En videnskabsmand kan endelig have fundet ud af mysteriet om, hvorfor en ubåd til borgerkrig sank

Omkring kl. 18.30 den 17. februar 1864 klammede otte mænd ind i den konfødererede ubåd HL Hunley, et selvkørende metalrør fastgjort til en bombe og gled stille i det frysende sorte vand ud for kysten af ​​Charleston, South Carolina. Besætningen håndkrankede suben mere end seks kilometer mod sin målsætning - Union-blockader USS Housatonic - og dukkede op som en leviatan til opladningen. Kl. 21.00 var det forbi: Hunley havde kastet sin sparmonterede torpedo ind i Housatonic 's skrog, og inden for få sekunder var 60 kg sort pulver hulet i skibet.

Lige efter det korte ære øjeblik sank Hunley, der netop var blevet verdens første succesrige kampbåd, mystisk.

Dens bortgang har forvirret scoringer af forskere og borgerkrigsansvarlige i mere end et århundrede. Nu fremsætter en maverick-videnskabsmand den dristige påstand om, at hun har knækket sagen. Efter tre års sleutning konkluderer Rachel Lance, en biomedicinsk ingeniør fra den amerikanske flåde, der har en ph.d. fra Duke University's Pratt School of Engineering i North Carolina, at eksplosionen fra underordnets egen torpedo sendte sprængbølger gennem sit jernskrog og forårsagede øjeblikkelig død for de otte mænd inde.

Hvis hun har ret, kan Hunleys mysterium endelig bringes til hvile. Men hvordan hun fandt opdagelsen er næsten lige så overraskende som selve opdagelsen: Hun gjorde det uden adgang til den fysiske under, der blev udgravet i 2000; uden forudgående erfaring inden for arkæologi eller retsmedicin; og uden hjælp fra Hunley-projektet, et team af forskere og forskere ved Clemson University i South Carolina, der har været på sagen på fuld tid i de sidste 17 år.

Uden samarbejde eller centrale data, kunne Lances beretning om de sidste øjeblikke af Hunley og dens besætning være ret?

**********

På en varm septemberlørdag står jeg uden for studentcentret ved Duke, en moderne moderne bygning med universitetets signatur neo-gotiske sten, når Lance svinger rundt om svingen i en blå Pontiac Grand Prix lige ud af Motor City hvor hun voksede op. Når jeg åbner passagerdøren for at præsentere mig, bliver jeg ramt af en mur af dunkende træningsmusik. Lance kom lige fra gymnastiksalen, og hendes brune, skulderlange hår smides op i en elastik. En blå, stenkalket T-shirt, der læser Detroit, rider op hendes blegne, slanke arme.

Når vi kører videre fra campus, fortsætter musikken med at pumpe.

”Hvor skal vi hen?” Råber jeg.

”Jeg fører dig til campusdammen for at se, hvor vi har gennemført nogle af vores eksperimenter, ” tordner hun tilbage. ”Det er stille der, så vi kan tale.”

Lance modellerede en undervandseksplosion ved en computer i Duke's Injury Biomechanics Lab, hvor hun studerede eksplosionsskader, da hendes rådgiver havde epifaniet, der fik hende Hunley- besættelse i bevægelse. Hvad hvis, antydede biomechanisk ingeniør Dale Bass, modelleringssoftwaren praktisk talt kunne rekonstruere angrebet på Housatonic og afsløre indsigt i Hunleys skæbne? Lance, en historisk buff, blev tilsluttet: et historisk mysterium med en forfriskende bly, der skulle følges. Til sidst ville hun opgive softwaren til en mere praktisk eksperimentel tilgang, men Bass's idé var den katalysator, hun havde brug for.

Hun begyndte at læse teorier om, hvorfor Hunley gik ned. En fremherskende idé var, at besætningen løb tør for ilt og kvalt. Det var nøjagtigt den type teori, hun var klar til at tackle: hun har været civilingeniør hos US Navy siden 2009 og har ekspertise i åndedrætssystemets dynamik og mere specifikt genoprørere - lukkede kredsløbssystemer, dykkere bruger til at genanvende vejrtrækning gas under vand.

Da hendes undersøgelse var i gang, bemærkede Lance, at der var meget lidt, om nogen, offentliggjort forskning om besætningens iltforbrug under missionen. Med flåden havde hun undersøgt fænomenet med, hvor meget ilt folk brugte, mens de betjente ergometer med håndpedaler, der krævede den samme type bevægelse som Hunleys håndkraftfremdrivningssystem. Så hun gravede dataene op og brugte dem til at beregne, hvor meget ilt besætningen ville have brugt, mens hun trækkede sig hen mod Housatonic .

