В годы войны в экспериментальной научно-исследовательской лаборатории ВМС США в Сан-Диего над проблемами противолодочной обороны работал молодой физик, преподаватель Калифорнийского университета в Лос-Анжелосе, Уолдо Лайон. В процессе своих исследований он очень заинтересовался боевыми возможностями тех кораблей, борьбе с которыми была посвящена его научная работа. После войны военно-морское министерство решило сохранить экспериментальную лабораторию в Сан-Диего и переименовало ее в лабораторию электроники ВМС США. Уолдо Лайон остался в штате сотрудников лаборатории.
Ознакомившись с письмом, в котором содержалась просьба сообщить предложения и рекомендации относительно экспедиции «Хайджамп», он очень скоро убедил соответствующие инстанции в том, что включение в состав экспедиции подводной лодки предоставит возможность получить интересные данные.
31 января 1946 года небольшая, странная по составу группа кораблей вошла в полосу пакового льда в море Росса, вдающегося в часть Антарктиды, обращенную к Новой Зеландии. В голове колонны шел флагман — ледокол береговой охраны «Нортуинд», за ним следовали два больших военно-транспортных судна и штабной корабль десантных сил «Маунт Олимпус». Колонну замыкала выглядевшая очень одинокой и совсем случайной среди других кораблей подводная лодка «Сеннет». На борту лодки находился полный решимости изучить и исследовать все, что было возможно, доктор Лайон.
Основная задача экспедиции состояла в том, чтобы создать авиабазу на кромке ледяного барьера Росса, то есть в северной части постоянного шельфового ледяного покрова южной части моря Росса. Несмотря на то, что в Антарктике в это время была середина лета, корабли встретились с тяжелыми паковыми льдами. Ледокол с трудом прокладывал путь для трех больших кораблей, и ему часто приходилось возвращаться назад для оказания помощи тому или другому из них, если они застревали. С каждым днем становилось все более и более очевидным, что подводная лодка «Сеннет», которая не имела никакого отношения к созданию авиабазы, задерживала продвижение других кораблей и возлагала на ледокол дополнительную нагрузку. Поэтому вскоре было решено повернуть подводную лодку назад и вывести ее из льдов в чистую воду.
За это время «Сеннет» ни разу не погружался, но доктор Лайон успел произвести много наблюдений и собрать данные о работе акустической аппаратуры в ледовой обстановке. Очень хорошо, что командование флота, посылая корабли в незнакомые и неисследованные районы, не всегда требует, чтобы сразу же были достигнуты результаты. Вначале думали, что плавание подводной лодки «Сеннет» было неудачным и она не смогла произвести полезные наблюдения, но позднее оказалось, что полученные в этом походе данные имеют чрезвычайно большое значение.
Через несколько месяцев, в разгар лета, Уолдо Лайон находился уже на другом конце Земли — у кромки арктических паковых льдов в северной части Тихого океана. На этот раз он пришел сюда на борту подводной лодки «Борфиш», которая произвела несколько пробных кратковременных погружений под лед. Доктор Лайон непрерывно работал над конструированием приспособления, которое позволяло бы «слепой» подводной лодке определить, есть ли над ней лед и каков он.
Лайон пытался использовать для этих целей обыкновенный эхолот. Вибратор эхолота, как правило, устанавливается в самой нижней части днища корабля. Он посылает звуковые сигналы на дно океана и принимает их отражение. Время, за которое звуковые сигналы совершают этот путь, позволяет определить глубину под килем корабля, так как скорость распространения звуковых волн в воде известна.
Идея Лайона состояла в том, чтобы установить эхолот в верхней части корпуса подводной лодки. Звуковой сигнал будет отражаться в этом случае не от дна океана, а от находящегося над лодкой льда, и это позволит определить расстояние до него. Лайон установил опытным путем, что звуковой сигнал эхолота отражается не только от нижней стороны ледяного покрова, но и от верхней, что дает возможность измерить не только расстояние от лодки до нижней границы льда, но и толщину последнего.
Затем Лайон разработал записывающую аппаратуру, которая непрерывно регистрировала измеряемые расстояния на движущейся бумажной ленте шириной в двадцать сантиметров. Таким образом, при движении лодки подо льдом на ленте прибора все время фиксировалась конфигурация находящегося над ней ледяного покрова.
