Прежде всего, продолжительное пребывание человека в море потребовало проведения ряда предварительных мер. Нужно было оборудовать подводные станции, в которых водолазы могли бы отдохнуть после своих экскурсий или обработать свои наблюдения. В таком подводном доме должно быть обеспечено снабжение дыхательным газом, питанием и всем необходимым. Кроме того, стояла проблема связи с водной поверхностью.
Большое значение имел вопрос о влиянии длительного пребывания под водой на человеческий организм. Следовало также решить проблему возможных психологических реакций при совместной жизни нескольких людей на ограниченном пространстве под водой. С технической стороны особых трудностей не предвиделось, так как повседневное применение аквалангов с искусственным дыхательным газом и соответствующие способы подводных контактов позволили считать эту сторону дела достаточно отработанной.
Полтора года спустя после первого космического полета Юрия Гагарина в Средиземном море, в рамках американской программы «Человек в море», было проведено первое длительное погружение. 6 сентября 1962 г. бельгийский водолаз в погружаемой камере цилиндрической формы был спущен на глубину 61 м и оставался там в течение четырех дней.
Несколькими днями позже у Марселя Кусто осуществил свой эксперимент «Преконтинент I». Два водолаза в течение недели находились на глубине 10 м под давлением 2,06 атм в бочкообразном подводном доме длиной 5,2 м. Во время ежедневных подводных выходов, общей продолжительностью 5 ч, они находились на глубинах между 5 и 25 м. Этим экспериментом Кусто хотел доказать, что при применении соответствующих технических средств пребывание на морском дне в течение нескольких дней возможно, даже если водолаз постоянно находится под двойным воздушным давлением. Целью программы «Преконтинент» в первую очередь было исследование физиологических проблем, которое при условных погружениях не могло быть проведено в полной мере. При операции «Преконтинент I» снабжение энергией и сжатым воздухом производилось с близлежащей наземной станции. Вода и продукты питания доставлялись к станции водолазами с судна-базы. Для обслуживания двух акванавтов (это понятие по аналогии с космонавтами распространилось на обитателей подводных домов) потребовалось более 60 человек, из которых только в качестве посыльных использовалось 15 водолазов.
В июне 1963 г. под руководством Кусто была проведена операция «Преконтинент II», во время которой была создана целая подводная колония и водолазы действовали совместно с подводными судами. Местом для этого эксперимента было выбрано Красное море с наиболее высокими температурами воды и наиболее удаленное от обычных морских путей. Успешный исход эксперимента в таких неблагоприятных условиях должен был доказать, что его можно повторить в любом другом морском районе.
Группа из пяти человек, из водолазов-профессионалов и морских биологов, жила в течение месяца на глубине 9,5 м в «Доме морской звезды». В то же время два других водолаза в течение шести дней выходили из маленького цилиндрического подводного дома, расположенного на глубине 26,5 м. Они погружались на глубины до 50 м, а иногда и глубже 100 м. Более глубокая подводная станция не имела в своем распоряжении установки для кондиционирования воздуха, водолазы жаловались на жару и особенно на высокую влажность воздуха. Признаки усталости появлялись быстрее, чем вблизи поверхности.
«Дом морской звезды» получил название в соответствии со своей формой. От центрального отсека с измерительными и контрольными устройствами, в том числе и с телевизионной камерой, отходили асимметрично четыре дополнительных отсека лучевидной формы. Вблизи от «Дома морской звезды» находился подводный гараж для «подводного блюдца», одного из первых подводных судов для исследовательских целей. Подводное мужское население экспериментировало с новыми газовыми смесями и выполняло всевозможные работы под водой. Так, была исследована экология кораллового рифа, на котором была сооружена станция. Кроме того, были проведены наблюдения за микроорганизмами, а также изучалась двусторонняя связь между колонией подводников и окружающей ее естественной средой.
Сооружение установки потребовало значительных материальных и технических расходов.