Det var dog ikke klart, hvor meget ilt der var til at begynde med. Efter at have opsamlet underdelen beregnet Hunley Project-konservatorerne, hvor meget luft der sandsynligvis var tilgængelig. Deres data antyder, at besætningen havde luft nok i lidt mere end to timer. Lance havde dog ikke adgang til de faktiske data. Hun havde mødt projektmedlemmer for at diskutere samarbejde, men de ville ikke dele deres beregninger med hende (og senere bede Lance om at underskrive en aftale, der ikke blev afsløret, hvilket hun ville afvise). Hun skulle gå sin egen vej.

**********

Hun mullede over problemet i flere dage. Derefter huskede hun tommelfingre gennem et nyhedsbrev udgivet af Friends of the Hunley, en nonprofit i Charleston, der håndterer opsøgende aktiviteter, fundraising og udvikling til Hunley Project og kører ture i Clemsons Warren Lasch Conservation Center, hvor Hunley bliver restaureret. Det var fyldt med indvendige og udvendige fotos af underdelen, hvoraf de fleste havde målenotationer under dem. Det gav hende en idé.

Den næste måned sad Lance kram over sit skrivebord og udskrev fotos af underdelen og målte hvert afgrænset punkt med en lineal. Efter uger med omhyggeligt arbejde havde hun endelig alle nødvendige målinger for at beregne iltforbrug kontra levering. Resultaterne sprang ud af siden. Kvelning var ikke en troværdig forklaring på, hvorfor Hunley sank.

”Selv med konservative beregninger ville besætningen have oplevet en mærkbar hyperventilation, gisper efter ånde, kvælning, symptomer på panik og sandsynligvis fysisk smerte fra høje niveauer af CO2 i blodet, ” siger hun. ”Men vi ved også fra posterne, at de sad fredeligt på deres stationer uden tegn på kamp. Så fra mit perspektiv kastede dette kvælningsteorien ud af vinduet. ”Resultaterne blev offentliggjort i marts 2016-udgaven af ​​tidsskriftet Forensic Science International.

Richard Moon, den medicinske direktør for Duke Center for Hyperbaric Medicine og miljøfysiologi, er enig. Han hjalp Lance med at køre beregningerne og sagde: ”Du har en masse ubåde, der arbejdede moderat hårdt i et lukket rum. Der er ingen måde, de ville arbejde på ved kranken i et 10 procent iltmiljø med høje niveauer af CO2 og sige: 'Nå, ting går fint; vi skal bare fortsætte. '”

Folkene på Clemson var ikke overbeviste. Kellen Correia, præsident og administrerende direktør for Friends of the Hunley, sagde i en e-mail, at “Det er for tidligt at drage nogen endelige konklusioner om årsagerne til tabet af ubåden eller død af besætningen, især når man kun ser på et aspekt af situationen. ”Hun henviste imidlertid ikke til specifikke problemer med Lances fund.

**********

Afbrydelse af kvælningsteorien bød Lance en vis kortvarig tilfredshed, men på dette tidspunkt var hun i dybden. Hun begyndte at tænke på Hunley døgnet rundt, besætte over det til det punkt, hvor hun ville zone ud og stirre ind i sin tallerken mad under middagen med sin forlovede. ”Der var noget visceralt skræmmende ved det faktum, at otte mennesker døde den nat, og vi havde ingen idé om, hvordan eller hvorfor, ” siger hun.

I mellemtiden mejslede Hunley Project-konservatorer ved Warren Lasch Conservation Center - og fortsætter med at mejle - deres vej gennem det stædige, betonlignende lag sand og silt, der dannede sig omkring Hunley, da det sad på havbunden i mere end 100 flere år.

”Afkonkretionen har mulighed for at give os mere information, ” siger Clemson arkæolog Michael Scafuri, “men vi har ikke afsløret nogen endelig dokumentation for fuldstændigt at forklare tabet af Hunley . Intet i sig selv forklarer hvad der skete. ”

Der har heller ikke været nogen beviskrakning på den menneskelige rest side. Linda Abrams, en retsmedicinsk slægtsforsker, der har arbejdet med og fra med Hunley-projektet siden 2006, siger, at alle besætningsmedlemskeletter var i god form, da de blev udgravet fra Hunleys indre. Underdelen var fuldstændigt fyldt med sediment, da den blev reddet, så lag på lag af muck måtte fjernes omhyggeligt, før knoglerne blev udsat. ”Der var ingen skudsår i nogen af ​​disse fyre, ” siger hun. Og ingen tegn på desperation.

Mens forskerne ikke har fundet en rygerpistol op, er der et lille område med skade på underlagets ydre, der har stubbet dem. Det fremadrettede tårn har en softball-størrelse stykke jern, der mangler, hvor en udsigt havde været.

