Ракеты против града: зачем и как стреляют в облака

Ежегодно 23 марта специалисты гидрометеорологической службы России отмечают свой профессиональный праздник. Среди главных целей деятельности Росгидромета не только улучшение точности прогнозов погоды, но и снижение угроз от различных природных стихий. Сегодня в России действуют сотни пунктов активного воздействия на метеорологические процессы. Сейчас они активно модернизируются и оснащаются современными устройствами, способными оказывать управляемое воздействие на погоду. Например, противоградовыми ракетами. Эти изделия холдинга «Технодинамика» – единственное в России средство защиты сельхозугодий от града.

Когда лед падает с неба

Природное явление под названием град, как говорится, «старо как мир». Даже древний человек мог быть свидетелем того, как в теплую погоду вдруг небо начинает «бомбить» ледяными шариками. Некоторые фантастические градины даже вошли в историю. Например, в Индии и Китае описывались случаи падения с небес ледяных глыб весом до двух килограммов. Сохранилась даже печальная история, как тяжелая градина убила слона. Если древние летописцы в основном только фиксировали исключительные случаи, то в XVII веке стали появляться первые гипотезы по поводу механизма образования града. Однако научная теория градовых процессов и методов воздействия на них была сформулирована физиками и метеорологами лишь в середине прошлого века.

Итак, град – это частицы льда размером от миллиметра до нескольких сантиметров. Конечно, встречаются градины и гораздо больших размеров, но это скорее исключение из правил. Такой «лед» падает с неба обычно в теплое время года, при температуре воздуха у поверхности земли не ниже 20 ºС. Длиться может на протяжении до получаса, но чаще всего 5-10 минут. Как же образуется лед в жаркий день?

Мелкие частички льда находятся в верхней части практически каждого кучево-дождевого облака. При стремлении к земле градины успевают растаять и пролиться дождем. Однако иногда, и обычно в жаркий день, восходящий поток воздуха в облаке настолько силен, что может поднять микроскопические льдинки на высоту примерно десять километров, а там, как известно, температура даже в летнее время достигает минус 40 градусов по Цельсию. По пути на такую высоту и обратно маленькая градинка еще подрастет и ей уже не растаять до приземления. Так на землю обрушатся ледяные шарики, с виду безобидные, но на деле они приносят огромные убытки – ломают виноградники и фруктовые деревья, уничтожают посевы.

Неудивительно, что с древних времен люди пытались бороться с этим природным бедствием. В Средневековье, к примеру, считалось, что громкий звук мешает образованию града или вызывает появление градин небольших по размеру. Посевы спасали звоном в колокола и стрельбой из пушек. Сегодня в арсенале метеорологов – более эффективные средства борьбы.

Борьба с градом: зачем стреляют в облака

Примерно в середине прошлого века был открыт эффект действия йодида серебра на кристаллизацию переохлажденных капель воды в облаке. Этот реагент и стал одним из основных элементов для борьбы с градом. Частицы йодистого серебра размером в микроны становятся центрами, на которых кристаллизуются – превращаются в лед – переохлажденные капли. В результате искусственно создается большое количество зародышей града. Например, один грамм йодистого серебра «рождает» более триллиона ледяных кристаллов. Поэтому градины в итоге получаются меньших размеров и успевают растаять еще до выпадения на землю.

Этот метод на пути реализации сталкивается с несколькими трудностями. Во-первых, нужно найти облако и градовую зону в нем. Для этого используют радиолокаторы, которые способны обнаружить градовое облако за десятки километров. Процесс зарождения града занимает около получаса, поэтому действовать нужно быстро. Уточняют координаты нужной зоны и начинают стрелять по облаку противоградовой ракетой из специальной установки.

Фото: ЧПО им. В.И. Чапаева

Такая ракета несет примерно несколько сотен граммов специального реагента. На необходимой высоте и расстоянии воспламеняется пиротехнический состав, выделяя аэрозоль, содержащий мельчайшие частички реагента. На них образуются миллиарды ледяных кристалликов – искусственных зародышей градин. При этом реагент для окружающей среды безвреден – его содержание в атмосфере и в каплях воды, выпадающих на землю, если они не успели испариться до падения, в десятки тысяч раз ниже допустимой нормы.

«Алазань», «Эльбрус»: география противоградовой защиты 

В советское время работа над управлением осадками началась в 1970-х годах. Первая противоградовая ракета под названием «Алазань» была разработана в подмосковном НИИ прикладной химии, а производство было налажено на ЧПО им. В.И. Чапаева в Чебоксарах. Сегодня два этих предприятия входят в холдинг «Технодинамика» Госкорпорации Ростех. Само название «Алазань» вовсе не случайно – ракеты создавались для защиты виноградников в знаменитой Алазанской долине.

На протяжении десятилетий отечественные противоградовые ракеты и установки для их запуска доказали на практике преимущества по сравнению с зарубежными аналогами по многим характеристикам, таким как эффективность по предотвращению градобитий, радиус действия, точность, надежность и безопасность. При этом данное направление продолжает развиваться и совершенствоваться.

Новейшая разработка холдинга в данной сфере – противоградовая ракета «Алазань-9». Она отличается от предыдущей «Алазань-6» улучшенными показателями, в частности, несмотря на меньший калибр – 60 мм вместо 82 мм – ее эффективность не снижена. Отчасти причиной этому стало то, что в ракетах нового поколения «Алазань-9» быстродействие реагента увеличено в 2,5-3 раза, а себестоимость, благодаря меньшему калибру, снижена. Недаром «Алазань-9» в прошлом году вошла в число победителей Всероссийского конкурса «100 лучших товаров России». Ракеты «Алазань-9» уже защищают от града урожай в Краснодарском и Ставропольском краях, Республике Адыгея, Кабардино-Балкарии, Карачаево-Черкесии, Северной Осетии и в Крыму.

Фото: Министерство промышленности и энергетики Чувашской Республики

Помимо, собственно, самих ракет, модернизирована и пусковая установка. Как упоминалось выше, в стрельбе по облакам важна скорость. При быстротечных градовых процессах время от обнаружения цели до введения реагента в облака вообще ограничивается парой минут. Сложность управления установок прежнего поколения не обеспечивает высокой оперативности запуска. В прошлом году «Технодинамика» впервые представила установку для противоградовых ракет «Эльбрус-А» с цифровой системой управления.

Выпускаемые «Технодинамикой» средства активного воздействия на метеорологические процессы уникальны и очень важны. По самым скромным подсчетам, использование оборудования для борьбы с градом в пять раз сокращает потери сельскохозяйственной продукции. При этом площадь противоградовой защиты в России превышает два миллиона гектаров.