Как в СССР научились разгонять тучи раньше остального мира
Во время парадов 9 мая на Красной площади обычно хорошая и безоблачная погода. Пока в Подмосковье льют дожди, в центре столицы светит солнце. Многие считают это климатическим оружием или технологией будущего. Но на самом деле метеорологи и инженеры СССР превратили управление погодой в отлаженную службу ещё в середине прошлого века. Рассказываем, как советские учёные научились разгонять тучи и какую цену приходится платить за ясное небо.
С чего всё начиналось
В 1920-х годах перед страной стояли сугубо практические задачи. Учёным нужно было спасти Поволжье от засухи, а виноградники Кавказа — от разрушительного града. Первые в мире успешные опыты по управлению облаками провёл профессор Владимир Оболенский в 1930 году. Через два года он возглавил Институт экспериментальной метеорологии в Ленинграде, где сформировалась мощная академическая школа.
Пока в США в 1946 году технологию развивали частные компании, Советский Союз сделал ставку на государственную и военную модель. К началу 1950-х годов Центральная аэрологическая обсерватория провела сотни натурных полётов. Лётчики сбрасывали с самолётов сухой лёд и на практике доказывали эффективность этого метода.
Физика и химия «сухого неба»
Вопреки популярному мифу тучу нельзя просто физически уничтожить или испарить над городом. Чтобы от неё избавиться, нужно заставить её пролиться дождём или снегом до того, как она приблизится к нужному району.
На высоте от 3 до 8 километров капли воды в туче остаются жидкими при температуре до минус 40 градусов. Это нестабильное состояние. Если сбросить туда гранулы сухого льда, воздух мгновенно охладится. Вода замёрзнет, превратится в тяжёлые снежинки и упадёт вниз, тая по пути и превращаясь в дождь.
Также применяют микрочастицы йодистого серебра или свинца. Их кристаллическая решётка почти идеально копирует структуру обычного льда. Вода охотно намерзает на эти частицы, и туча быстро отдаёт влагу.
Но если облако тёплое, кристаллы льда не помогут. В таком случае авиация распыляет в верхнюю часть тучи мелкодисперсный цемент или глину. Порошок впитывает влагу, тяжелеет и буквально разрывает облако сильным падающим потоком воздуха.
Операция «Чистое небо»
Защита Москвы от осадков — это сложная военная операция. Для неё используют переоборудованные транспортные самолёты и ракетоносцы: Ан-12, Ан-26, Ил-18 и Ту-16. Борта оснащают специальными дозаторами и кассетами с пиропатронами.
Оборону строят в три рубежа. На расстоянии 100–150 километров от мегаполиса мощные тучи обстреливают пиропатронами с йодистым серебром. На средних подступах в 50–100 километров применяют гранулированный сухой лёд. А в ближней зоне от 15 до 50 километров остатки облаков добивают цементом и жидким азотом.
Радары непрерывно отслеживают скорость ветра и плотность облаков. Первые самолёты вылетают на перехват туч за 6–12 часов до начала праздника на площади.
Чернобыльский щит
Навыки советских метеорологов спасли миллионы жизней после аварии на Чернобыльской АЭС весной 1986 года. Взрыв выбросил в атмосферу тонны радиоактивного цезия, стронция и йода, которые плотно осели в зоне отчуждения.
Перед комиссией встала смертельная угроза. Обильные дожди могли легко вымыть радиоактивную пыль в реку Припять, а оттуда — в Киевское водохранилище и Днепр. Это лишило бы питьевой воды многомиллионный город и весь регион.
С мая до зимы 1986 года лётчики непрерывно патрулировали небо. Они расстреливали тучи йодистым серебром за 50–100 километров до станции. Грязные дожди выпадали над лесами Брянской и Гомельской областей, но над самим реактором сохранялся сухой купол. Это дало ликвидаторам время в сухих условиях отсыпать дамбы и построить первый саркофаг.
Цена искусственного солнца
У чистого неба есть своя цена, в том числе экологическая и финансовая. По закону сохранения массы, если Москва получает ясное небо, соседние районы принимают двойной удар стихии. В праздничные дни дачи и дороги в Дмитровском или Серпуховском районах регулярно затапливает.
С точки зрения токсикологии воздействие химикатов безопасно. Само серебро токсично в больших концентрациях, но самолёты распыляют лишь доли грамма вещества на квадратный километр. В выпадающей воде оказывается в миллиарды раз меньше серебра, чем допускают нормы для питьевой воды. А сухой лёд и азот просто испаряются в атмосферу.
Главные расходы ложатся на авиационный керосин и оплату труда экипажей. Например, в 2016 году на разгон туч Москва потратила 451 миллион рублей. Причём бюджет оплачивает лётные часы подрядчикам даже в том случае, если день изначально выдался ясным.
Наследие технологий
Разработки советского времени работают до сих пор. Патенты на пиротехнику со сниженным содержанием серебра формируют технологическую базу современного Росгидромета.
Отечественные методы успешно скопировали и другие страны. Китай применил советскую эшелонированную систему авиации и ракет, чтобы разогнать тучи над Пекином во время церемонии открытия Олимпиады в 2008 году.
В России самолёты-лаборатории спасают не только торжественные парады. Технологию регулярно используют летом, чтобы вызывать проливные дожди над очагами мощных лесных пожаров в тайге Сибири и Якутии.
Без спутников и GPS: как в СССР создали сверхточную систему наведения ракет