Идем на грозу: как рождаются молнии

Идем на грозу: как рождаются молнии

Будущим летом увешанный датчиками планер нырнет в центр грозовой тучи, чтобы впервые увидеть рождение молний.

Бояться молний сегодня уже не принято: известно, что это не козни Громовержца, а обычный электрический разряд, пробивающий атмосферу. Однако сила молний так велика, что они до сих пор вызывают уважение — и удивление. Колоссальные заряды накапливаются высоко в атмосфере, среди опасных турбулентных вихрей, в таких экстремальных условиях, что мы до сих пор плохо понимаем, что же там происходит и как рождается гроза.

«По большому счету мы не знаем даже точного значения напряжений, при которых происходят такие пробои, не знаем детально распределения температур и скоростей ветра внутри грозового облака», — рассказала нам Карина Жильченко из НИИ ядерной физики МГУ. Наблюдения за молниями проводятся с почтительного расстояния, с земли или со спутников, а метеозонды неспособны пройти бурю насквозь, чтобы провести нужные измерения.

Карина Жильченко — инженер, сотрудник НИИ ядерной физики им. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ; Владислав Оседло — кандидат физико-математических наук, замдиректора по научной работе НИИЯФ МГУ

Как заряд моментально собирается в жгуте диаметром пару десятков сантиметров? Как он растягивается на километры, а то и десятки километров? Что происходит при ионизации молекул атмосферы разрядом? Немалая часть наших знаний о молниях — всего лишь теория. Например, с их разрядами связывают появление коротких, но необычайно мощных гамма-вспышек и вызываемых ими потоков электронов и позитронов. Однако в воздухе эти частицы далеко не распространяются, и наблюдений, подтверждающих эту связь, пока недостаточно.

«Еще интереснее ситуация с нейтронами, — добавляет научный руководитель проекта «Гроза» Владислав Оседло. — Возможно, молния может инициировать ядерные реакции, которые сопровождаются испусканием этих частиц. Однако в атмосфере они быстро рассеиваются и до сих пор тоже не наблюдались». Чтобы впервые произвести нужные измерения, инженеры и физики НИИЯФ намерены отправить в центр грозы живого человека.

Эксперимент будет проведен с помощью планера Blaník, оснащенного кислородным оборудованием и научной аппаратурой. Его отбуксируют к воронке в сердце растущего грозового фронта, где в течение 30−40 минут держатся стабильные восходящие потоки. За это время летчик, защищенный цельнометаллическим корпусом самолета, поднимется по спирали диаметром от 250 до 1000 м на высоту около 11 км, пройдя грозу насквозь и измерив происходящее во всем объеме.

Решительный и опытный планерист уже найден: заслуженный мастер спорта Юрий Кузнецов не раз уже пробовал использовать восходящие потоки в эпицентре грозы, поднимаясь на высоту до 3 км. Готова и большая часть научных инструментов, и дело осталось за самим планером и его подготовкой. Средства на это организаторы ищут на краудфандинговой площадке Boomstarter и, чтобы привлечь внимание участников, обещают установить на самолете камеры GoPro. Если финансирование найдется, то уже в будущем году мы впервые во всех деталях рассмотрим грозу изнутри и увидим молнию в момент рождения.

Инструменты на борту планера LET L-13 Blaník

  • радиодетектор / регистрация электромагнитных полей в момент разряда
  • счетчики нейтронов
  • счетчики Гейгера / регистрация электронов
  • электростатический анализатор Boltek / измерение электростатических полей
  • 8-канальный блок Caen / интегрированный сбор информации
  • защищенный ноутбук Lenovo / управление и хранение данных
  • питание от 2−3 батарей на 12 В (не считая батареи ноутбука)
  • спектрометры гамма-излучения

Статья «Идем на грозу» опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2017).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.