Gennem sin undersøgelse lærte Lance om skaderne på det bælgende tårn og den såkaldte heldige skudteori: en herreløs kugle, der blev fyret af Housatonic- sejlere under angrebet, punkterede tårnet, hvilket fik suben til at fylde med vand og synke.

Fra Scafuris perspektiv er det en mulighed. ”Skuddet fra Housatonic kan have spillet en rolle i dette, ” siger han, ”men det kan vi ikke bekræfte på dette tidspunkt.”

Lance testede teorien ved at skyde skydevåben fra borgerkrigstiden på støbejernsprøver - skaden på underdelen var uforenelig med skader fra hendes riflebrand. Plus, siger hun, et kulehul ville have gjort det muligt for vand at haste ind i undergrunden og få det til at synke meget tættere på angrebsstedet end hvor det blev fundet.

Baseret på hendes resultater krydsede Lance heldskudteorien fra sin liste og dokumenterede resultaterne i en anden artikel i Forensic Science International.

Friends of the Hunley afviste at kommentere de specifikke fund, men Correia skrev: "Igen, fru Lance har ikke nogen primær viden eller data om Hunley-projektet."

Lance trykket på. Hvis besætningen ikke havde kvalt, og et kulehul ikke synkede underdelen, hvad skete der så?

**********

Da Hunley tog det ruvende Housatonic ned, var det mindre end fem meter væk fra eksplosionen. Og den var stadig fastgjort til torpedoen; inspireret af konfødererede dampdrevne torpedobåde, kendt som Davids under borgerkrigen, havde Hunleys besætning boltet underlagets torpedo på enden af ​​dens spar. Dette betød den samme eksplosion, som rystede Housatonic kunne lige så godt have betydet lys for Hunley- besætningen.

Lance havde brugt den bedre del af to år på at undersøge kvælningen og heldige skudsteorier, offentliggjort to gange, og havde stadig ikke løst mysteriet. For hende var denne eksplosionsteori den næste åbenlyse mulighed at udforske, og en, der stemte godt overens med hendes skadesbiomekanikfokus hos Duke. Hvis en eksplosionsbølge fra eksplosionen forplantede sig ind i det indre af undergrunden, begrundede hun, kunne det straks have dræbt besætningen eller i det mindste såret dem tilstrækkeligt til, at de ikke ville være i stand til at pilotere båden i sikkerhed. ”Når eksplosionsbølger rammer et luftrum, bremser de som en bil, der rammer en væg, ” forklarer hun. ”Bortset fra i dette tilfælde er væggen lungens overflade.” Sømandens lunger kunne have brudt og fyldt med blod.

For at teste teorien havde Lance brug for en fysisk model af underdelen. Gå ind i CSS Tiny, en skalamodel, der er en sjette størrelse på turnébuslængden Hunley . Lavet af plademetal var det en Hunley mini-me helt ned til ballasttanke fyldt med vand og en stålspat monteret på buen.

At konstruere en miniature ubåd var ikke en strækning for Lance, der voksede op med at arbejde på gamle biler sammen med sin far, en nu pensioneret GM autoworker. Som barn var hun lille nok til at glide under deres Mustang fra 1966 til at skifte olie uden at hæve bilen. ”At vokse op omkring bilkultur gør det nemt at blive forelsket i maskiner og teknik, ” siger hun.

Få minutter efter skrælning væk fra campus i Lance's Pontiac trækker vi ind i en støvet masse ved Duke University-genvindingsdammen. Den dunkende baslinie skærer pludselig ud, og lydsporet erstattes med det skraldelignende kor fra crickets. Ved damens kant bevæger hun sig mod vandet, tyk af alger: det er her Tiny tog en prøvekørsel. Lance og et par medlemmer fra hendes laboratorium brugte sprængsimuleringsenheder kendt som chokrør til at teste Tiny 's trykmåler og andet udstyr inden eksperimentets levende eksplosivfase. Da hun stod i vandet og løftede og sænkede chokrørene, fladtede fiskene på benene. Det var som om hun gentagne gange blev knivstukket med små knive - men i slutningen var Lance og Tiny klar til den store begivenhed.

**********

Campusdammen var uden for grænserne for rigtige eksplosiver, så to uger senere trak Lance og hendes forskerteam ud til en dam på tre hektar på en landdistrikt i North Carolina til live ammo-test. De parkerede Tiny midt i dammen, og med en eksplosivagent, der stod vagt, var scenen klar. Lance begyndte nedtællingen: ”Fem! Fire! Tre! ... ”Højdepunktet på måneder med hårdt arbejde kom alle ned til de næste par sekunder, og hendes nerver blev frynsete, da hun panisk klikkede mellem sensorudlæsningsskærme på sin bærbare computer.