Во время второго американского эксперимента «Человек в море» в 1964 г. у Багамских островов с помощью уже описанной погружаемой камеры на глубину 132 м были опущены два водолаза. Когда давление в камере было выравнено с давлением воды, водолазы вышли и в течение 49 ч оставались в переносной подводной палатке. Резиновый кожух был натянут на стальные рамы и находился под внутренним давлением, соответствующим глубине погружения. Снабжение газом также производилось с водной поверхности.
В 1964 и 1965 гг. американские военно-морские силы провели самые по тому времени дорогостоящие длительные эксперименты с «Силэб I» и «Силэб II». По программе «Силэб I» четыре военно-морских водолаза, среди которых впервые был врач, в течение 10 дней находились на глубине 58 м в субтропических водах у Бермудских островов. В «Силэб II» три группы из 10 ученых и техников сменялись каждые 15 дней. Американский астронавт Карпентер, который принемал участие в эксперементе, оставался на глубине 60 м 29 дней.
При испытаниях производились широкие физиологические и психологические эксперименты. В качестве «плавучего почтальона» использовался дрессированный дельфин. В герметичных баллонах он доставлял на станцию мелкие инструменты и информацию с поверхности. Благодаря строению своего тела дельфин в состоянии без декомпрессии преодолевать за короткое время большие перепады глубин.
Подводная лаборатория «Силэб II» весом 200 т и длиной 17, 4 м была погружена со значительными трудностями у калифорнийского побережья в относительно холодную и мутную воду. Из-за неблагоприятных условий окружающей среды возникли дополнительные нагрузки на водолазов. Низкая температура воды требовала искусственного обогрева водолазных костюмов. Из-за малой дальности видимости, всего 7 м, пришлось принимать дополнительные меры предосторожности. Дыхательный газ (4 % кислорода, 9 % азота и 79 % гелия) вызывал значительные трудности во взаимопонимании. Из-за быстрой отдачи тепла в атмосфере гелия, чтобы водолазы не мерзли, станцию приходилось нагревать более чем на 26°С. Так как гелий диффундирует почти через все материалы, он проникал в чувствительные электронные приборы и через короткое время приводил их в негодность. Вредной оказалась высокая влажность воздуха, достигающая более 90 %. Поэтому в последующих подводных экспериментах, используя опыт космических полетов с человеком на борту, применялись усовершенствованные установки, понижающие влажность.
Примерно в одно время с экспериментом «Силэб II» в Средиземном море у мыса Феррато под руководством Кусто был проведен третий эксперимент «Преконтинент». Двухэтажный подводный дом сферической формы диаметром 7,5 м и общим весом 130 т в течение трех недель служил жилищем для шести водолазов на глубине 100 м. (В условиях, аналогичных этому эксперименту, при погружении насыщением для декомпрессии потребовалось бы 72 ч.) Водолазы ежедневно покидали свой сферический дом на 4 ч и погружались на глубины до 130 м.
В их задачу, наряду со многими океанологическими исследованиями, входили также установка и техническое обслуживание нефтяной буровой головки. Буровая головка весом 6 т была опущена краном с водной поверхности, причем работа была затруднена из-за сильной мертвой зыби.
В подводном доме в атмосфере гелия возникли те же самые трудности, что и при экспериментах «Силэб». Только лишь через несколько дней акванавты привыкли к своим новым голосам. Вследствие большой теплопроводности гелия, например, быстро охлаждалась пища. Большие трудности возникали при работе с паяльником. Газ точно так же проникал в приборы.
Из всех сооруженных до того времени подводных станций «Преконтинент III» обладал наибольшей независимостью от поверхности, так как был автономен в снабжении дыхательным газом. Лишь электроэнергия подводилась по кабелю с наземной станции. Правда, возникала опасность, что при сильном шторме жизненно необходимая связь будет прервана. Прямая связь с базой через автономного водолаза была невозможна из-за длительных периодов декомпрессии, так что необходимые предметы доставлялись на станцию с помощью своего рода подъемника, а также с помощью «подводного блюдца».