У Земли и Титана, спутника Сатурна, много общего

"Пристегните ремни, входим в зону турбулентности"… Эти слова пилота не вызывают приятных ощущений, когда вы находитесь на борту самолета на высоте несколько километров над землей. Чтобы лучше разобраться в этом явлении, ученые, занимающиеся атмосферой Земли, объединили усилия с планетологами.

"На Земле и Титане происходят одинаковые физические процессы, хотя при различных условиях. Изучающие Землю ученые, работая вместе с теми, кто занимается другими планетами, смогут узнать много нового об обоих мирах", - считает планетолог Ральф Лоренц (Ralph Lorenz) из университета Джона Хопкинса (США).

Явление турбулентности в жидкостях и в газах до сих пор изучено недостаточно, хотя его исследованием занимался еще Леонардо да Винчи. С ним приходится сталкиваться при движении жидкостей в трубах, оно влияет на движение кораблей и самолетов и во многом определяет погоду.

Недорогой способ исследования турбулентности в земной атмосфере придумал физик Джайлс Харрисон (Giles Harrison) из Великобритании (the Department of Meteorology at the University of Reading). Турбулентность, наведенную облаками, можно изучать по ее влиянию на магнитное поле с помощью метеорологического аэростата. Укомплектованный приборами радиозонд измеряет магнитные колебания, которые возникают при движении внутри облаков, при этом устойчивое магнитное поле Земли берется за точку отсчета. О своих исследованиях ученый рассказывает в статье "A Compass for a Radiosonde".

В свою очередь, Лоренц использовал достижения Харрисона, чтобы разобраться в информации, полученной от зонда "Гюйгенса", который в 2005 году пролетел через атмосферу спутника. На зонде были установлены датчики, которые следили за его отклонением во время приземления. Но так как "Гюйгенс" падал на Титан с большой скоростью, колебаний было немало. Зная, как выглядят признаки вызванной облаками турбулентности в данных земного аэростата Харрисона (а погодный радар зафиксировал, что вызвало турбулентность), Лоренц смог выявить подобный сигнал на Титане, несмотря колебания во время спуска зонда. Оказалось, что на высоте около двадцати километров зонд двадцать минут "продирался" через зону внутриоблачной турбулентности. При этом на весь полет ушло два с половиной часа.

Проводя эксперименты на маленьких моделях, чтобы разобраться в динамике таких аэрокосмических зондов, Лоренц изучал магнитные датчики Харрисона и нашел способ улучшить их расположение. Так благодаря исследованиям на Земле удалось обнаружить слой турбулентных облаков в атмосфере Титана. Неплохой результат для метеорологии спутника!