Летом 1948 года Лайон снова отправляется в Арктику на подводной лодке «Карп», на которой был установлен созданный им прибор для измерения толщины льда — эхоледомер. Командиру лодки капитану 3 ранга Палмеру удалось провести лодку в надводном положении в район севернее Берингова пролива и углубиться в паковый лед более чем на пятьдесят миль. «Карп» проделал это без помощи других кораблей, используя опыт, полученный подводной лодкой «Сеннет» во время ее плавания в Антарктике. Обнаружив разводье шириной около одной мили, «Карп» погрузился и вошел под лед, предоставив Лайону возможность тщательно проверить работу созданного им эхоледомера. Выполнив эту задачу, «Карп» благополучно всплыл на поверхность в том же разводье.
Позднее доктор Лайон участвовал еще в одном арктическом походе, во время которого достиг острова Банкс в группе Канадских Арктических островов. Однако мечта Лайона о покорении Северного Ледовитого океана подводной лодкой, казалось, так и не осуществится. Проникнув в районы океана, покрытые паковым льдом, обычная дизель-аккумуляторная подводная лодка вынуждена была бы идти вслепую от разводья к разводью, надеясь, что она всегда найдет его еще до того, как иссякнет электроэнергия ее аккумуляторных батарей. Обычная подводная лодка может беспрерывно идти в подводном положении не более тридцати часов, и то при условии, что скорость хода будет не более трех узлов. Это означает, что каждое следующее разводье, в котором она может всплыть, должно быть удалено от предыдущего не более чем на девяносто миль. Хотя вероятность существования разводий в пределах такого расстояния довольно большая, в особенности в летнее время, риск был бы слишком велик. Поэтому в течение нескольких следующих лет в области исследования Арктики при помощи подводных лодок не произошло ничего примечательного. Но настало время, когда техника совершила такой скачок вперед, который превратил фантастическую мечту вчерашнего дня в реальную возможность.
Атомная подводная лодка не только обладает практически неограниченными энергоресурсами, но и не нуждается в кислороде для сгорания топлива. Обычные подводные лодки в надводном положении используют дизельные двигатели, которые поглощают очень много кислорода, а в подводном — электромоторы, приводимые в движение энергией аккумуляторных батарей, которые очень быстро разряжаются. На атомной подводной лодке как в надводном, так и в подводном положении кислород необходим только для дыхания членов экипажа. По сравнению с количеством кислорода, потребляемым двигателями внутреннего сгорания, это бесконечно малая величина. Лайон понимал, что атомная подводная лодка сможет оставаться под водой и подо льдом в течение такого времени, которое будет необходимо, чтобы найти разводье, пригодное для всплытия.
Не теряя времени, он обратился к своему старому другу — капитану 3 ранга Бобу Макуэти. Макуэти был опытным офицером-подводником и давно уже интересовался исследованием Арктики. В свое время он добился назначения на должность старшего помощника командира ледокольного судна военно-морского флота, чтобы получить опыт плавания в Арктике, а позднее совершил полет над паковым льдом на самолете с целью изучения разводий и полыней, в которых могли бы всплывать подводные лодки. Об использовании подводных лодок в паковых льдах Арктики он пробовал говорить со многими офицерами. Большинство из них выслушивали его с интересом, но ничего не предпринимали. Когда Уолдо Лайон обратился к Макуэти с идеей о походе «Наутилуса» в Арктику, последний служил в одном из отделов управления подводных сил в Пентагоне и поэтому был в состоянии оказать Лайону некоторую поддержку.
Тем не менее потребовалось приложить немало усилий, для того чтобы преодолеть возражения противников осуществления идеи Лайона. В 1955 году флот располагал всего одной лодкой с атомной силовой установкой, и поэтому мысль о возможности потерять ее пугала многих руководящих офицеров флота. Тогда Лайон и Макуэти решили испробовать другой путь — поговорить с самим командиром «Наутилуса».
Дэнис давно уже размышлял над этой идеей. Он был знаком с работами Лайона на Тихом океане и вскоре стал горячим сторонником похода «Наутилуса» в Арктику. Это, конечно, имело большое значение, ибо командир «Наутилуса» лучше, чем кто-либо, знал, что может и чего не может совершить его корабль. Если Дэнис скажет, что может на «Наутилусе» идти под арктическим льдом, к его мнению прислушаются.
