Наука на высоте… 300-метровой

8 октября исполняется 50 лет высотной метеорологической мачте ВММ-310 – самому высокому метеорологическому объекту в Европе и одному из символов первого в России наукограда. Высотная мачта видна из любого уголка Обнинска, однако немногие могут похвастаться, что им удалось разглядеть город с 300-метровой высоты.

Появление в Обнинске метеорологической мачты предопределили два обстоятельства – развитие атомной энергетики в стране и в мире, а также тот факт, что руководителем Института прикладной геофизики, которому было поручено изучить рассеяние вредных примесей, был назначен Евгений Константинович Федоров. Евгений Константинович Федоров – член-корреспондент АН СССР, герой Советского Союза, «папанинец», талантливый ученый – лично контролировал каждый этап возведения высотной метеомачты. Федоров занимался не только научными вопросами, но и жестко контролировал решение хозяйственных вопросов, организовал проживание и постоянное питание монтажников, занятых на строительстве объекта, заботился о решении жилищных вопросов сотрудников института, приехавших в Обнинск со всех уголков страны.
Имя Евгения Константиновича Федорова присвоено Институту прикладной геофизики, а также флагманскому научно-исследовательскому судну Росгидромета. К середине 50-х годов остро встал вопрос безопасности населения, проживающего в непосредственной близости от атомных электростанций и других ядерных объектов. И вот перед Евгением Константиновичем Федоровым была поставлена задача – изучить процесс рассеяния вредоносных примесей. Это было необходимо для строительства труб АЭС такой высоты, чтобы выбрасываемые станцией радиоактивные аэрозоли оказывали наименьшее влияние на поселения, в которых проживает обслуживающий персонал объекта.
Собственно, в этом и состояла первая и основная задача будущей обнинской достопримечательности. Позднее к ней добавился еще ряд задач прикладного и научного характера: уточнение локального прогноза погоды, экологический мониторинг, высотный мониторинг климата городов, оперативное обслуживание аэропортов, строительных организаций, организаций МЧС, загрязняющих атмосферу предприятий, распространение радиоволн, оптического и лазерного излучения, а также ветроэнергетика.

Метеорологическая мачта была построена именно в Обнинске по простой причине – в Москве уже в те времена было очень сложно получить землю под строительство объекта такого масштаба. А земли для строительства требовалось немало – ВММ-310 занимает территорию в 14 гектаров, выделенных в 1956 году совхозом имени Молотова. В том же году в Центральном научно-исследовательском и проектном институте стальных конструкций была заказана разработка проекта метео-мачты.
Как оказалось, похожая телевизионная мачта была построена на Украине в городе Виннице. Это дало возможность использовать при возведении ВММ-310 технические решения и наработки, опробованные при строительстве того объекта. В новом проекте Центральный научно-исследовательский и проектный институт стальных конструкций добавил лишь 13 стальных балконов с четырьмя выдвижными реями для размещения измерительной техники и рабочее помещение в верхней ее части. Все элементы будущей высотной метеорологической мачты – 50 шестиметровых секций, балконы, запчасти – были сделаны на Днепропетровском заводе металлоконструкций и железнодорожным транспортом доставлены на станцию Обнинское, где осенью 57-го года началось возведение метеорологической мачты. Как и положено, началось строительство с фундамента.
Тут следует отметить, что фундамент этого уникального объекта построен исключительно силами обнинских строителей за два месяца конца 57-начала 58 годов. Руководил бригадой строителей прораб Юрий Иванович Хрулев, ныне здравствующий и проживающий в нашем городе. Работа, проделанная обнинскими строителями, была выполнена на отлично, ведь фундамент, уходящий в глубину на 9 метров, в течение 50 лет выдерживает мачту, масса которой составляет 350 тонн.
После подготовки фундамента приступили к работам по возведению самой мачты. Ее строительством занимались монтажники-высотники треста Союзспецмонтаж, который строил все высотные сооружения в Советском Союзе. Интересна конструкция, на которой установлена метеомачта. По сути, это шарик диаметром около полуметра. Задача этой шаровой опоры – компенсировать колебания высотного объекта. Первые секции мачты были сварены на земле, после чего с помощью автомобильного крана водружены на положенное место, то есть, на этот шарик.
Далее для подъема остальных пятидесяти секций был использован специальный шагающий кран-укосина, передвигавшийся снизу вверх при помощи тросов и поднимавший новые секции на высоту, где монтажники с помощью сварки их крепили, при этом не забывая устанавливать постоянные тросы. Всего тросы фиксируют Обнинскую метеомачту на четырех уровнях – 75,150,225 и 300 метров.
Удивительно, но этот высотный объект, по сей день не имеющий аналогов в мире, был введен в эксплуатацию менее чем за год, а всего в монтаже мачты принимали участие около двух десятков монтажников.

