​Российские физики научились высекать молнию из грозового облака до того, как оно приблизится к взрыво- или пожароопасному объекту. Опыты проводились с помощью искусственных грозовых ячеек, куда вводили модельные гидрометеоры. Их планируют внедрять в тучи с помощью беспилотников или малогабаритных ракет.

Для защиты от молнии сегодня используют специальные устройства — молниеотводы. Однако для особо пожароопасных объектов — например точек ракетных стартов, крупных нефтяных и газовых месторождений, атомных электростанций — обычные средства защиты могут оказаться недостаточно эффективными. Поэтому ученые предложили другой способ защиты: разрядку грозового облака молнией на удалении от защищаемого объекта.

Существует несколько способов вызвать молнию, но все они требуют особенных условий, дороги и сложны в реализации. Самый простой способ — ввести в облако искусственные гидрометеоры. Их природным аналогом являются градины или крупные капли воды в облаке.

Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» при поддержке Российского научного фонда провели лабораторные эксперименты с использованием так называемых искусственных грозовых ячеек (аналогов природных облаков) и групп крупных гидрометеоров. Физики изучили возможности «управления молниями» с помощью таких гидрометеоров. При их использовании вероятность и степень разряда грозового облака максимальны.

Экспериментальной моделью грозового облака послужило множество заряженных капелек воды. В качестве искусственных гидрометеоров использовали кусочки пенопласта размером в несколько сантиметров, обернутые тонкой металлической фольгой. Для того чтобы вызвать разряд молнии между облаком и «землей», гидрометеоры объединяли в группы по 4–7 штук с помощью диэлектрической лески, затем подвешивали внутри искусственной тучи как в центре, так и по границам.

Электрическое поле, существующее в объеме всего облака, рядом с гидрометеорами усиливалось в несколько десятков раз, создавая условия для процессов ионизации — приобретения заряда нейтральными атомами и молекулами. Такие условия приводили к значительному повышению степени разрядки облака именно через канал разряда, который инициировала цепочка гидрометеоров.

В опытах исследователи меняли форму и размер гидрометеоров, расстояние между ними в группе, а также количество групп. Основной целью был поиск такой конфигурации, при которой вероятность инициирования и степень разрядки облака были бы максимальными.

— Мы добились значительного роста вероятности появления разряда в облаке, но полностью разрядить его пока невозможно, — пояснил старший научный сотрудник Национального исследовательского университета «МЭИ» Александр Темников. — Максимальный результат, который мы получили, — снижение заряда на 30%. Этого может быть достаточно, чтобы в течение некоторого времени, например десяти минут, грозовое облако, приближающееся к пожароопасному объекту, не создавало молнии. Время, в течение которого облако не опасно, зависит от процессов его формирования. При необходимости процесс искусственного инициирования молнии на удалении от защищаемого объекта можно повторить.

Наиболее перспективным местом для введения гидрометеоров в тучу являются пограничные области грозовых ячеек — там разряд инициируется чаще, чем в их середине. Помещать гидрометеоры в грозовое облако исследователи планируют с помощью беспилотников, артиллерийской установки со снарядами и малогабаритных ракет.

— Чтобы попасть в ту область, которую необходимо разрядить, нужна некая система мониторинга происходящего в грозовом облаке, — пояснил доцент базовой кафедры физики космоса Института космических исследований РАН Максим Долгоносов. — Для подтверждения работоспособности системы обязательно должны быть проведены натурные испытания, ведь реальные облака отличаются и по строению, и по условиям зарядки от искусственных.

В дальнейшие планы ученых входит исследование возможности снижения заряда формирующегося грозового облака до уровня, при котором оно будет не способно создавать молнию в месте расположения пожароопасного объекта.

Ольга Коленцова

Источники

Отвели грозу
Известия, 06/03/2019
Российские физики научились разряжать грозовые облака
Новости@Rambler.ru, 06/03/2019
Российские физики научились разряжать грозовые облака
Вечерняя Москва (vm.ru), 06/03/2019
Российские физики научились высекать молнию из грозового облака
SakhaNews (1sn.ru), 06/03/2019
Российские ученые научились "разряжать" грозовые облака
Всемирная Россия (vseruss.com), 06/03/2019
Отвели грозу: ученые нашли способ эффективно разрядить облако
Известия (iz.ru), 06/03/2019
Российские ученые научились "разряжать" грозовые облака
The world news (theworldnews.net), 05/03/2019
Российские ученые научились "разряжать"...
Новости всемирной сети (news-w.com), 05/03/2019
Российские ученые научились "разряжать" грозовые облака
Известия (iz.ru), 05/03/2019
Российские ученые научились "разряжать" грозовые облака
LipetskMedia.ru, 06/03/2019
Отвели грозу: ученые нашли способ эффективно разрядить облако
Российский научный фонд (рнф.рф), 06/03/2019
Российские физики научились "разряжать" грозовые облака
Тверские ведомости (vedtver.ru), 06/03/2019
Российские ученые научились "разряжать" грозовые облака
Орловские новости (newsorel.ru), 06/03/2019

Похожие новости

  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    843
  • 14/12/2018

    Грантополучатели РНФ в программе России-24 «Наука»

    Несколько дней назад вручили Нобелевскую премию за исследования в области лазерной физики. В России тоже успешно работают в этой области. Так, Лаборатория лазерного воздействия Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН Михаила Аграната разработала и совершенствует фемтосекундный лазерный скальпель – оптический пинцет, который работает в бесконтактном режиме и помогает с генетической диагностикой эмбриона, если ему от родителей передались какие-то аномалии.
    909
  • 10/09/2018

    Ученые реконструировали 3D-модель еды по двумерному изображению ее структуры

    ​Ученые показали, что на основе двумерного изображения продуктов питания можно создать трехмерную модель их внутреннего строения. Опираясь на нее, можно предсказать физические свойства пищевого продукта и смоделировать процессы, происходящие внутри него.
    435
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    509
  • 20/07/2018

    Физики из России создали «лампочку» из оптоволокна, работающую в космосе

    ​Российские ученые создали прототип оптоволоконных источников света, способных работать в космосе и не разрушаться под действием радиации. "Инструкции" по их сборке были опубликованы в Journal of Lightwave Technology.
    424
  • 06/06/2018

    Луч-бублик поможет в создании наноиглы для миниатюрной электроники

    ​Найден способ создавать сверхтонкие элементы наноэлектроники при помощи лазерных лучей в форме бублика. Новая технология поможет уменьшить элементы на микросхемах до размеров нескольких десятков атомов, что в десять раз меньше, чем возможно сегодня.
    332
  • 20/12/2018

    Российские ученые смогут предотвращать авиакатастрофы в условиях обледенения

    Ученые Института прикладной астрономии РАН и Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН запатентовали аппарат прогнозирования обледенений, который сделает использование дорогих реагентов рациональным и предотвратит крушения сотен самолетов.
    801
  • 26/11/2018

    Академик Валерий Рубаков: эпоха запланированных открытий кончилась

    Наука подошла к своему пределу: что за ним, ученые не знают. По крайней мере, в области физики элементарных частиц. О темной энергии, о бесконечном пространстве и о том, как сказываются на научном сообществе политические санкции, "Огоньку" рассказал академик РАН Валерий Рубаков.
    890
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    416
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    413