science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wetenschappers ontwikkelen apparaat om turbulentie bij heldere hemel te voorspellen voor veiliger vliegreizen

Krediet:National Research Nuclear University

Turbulentie in heldere luchten omvat de meest onaangename soort vortexafwijkingen in vliegreizen. Deze treden op in een wolkenloze ruimte met perfect zicht wanneer een vliegtuig reist tussen luchtstromen die in richting verschillen, snelheid van beweging, temperatuur en dichtheid. Dit is het soort turbulentie dat Aeroflot-vlucht SU-270 van Moskou naar Bangkok heeft meegemaakt, resulterend in 27 verwondingen van verschillende ernst.

Dergelijke turbulentie is onmogelijk van tevoren te detecteren, en experts zijn van mening dat vroegtijdige waarschuwing voor piloten de verwondingen van reizigers en vliegtuigbemanningen kan verminderen. Wetenschappers ontwikkelen technieken voor het op afstand detecteren van turbulentie in heldere luchten. Russische natuurkundigen van de National Research Nuclear University MEPhI stellen voor om een ​​"muonhodoscoop, " die muonbanen in de atmosfeer volgt voor detectie van zones met mogelijke turbulentie. Muonen zijn elementaire deeltjes die het resultaat zijn van interactie van ruimteartikelen (protonen en kernen) met de atmosfeer van de aarde. Terwijl ze door de atmosfeer gaan, muonen verliezen energie, en hun stroom verandert. De hoeveelheid verloren energie hangt af van de kenmerken van de atmosfeer. Elektromagnetische velden, temperatuur, De zeldzaamheid van lucht en het waterdampgehalte hebben allemaal invloed op de muon-energie. Het is mogelijk om te traceren, beschrijven, en atmosfeerprocessen voorspellen door het karakter van veranderingen in de muonstroom.

Professor Igor Yashin zegt:"De hodoscoop registreert veranderingen van elk muon, het produceren van een beeld van de atmosfeer dat vergelijkbaar is met röntgenbeeldvorming. Momenteel, we hebben een werkende stationaire hodoscoop genaamd HURRICANE, en een mobiele versie van de detector." Het apparaat is draagbaar, en aangedreven door een kleine elektronische generator of een huishoudelijk stopcontact.

"De belangrijkste vraag voor ons is de apparaatkalibratie bij echte evenementen, " Igor Yashin legt uit. "We kunnen alle processen in de atmosfeer traceren waar er grootschalige veranderingen zijn in de dichtheidsgradiënt. Het incident boven Thailand betrof een gerapporteerde luchtzak van 700 meter, ' wat betekent dat in deze zone, er was een zeer hoge zeldzaamheid in de lucht - we zouden het zeker zien met behulp van een hodoscoop. Met behulp van muon-diagnostiek, we kunnen de atmosfeer in realtime zien, en voorspellen de ontwikkeling van krachtige atmosferische verschijnselen op hoogten tot 15 km. Het is alleen nodig om een ​​netwerk van vergelijkbare apparaten te maken."