Йдемо на грозу

Наступного літа обвішаний датчиками планер пірне в центр грозової хмари, щоб вперше побачити народження блискавок.

Боятися блискавок сьогодні вже не прийнято: відомо, що це не підступи Громовержця, а звичайний електричний розряд, що пробиває атмосферу. Однак сила блискавок така велика, що вони досі викликають повагу — і здивування. Колосальні заряди накопичуються високо в атмосфері, серед небезпечних турбулентних вихорів, в таких екстремальних умовах, що ми досі погано розуміємо, що ж там відбувається і як народжується гроза.

«За великим рахунком, ми не знаємо навіть точного значення напружень, при яких відбуваються такі пробої, не знаємо детально розподілу температур і швидкостей вітру всередині грозової хмари», — розповіла нам Карина Жильченко з НДІ ядерної фізики МДУ. Спостереження за блискавками проводяться з поважної відстані, з землі або з супутників, а метеозонди нездатні пройти бурю наскрізь, щоб провести потрібні вимірювання.

Як заряд моментально збирається в джгуті діаметром пару десятків сантиметрів? Як він розтягується на кілометри, а то й десятки кілометрів? Що відбувається при іонізації молекул атмосфери розрядом? Чимала частина наших знань про блискавки — лише теорія. Наприклад, з їх розрядами пов’язують появу коротких, але надзвичайно потужних гамма-спалахів і викликаних ними потоків електронів і позитронів. Однак у повітрі ці частинки далеко не поширюються, і спостережень, що підтверджують цей зв’язок, поки недостатньо.

«Ще цікавіше ситуація з нейтронами, — додає науковий керівник проекту» Гроза «Владислав Оседло. — Можливо, блискавка може ініціювати ядерні реакції, які супроводжуються випусканням цих частинок. Однак в атмосфері вони швидко розсіюються і досі теж не спостерігалися «. Щоб вперше зробити потрібні вимірювання, інженери та фізики НДІЯФ мають намір відправити в центр грози живу людину.

Карина Жильченко — інженер, співробітник НДІ ядерної фізики ім. Скобельцина (НДІЯФ) МДУ; Владислав Оседло — кандидат фізико-математичних наук, заступник директора з наукової роботи НДІЯФ МДУ

Експеримент буде проведено за допомогою планера Blanik, оснащеного кисневим обладнанням і науковою апаратурою. Його відбуксують до воронки в серці зростаючого грозового фронту, де протягом 30-40 хвилин тримаються стабільні висхідні потоки. За цей час льотчик, захищений цільнометалевим корпусом літака, підніметься по спіралі діаметром від 250 до 1000 м на висоту близько 11 км, пройшовши грозу наскрізь і вимірявши те, що відбувається в усьому обсязі.

Рішучий і досвідчений планерист вже знайдений: заслужений майстер спорту Юрій Кузнєцов не раз вже пробував використовувати висхідні потоки в епіцентрі грози, піднімаючись на висоту до 3 км. Готова і велика частина наукових інструментів, і справа залишилася за самим планером і його підготовкою. Кошти на це організатори шукають на краудфандинговому майданчику Boomstarter і, щоб привернути увагу учасників, обіцяють встановити на літаку камери GoPro. Якщо фінансування знайдеться, то вже в майбутньому році ми вперше у всіх деталях розглянемо грозу зсередини і побачимо блискавку в момент народження.

Інструменти на борту планера LET L-13 Blanik

• радіодетектор/реєстрація електромагнітних полів у момент розряду
• лічильники нейтронів
• лічильники Гейгера/реєстрація електронів
• електростатичний аналізатор Boltek/вимірювання електростатичних полів
• 8-канальний блок Caen/інтегрований збір інформації
• захищений ноутбук Lenovo/керування та зберігання даних
• живлення від 2-3 батарей на 12 В (не рахуючи батареї ноутбука)
• спектрометри гамма-випромінювання