Для подъема на высоту внутри мачты смонтированы маршевые лестницы, а также имеется лифт, который помнит таких почетных гостей метеомачты как Юрий Гагарин, Георгий Константинович Жуков и Лев Яшин. С установкой лифта связана любопытная история.
Когда настала пора запускать метеомачту в эксплуатацию, выяснилось, что в Советском Союзе никто не выпускает лифты для высотных зданий и сооружений. Пришлось пойти на хитрость – устанавливать внутри высотного объекта лифт, предназначенный для зерноэлеваторов. В настоящее время можно было бы и заменить лифт, но шахта уже существующего подъемника не позволяет установить более современный. К 8 октября 1958 года лифт был запущен, и мачта начала функционировать.

Практически сразу за запуском мачты последовали первые эксперименты, главной целью которых было изучение рассеяния оседающих примесей. Руководила этой работой Наталья Леонтьевна Бызова, а оснащением мачты приборами занимался Филипп Яковлевич Клинов.
Суть эксперимента заключалась в следующем: с мачты распылялся специальный порошок, окрашенный в разные цвета. На расстоянии 10-15 километров от места распыления определялся специальный полигон для раскладывания липких планшетов, на которые прилетали распыленные песчинки. Затем в лаборатории определялось, какое количество порошка и на какое расстояние улетело. Так в течение 1959 года было выполнено 12 опытов по изучению рассеяния примесей, причем 8 из них были признаны удачными.

Впоследствии на мачте были проведены уникальные метеорологические опыты и эксперименты, позволившие лучше изучить приземный 300-метровый слой атмосферы. Сначала измерения проводились вручную и с помощью примитивнейших приборов и приспособлений. Но время не стоит на месте – усложнялись эксперименты, все совершенней становились аппаратура и измерительные приборы. С 1964 года на высотах 2-8, 150 и 300 метров проводятся регулярные стандартные измерения температуры, влажности, силы и направления ветра, позволяющие составить полную картину о климате Обнинска и сделать более точный прогноз погоды.
Но работали на ВММ-310 не только с целью проведения метеорологических экспериментов и исследования переноса вредоносных примесей. Использовали обнинскую метеомачту для своих нужд и местные пожарные. Однажды они обратились с просьбой помочь испытать силу насосов. Пожарным дали добро. Для испытания силы насосов растянули шланги до третьего балкона, расположенного на высоте 75 метров, затем шланги подключили и запустили в них воду. Оказалось, что у обнинских огнеборцев насосы имеют достаточную силу, чтобы поднять воду на высоту 2,5 девятиэтажек.
А сотрудники Жуковского летноисследовательского института с помощью мачты проводили тоже своего рода уникальный эксперимент, изучая влияние на город преодоления самолетом сверхзвукового барьера.

Однако было время, когда Обнинск мог лишиться самого высокого метеорологического объекта в мире.
«Однажды Евгения Константиновича Федорова пригласили в горисполком и сказали, что нужно перенести метеомачту, потому что она мешает расширению города, рассказывает бывший директор НПО «Тайфун» Алексей Данилович Орлянский. – Федоров на это ответил городскому начальству, что такая мачта в мире одна, и Обнинск должен гордиться тем, что она расположена на его территории. Мачту решено было оставить на месте».
Впоследствии возникла идея построить 1000-метровую мачту в Хвастовичском районе Калужской области. Новую метеорологическую мачту решено было строить с применением уникального метода возведения высотных объектов – сначала строится верх мачты, с помощью домкратов отстроенная часть конструкции поднимается и под нее подставляется очередная секция. Таким образом 1000-метровая мачта должна была в буквальном смысле слова вырасти на юге Калужской области. Но не сложилось – грянула перестройка, прекратилось финансирование проекта и уникальное высотное сооружение, которое должно было лишить Обнинскую ВММ звания самого высокого метеорологического объекта в Европе, осталось только на бумаге.

Сегодня Обнинская ВММ-310 – это уникальный, полностью компьютеризированный научно-технический объект. ВММ-310 позволяет наблюдать и отслеживать изменения целого комплекса метеорологических и физико-химических параметров в 300-метровом приземном слое атмосферы. Именно в этом слое атмосферы возникают и развиваются такие опасные для человека явления как ураганы, смерчи и шквалы, механизм появления которых и методики борьбы с ними до сих пор до конца не изучены. И у Обнинска есть все предпосылки стать родиной этих технологий. А у жителей Обнинска появится в таком случае еще один повод, чтобы гордиться любимым городом.