Разработана методика обнаружения «невидимых молний» в атмосфере Венеры
Сотрудники Томского государственного университета (ТГУ) и Института сильноточной электроники СО РАН (ИСЭ СО РАН) смоделировали состав атмосферы Венеры и экспериментально подтвердили гипотезу о том, что на высотах, соответствующих вершинам облаков, условия благоприятны для возникновения кратковременных световых вспышек — транзиентов. Работа помогает лучше понять атмосферу Венеры, а также предсказывать нежелательные последствия в работе авиа- и космической техники.
Кратковременные световые вспышки разной формы и происхождения в атмосфере Земли называют транзиентами. Они случаются реже обычных молниевых разрядов и могут оказывать негативное влияние на работу авиационного и космического оборудования. Для наблюдения за ними с поверхности Земли необходимо специальное спектральное оборудование. Поэтому для их изучения используют наблюдения с самолетов и спутников, строят математические модели или специальные экспериментальные установки.
«Это не всем нам привычные молнии, которые формируются между землей и облачным слоем. По условиям, в которых они начинают высвечиваться, транзиенты можно классифицировать на явления средней атмосферы (высоты около 10-20 км) и на явления верхней атмосферы (высоты 50 км и выше). Происходят эти вспышки не только на Земле, но и в атмосферах других планет», — рассказал один из авторов исследования, профессор факультета инновационных технологий ТГУ, ведущий научный сотрудник ИСЭ СО РАН Эдуард Соснин.
С помощью экспериментальной лабораторной установки авторы впервые смоделировали условия возникновения транзиентов в атмосфере Венеры и ответили на вопрос, почему до сих пор подобные явления там не были зарегистрированы.
«Мы провели эксперимент, в котором в разрядной ячейке сымитировали состав атмосферы Венеры. И получили объект с уникальными оптическими свойствами: за какие-то доли секунды образуется вытянутое свечение, которое сразу угасает. Это и есть транзиент в миниатюре», — пояснил Эдуард Соснин.
В результате опытов ученые пришли к двум выводам. Во-первых, для выявления таких «вспышек» необходимо направлять оптическое спутниковое оборудование на границу верхней облачности Венеры в периоды смены дня на ночь. Во-вторых, в венерианской атмосфере такой транзиент должен высвечивать основную энергию в определенной части ультрафиолетового диапазона спектра.
«Применяемая спектральная аппаратура имеет в этом диапазоне плохую чувствительность. Это объясняет, почему до сих пор аналоги земных транзиентов средней атмосферы на Венере зарегистрированы не были», — добавил Эдуард Соснин.
Как отметил профессор, результаты эксперимента могут помочь отечественным разработчикам спутникового оборудования в будущих миссиях на Венеру. Лабораторную установку также можно использовать для прогнозирования условий формирования транзиентов и в атмосферах других планет. По итогам эксперимента ученые разработали рекомендации по проектированию систем для обнаружения таких явлений с помощью орбитальных спутников или аэростатов.