Никола Тесла — повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов

Существует замечательное художественное произведение знаменитого писателя Даниила Гранина «Иду на грозу». В нем рассказывается о самоотверженных исследованиях молодых ученых, которые проводили опасную авиаразведку бушующих гроз с борта плохо приспособленного транспортного самолета с целью найти критические параметры для управления погодой. В романе подобные попытки заканчиваются трагически, но сама идея воздействия на грозовые процессы непосредственно с борта летательного аппарата, находящегося в центре («глазе») урагана, была очень популярна во второй половине прошлого века. Дальнейшее развитие идея управления штормами и ураганами получила в увлекательнейшем научно-фантастическом романе «Властелины погоды» известного американского популяризатора научно-технических достижений Бен Бова.

В романе удивительно точно с научной точки зрения представлены картины формирования погоды:

«Солнце поднялось над Западным полушарием, согревая своим теплом моря, континенты и покрывающий их словно мантией беспокойный, давящий своей тяжестью на земную поверхность воздушный океан. Атмосфера, получающая энергию от Солнца, закрученная вращением Земли, двигалась словно живое теплокровное существо. В ней пульсировали ветры. Гигантские столбы воздуха вздымались вверх, впитывали влагу и вновь обрушивались вниз, освобождаясь от нее; они собирали тепло тропиков и несли его к полюсам — а вместе с теплом несли жизнь. Над этим не знающим покоя взвихренным слоем атмосферы воздушный океан становился спокойнее, и в нем лишь продолжали стремительно мчаться струйные течения. А еще выше, в потемневшем небе, где вспыхивали метеоры и разреженный воздух становился совершенно непригодным для дыхания, но все же прикрывал Землю от жесткой, мощной солнечной радиации, — в атмосфере зарождались электрические заряды. Постоянно колеблемый солнечными и лунными приливами и отливами, терзаемый магнитными бурями и невидимым межпланетным ветром, воздушный океан исчезает в темных глубинах космоса…

Росла гора. Протяженностью как Альпы, выше Гималаев, гигантская, невидимая гора воздуха формировалась над Атлантическим океаном в районе между Бермудами и Американским континентом. Холодный, плотный воздух опускался с высоты под влиянием низкой температуры и скапливался над поверхностью океана. Гора росла и ширилась, настоящая гора, увенчанная вершиной. Но она двигалась. Она вращалась по часовой стрелке, закручиваясь в спираль над океаном, ветры из-под ее основания устремлялись вдоль моря и его берегов. Высокое давление придавливало ее, выталкивало ее западные отроги чуть ли не на сотню миль внутрь Американского континента. Теплый субтропический воздух с Карибского моря и Мексиканского залива поднимался на север вдоль восточного побережья, неся с собой тепло и влагу. Часть теплого воздуха, более подвижного и легкого, чем сжатая высоким давлением гора, поднялась над холодной, плотной воздушной массой. Вверху она охладилась, водяные пары сконденсировались и облачным душем пролились на землю…

Даже в эти солнечные дни уходящего апреля воздух в Арктике был пронизан холодом. Он висел над макушкой вращающейся Земли, запертый в стенах западных ветров, образующих Арктическое кольцо. Но стоило континентам Азии и Северной Америки прогреться под лучами весеннего солнца, как в подвижной, динамической атмосфере началась сложная перестройка. В западном потоке образовался прорыв — ненадолго, но достаточно для того, чтобы огромная масса полярного воздуха сумела выскользнуть из своей арктической тюрьмы и понеслась к югу. За этим последовала целая цепь событий, захвативших полмира. Холодная воздушная масса столкнула недостаточно устойчивую область высокого давления вниз, вдоль берегов Северной Канады. На всем континенте погода то и дело менялась, пока огромные слои воздуха сталкивались, перемешивались в поисках нового равновесия. Зона высокого давления на Бермудах рушилась под напором новых плотных воздушных масс.

Крохотные островки низкого давления — всего несколько скоплений облаков над побережьем Веракрус — втягивались в узкую щель, зажатую, как в сандвиче, между двумя западными потоками воздуха с высоким давлением. В северо-восточном направлении двигался небольшой шторм, по мере своего продвижения набирая силу и влагу из моря…

К теплым воздушным массам над Новой Англией приблизился сильный холодный воздушный поток из Канады. За вторжением началась битва. Линия фронта растянулась на сотни миль, в нем смешались чернота туч, блеск молний и грохот грома, на землю обрушились дождь и град. Подобно большинству битв, эта кипела насилием. Пики-наковальни грозовых туч ревели на высоте восьми миль, черные и страшные, каждая — сложное сооружение из турбулентных возмущенных потоков. Черные грозовые тучи были обиталищем диких ветров, яростно носившихся вверх-вниз, — окажись там случайный самолет, его сломало бы как соломинку. Тучи с грохотом наступали, забрасывая землю градинами и ослепляя дождем, раскалывая воздух молниями, взмывая даже в стратосферу, где вершины туч сглаживались постоянными сильными ветрами в плоскогорья. Холодный северный поток наступал, вынуждая теплые массы воздуха расставаться со своей влагой, отдавать свою энергию передовому рубежу воздушной массы — линии шквалов. Но, отступив, теплый воздух смягчил холодные потоки, согрел их, и порывы ветра наконец не выдержали, сдались и исчезли, оставив после себя разрозненные грозовые тучи изредка громыхать в небе, пока и они не растаяли под мощными лучами солнца…» (рис. 39).

_{Рис. 39. Гроза над морем}

К сожалению, практического воплощения «генератор» погодных условий не получил и до сих пор еще не построен. Тем не менее в США даже были сконструированы специальные самолеты — исследователи штормов на базе печально известного военного разведчика У-2 и современного варианта ЭР-2 (рис. 40). Актуальность проведения поиска в данном направлении не вызывает ни малейшего сомнения, и исследования даже переместились в космос.

_{Рис. 40. Разведчик бурь и ураганов (США)}

Кроме проблемы управления погодными условиями, существует не менее увлекательная задача получения энергии грозового электричества. В 1930-х годах на одной из горных вершин швейцарских Альп на высоте 80 метров над земной поверхностью подвешивалась металлическая решетка. Во время гроз эта решетка собирала достаточный заряд для поддержания в течение 0,01 секунды электрической дуги длиной в 4,5 метра, что соответствовало силе тока в несколько десятков тысяч ампер и разности потенциалов порядка 1 миллиона вольт.

Сначала предполагалось использовать получаемое на этой установке напряжение для ускорения заряженных частиц в ускорителях.

Однако от этой мысли пришлось отказаться ввиду сильной изменчивости электрического состояния грозовых облаков и невозможности его регулировать. Попытки использовать электрический ток, протекающий во время гроз в поднятых высоко над земной поверхностью антеннах, для питания ламп накаливания также пока не дали экономически выгодного эффекта.

Однако каждую минуту на Земле происходит около 6000 ударов молний между облаками и земной поверхностью; естественно, что это совершенно фантастическое количество электроэнергии, расходуемое «впустую» планетными грозами, давно не дает покоя многим поколениям изобретателей. В научно-популярных журналах можно найти самые разнообразные проекты различных вертикальных электролиний-громоотводов, прикрепленных к аккумуляторам и поддерживаемых дирижаблями, гелиостатами (воздушными шарами, нагреваемыми солнцем) и даже геостационарными (висящими над определенной точкой земной поверхности) спутниками. Вполне вероятно, что приближающийся глобальный топливно-энергетический кризис заставит научный мир пересмотреть свое отношение к подобным идеям, перейдя к детальному анализу наиболее перспективных из них.