수 있다.

참조

_[1] 서적 潜水の世界人はどこまで潜れるか大修館書店
_[2] 논문 より深くより長く茫洋たる海底に挑め https://web.archive.[...] 防衛弘済会
_[3] 문서 これは、タンクを加圧するためのヘリウムを節約するための措置である。ヘリウムは非常に高価なガスであり、また、タンクはベルよりもかなり大きいため、その分だけヘリウムを多く使用することになる。
_[4] 문서 これは、ベルが誤って海底にまで達した場合に、ベル内に海水が浸入することを防ぐためのものである。
_[5] 논문 TWA Flight 800 Salvage Report http://www.supsalv.o[...] 2008-08-29
_[6] 논문 Recompression treatments during the recovery of TWA Flight 800 http://archive.rubic[...] 2008-06-17
_[7] 웹사이트 ロシア原潜クルスク沈没が問いかけるものは何か――ノルウェーからの視点―― http://www.hum.u-tok[...] 2009-08-31
_[8] 웹사이트 病院沿革 https://www.mod.go.j[...] 2023-06-21
_[9] 웹사이트 知床事故、１９日飽和潜水で捜索作業船「海進」が網走出港 https://www.okinawat[...] 2022-05-18
_[10] 웹사이트 船舶・設備一覧｜日本サルヴェージ株式会社 http://www.nipponsal[...] 2022-05-18
_[11] 뉴스 隊員らしき5人発見　陸自ヘリ事故、飽和潜水で　機体の一部も　捜索続く https://www.okinawat[...] 2023-04-16

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