Fra sikker afstand var landmanden Bert Pitt og hans børnebørn klar til showet. Lance havde snakket ham om at frivilligt arbejde med sin dam til projektet. ”Da Rachel kom ud til gården, ” siger Pitt i en tyk sydlig træk, ”prøvede hun at smøre mig med rød fløjlkage og forklarede, at det kun ville være en eksplosion på en sjette skala.”

"To! Én! ” Pfffsssssttt ! Den sorte pulverladning eksploderede på Tiny 's spar, og en lille gejser med damvand brød ud. Trykmålere hang inden i og uden for fartøjet for at måle de undervandsblæstbølger. Under overfladen sprøjtede eksplosionen en eksplosionsbølge ind i Tiny 's skrog med så meget kraft, at det fik metal til at bøjes. Denne bevægelse frembragte på sin side en anden eksplosionsbølge, der blev sendt direkte gennem skroget ind i kabinen.

”Den sekundære eksplosionsbølge herfra ville let have forårsaget lungeblæsningstraume, der dræbte hele besætningen øjeblikkeligt, ” siger Lance. ”Dette er hvad, der sænkede Hunley .”

Moon støtter konklusionen. Han siger, at de fleste ville antage, at kabinevæggene ville have beskyttet besætningen mod eksplosionsbølgerne - men få mennesker ved meget om eksplosioner under vandet. "Spekulationer indtil dette har været fine, " siger han, "men når du holder op med den hårde videnskab, synes jeg, at sprængbølgeteorien er den mest troværdige forklaring."

Mens Lance mener, at Hunleys mysterium endelig kan bringes til hvile, er Hunley-projektets videnskabsfolk ikke klar til at hoppe til konklusioner. De har anerkendt eksplosionsteorien som en mulighed i fortiden, men begyndte at tvivle på den før Lance's eksperiment baseret på resultater fra en computermodelleringsundersøgelse udført af den amerikanske flåde i 2013. Undersøgelsen antyder, at eksplosionsbølgen ikke ville have skadet besætning, men yderligere undersøgelser fortsætter med at gætte alle tidligere konklusioner fra undersøgelsen.

”Problemet er, det er et kompliceret scenario, ” siger Scafuri. ”Det er ligesom at prøve at rekonstruere årsagerne til en bilulykke med begrænset information. Ville du være i stand til at finde bevis for en ulykke, der skete, fordi en bi fløj ind gennem vinduet og distraherede chaufføren, som tilfældigvis smsede, på en stykke vej, der var glat? ”

**********

”Åh, jeg har noget til dig, ” siger Lance ved Dukes genvindingsdam. Hun rækker ind i sin rygsæk og giver mig en cigaretstørrelse, 3D-trykt kopi af Hunley - en slags souvenir. Det tilbyder en mikro, men dog detaljeret, udsigt over underrumets indre, der får mig til at indse, hvor indesat besætningsrummet - som i fuld skala kun var en meter bredt og 1, 2 meter højt - må have været for otte voksne mænd. Det var en dødsfælde. Det faktum, at de alligevel proppede sig ned i røret, var et offer, som Lance synes at have urokkelig respekt for. Det er en del af det, der fik hende til at presse videre til målstregen, på trods af at oddsene blev stablet mod hende.

**********

Men hvordan kunne det være, at Lance var i stand til at afsløre et århundrede gammelt mysterium i så relativt kort tid, især i betragtning af Hunley-projektets 14-årige forspring? Var det begynders held, eller hendes evne til at nærme sig problemet fra et andet videnskabeligt udsyn? Måske kom det ganske enkelt ned på gammeldags beslutsomhed. ”Du er nødt til at beskæftige dig meget, når du laver denne form for forskning, især når du laver ting på egen hånd, hvilket kan være vanskeligt og ensomt, ” siger hun. ”Du skal have en masse udholdenhed, for det er her, de gode ting er - forbi den grænse, hvor ingen har været i stand til at skubbe igennem problemet før.”

I sidste ende havde det måske mere at gøre med det faktum, at Hunley-projektet har til hensigt både at gennemføre den omhyggeligt langsomme proces med at bevare underdelen og forklare dens forsvinden. Skønt set fra et indtægtsmæssigt perspektiv kan mysteriet i sig selv være en virkelig positiv for Hunley-projektet og Friends of the Hunley, i betragtning af salget af T-shirts, skudbriller og laboratorieture, som det hjælper med at generere.

Uanset hvad, når Lance's fund fra hendes eksplosionsbølgeeksperiment offentliggøres (et forskningsdokument vil blive frigivet straks), vil Hunley Project-teamet se på.

Denne gang vil det være deres teori at modbevise.

Relaterede historier fra Hakai Magazine:

• Livet ombord på vraget af HMCS Annapolis
• Sub Marine: De ting, vi synker
• Stefan Drzewiecki, ubåd tsar