Берегись темных молний

О серьезной опасности  для самолетов и авиапассажиров было объявлено на днях на конференции Европейского геофизического союза в Вене.  Грозный феномен, получивший название "темные молнии", обнаружили ученые из Технологического института Флориды. Эти молнии становятся мощными источниками гамма-излучения и потоков заряженных частиц, которые способные вывести из строя электронику и облучить людей.

Специалисты уверяют: пассажиры в самолете, оказавшимся в грозовой зоны, получают дозы облучения, как от десяти "флюрографий". А то и больше - как от полного обследования тела в рентгеновском томографе.

- Глаз человека темные молнии не замечает, - пояснил один из авторов исследования этих экзотических грозовых разрядов физик Джозеф Дуайер. - Но они хорошо заметны из космоса. Спутники фиксируют бледные пурпурно-голубые светящиеся зоны в облаках протяженностью около километра. Возникают темные молнии на высотах порядка 12 километров. Поток излучения от разрядов  идет в основном вниз - туда, где летают коммерческие авиалайнеры.

Впервые феномен, названный вначале «электрической бурей», был обнаружен около 20 лет с помощью спутников НАСА. Но до сих пор он остается загадкой.

Темные молнии становятся мощными источниками гамма-лучей (на рисунке розового цвета), а те в свою очередь порождают заряженные частицы - электроны и позитроны (желтого и зеленого цвета) - они-то и могут вывести из строя электронику и облучить людей. Кадр Фото: НАСА.

- Мы точно знаем, что в  рождении темных молний участвуют космические лучи и атмосферное электричество, - признавался другой участник конференции профессор итальянского Национального института астрофизики Марко Тавани. - Но каким образом  разряды набирают колоссальную мощность,  мы даже не можем предположить. Ведь энергия квантов излучения темных молний выше, чем у обычного света или даже ультрафиолета, почти в десять миллионов раз! Такое излучение выделяет больше энергии, чем ядерный реактор. Обычные же молнии генерируют лишь слабое рентгеновское излучение.

Физики считают, что следует создавать систему предупреждения этих угроз.

- Опасность для приборов самолета несет не само гамма-излучение темных молний, а поток нейтронов, который его сопровождает и может повлиять на работу оборудования, - объяснял Марко Тавани. - Я не исключаю, что часть воздушных катастроф могла быть связана именно с темными молниями. Ведь до 1994 года о них  даже не подозревали.

По словам Дуайера, зафиксировать экзотический разряд можно либо при помощи дозиметра, либо по слабой розоватой вспышке - во время грозы ее еле видно. И еще появилась надежда на телескоп "Ферми" - один из самых чувствительных и точных инструментов на сегодняшний день. На нем недавно установили новое программное обеспечение, которое, как надеются физики, позволит засекать самые слабые вспышки - предвестники темных молний.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Кандидат технических наук, научный сотрудник физического факультета МГУ им. Ломоносова Анатолий Огушев:

- Думаю, не стоит сильно бояться темных молний. Они встречаются редко: примерно в тысячу раз реже, чем обычные. Да и экипажи самолетов как правило обходят грозовые зоны стороной, так что прямое попадание даже под обычную молнию весьма маловероятно.

КСТАТИ

ЧТО УЧЕНЫЕ ЗНАЮТ О КОВАРСТВЕ ОБЫЧНЫХ ГРОЗ

Специалисты признаются в том, что атмосферное электричество, в том числе грозы, изучены не намного лучше, чем это было столетие назад. До сих пор не существует общепринятой теории грозы, а относительно расположения в грозовых облаках опасных зон даже среди ученых нет единого мнения.

- К сожалению, не смотря на всю оснащенность самолетов техникой, от молний пока спасти их сложно, - объяснял нам доктор технических наук, профессор Энергетического института им. Г.М. Кржижановского Эдуард Базелян. - По мировой статистике, на три тысячи часов полета приходится один удар. Вроде бы немного, но авиация довольно сильно страдает. Чаще молнии выбирают тип машин, у которых двигатели расположены сзади. Но теперь таких все меньше и меньше. И молнии "перешли" на  самолеты с двигателями на пилонах крыльев. Как у нынешнего «Боинга».

- Чем самолет притягивает молнию?

- Из двигателей вылетает раскаленная струя воздуха. Температура - 800 градусов. Электрическая прочность разреженного газа - меньше, здесь и зарождается с легкостью канал молнии. Примерно так же грозовые разряды притягивают костры, разведенные на земле. Но и это не все. Как правило, в большие самолеты попадают те молнии, которые они сами и порождают. Эти молнии возникают не от окружающих грозовых облаков. Разряды  стартуют от самих самолетов. Например, от хвоста идут к облаку, а от носа машины - к земле, в двух направлениях сразу. Через самолет проходит ток порядка сотен тысяч ампер. К счастью, удары крайне редко приводят к гибели людей, самолеты удается посадить.

- Молния может вывести из строя приборы самолета?

- Да, главная опасность молнии для техники - в электромагнитном излучении. В мгновении ока в зоне поражения современная микроэлектроника может забарахлить или отказать. Я считаю, что уж лучше какие-либо электронные устройства важных органов управления после удара молнии сгорят сразу дотла, чем начнут выдавать ложные показания или команды в результате электромагнитной атаки.

- Когда большая вероятность подвергнуться удару с неба - в полете или при взлете-посадке?

- В виду того, что электрическая емкость самолета, находящегося в воздухе невелика, разряд «облако-самолет» обладает существенно меньшей энергией по сравнению с разрядом «облако-земля». Наиболее опасна молния для низколетящего самолета, так как в этом случае летательный аппарат может сыграть роль проводника тока молнии из облака в землю. Известно, что самолеты на больших высотах сравнительно часто поражаются молнией. И тем не менее, случаи катастроф по этой причине единичны. В то же время известно очень много случаев поражения самолетов молнией на взлете и посадке, и даже - уже на земле.

Несколько раз молнии разбивали лобовые стекла самолетов. До трагедий не доходило лишь потому, что лайнеры находились на небольшой высоте. Случись такое на высоте эшелона -  катастрофа неизбежна. Происходит разгерметизация.

ВОПРОС РЕБРОМ

КАК ЗАЩИЩАЮТ САМОЛЕТЫ?

Как нам объяснили специалисты Энергетического института им. Г.М. Кржижановского каждый самолет проходит сертификационные испытания на воздействия током молний. Происходит это так. К готовой машине подгоняют специальный генератор и пропускают через нее заряд, сравнимый с грозовым. Сегодня - это удар током в 200 000 ампер. Причем не один импульс, а два-три. Один за другим. Молнии ведь зачастую по одному и тому же пути проскакивают многократно. Затем все осматривают. Особо уязвимые точки: топливные баки, антенны, внешние датчики. Безопасность полета от них зависит впрямую, а спрятать их от молний бывает очень трудно.

Корпус самолета тоже защищен от молний. Для того, чтобы снизить риск попадания, металлические элементы наружной обшивки летательных аппаратов тщательно электрически соединяются друг с другом, а неметаллические элементы металлизируются. Таким образом, обеспечивается низкое электрическое сопротивление корпуса. Для стекания тока молнии и другого атмосферного электричества с корпуса, летательные аппараты оборудуются разрядниками.

ИЗ ДОСЬЕ «КП»

Покушения на VIP-персоны

28 февраля 2003 года в самолет брата президента США Джеба Буша (губернатора Флориды) ударила молния. Никто из находившихся на борту не пострадал, но Бушу, летевшему в Майами, пришлось совершить экстренную посадку в Орландо. Правда, молния прожгла в крыле самолета внушительную дыру.

28 апреля 2005 года молния ударила в самолет премьера Великобритании Тони Блэра. Это произошло при посадке, когда уже самолет подлетал к Лондону. Блэр не пострадал.

15 мая 2006 года, молния ударила в самолет американского сенатора Эдварда Кеннеди. Отключились все приборы, и пилоту пришлось совершать экстренную посадку.