Ледяное оружие: как и зачем изготавливают снег

Природный снег образуется из атмосферных водных паров. Когда водяные пары, которые являются газообразной формой воды, охлаждаются до точки конденсации, они переходят из газообразной в жидкую или твердую форму. Привычные нам облака состоят как раз из таких сконденсированных капель, правда настолько малых, что их без труда удерживают наверху потоки восходящего воздуха. Когда капельки становятся слишком тяжелыми, они выпадают на землю в качестве дождя. Если температура оказывается сильно ниже точки конденсации, водные пары минуют жидкую фазу, образуя маленькие кристаллы. На большей части земного шара привычный нам дождь начинается, как ни странно, со снегопада, однако снежинки по мере приближения к земле успевают растаять. Дело в том, что на высоте образования облаков всегда стоит отрицательная температура, сравнимая с якутскими морозами. Простым подтверждением этого факта является град жарким летом.

Однако вода не замерзает автоматически, когда температура падает ниже точки замерзания. Дистиллированную воду можно охладить до довольно низкой температуры -40°C, а она останется жидкостью. Однако в реальной жизни пар в облаках начинает кристаллизоваться уже при 0 °C. Дело в том, что для того, чтобы пошел процесс конденсации, воде нужны мельчайшие частички, вокруг которых могли бы оседать ее молекулы. Такими центрами конденсации в атмосфере выступают мельчайшие частички сажи, городского смога, бактерии и другие материалы. Например, именно так разгоняют облака, распыляя с самолетов над ними специальные реагенты (например, йодистое серебро), выступающие как раз такими центрами конденсации.

Идея, используемая для разгона облаков (конденсация воды вокруг искусственных центров конденсации), прекрасно подошла и для производства искусственного снега. Один из наиболее распространенных реагентов-кристаллизаторов, используемых для снегопроизводства, — специальный натуральный протеин Snowmax, который великолепно справляется с задачей притягивания молекул воды.

Наличие снежной артиллерии еще не означает решения снежных проблем. Многое зависит и от условий снегообразования, важнейшими параметрами которых являются температура и относительная влажность (отношение фактически содержащегося в воздухе водяного пара к количеству водяного пара, соответствующему состоянию насыщения). Дело в том, что вода охлаждается собственным частичным испарением, то есть переходом части жидкости в пар. Однако чем выше относительная влажность, тем более замедленным будет процесс испарения и, следовательно, охлаждения.

Поэтому при низкой относительной влажности возможен процесс снегообразования при температуре выше 0°С. При высокой же влажности и при низких температурах возможно получение вместо снега обычного дождя. При относительной влажности 30% снежные пушки возможно запускать при температуре -1°C, это считается хорошими условиями для снегообразования. Если же температура падает ниже -6,7°C, то тогда можно делать снег и при относительной влажности 100%. При температуре же ниже -10°C на влажность внимания можно и не обращать.

В реальной жизни условия снегообразования могут разниться не только от трассы к трассе, но и между двумя рядом стоящими пушками: одна уже может делать снег, а для стоящей всего 100 м ниже — условия недостаточные. Раньше за работой снежных пушек следили высокопрофессиональные специалисты, которые и решали, когда и где включать снежное оружие. Сейчас им на смену приходят мощные компьютерные системы, а управление системами оснежения осуществляется из единого комфортного центра.

Пушки пригодны для приготовления снега только зимой. А что делать, если на дворе лето, а кататься тянет прямо мочи нет? Благодаря японской компании Piste Snow Industries из Токио, которая изобрела технологию Ice Crushing Systems (ICS), снег можно получать при температуре до +15°C. Внутри японской установки, внешне неотличимой от трансформаторной будки, вода замораживается, становясь тонкими листами льда, которые измельчаются до порошкообразного состояния сжатым воздухом. Именно поэтому ICSсистемы в России иногда называются установками по измельчению льда. Размер конечных кристаллов льда искусственного снега может варьироваться от микрона до 0,3 мм. Мелкие кристаллы более напоминают натуральный снег, а большие дольше не тают. Отличаются ICSсистемы и способом нанесения искусственного снега на трассу: он распыляется через гигантский брандспойт. В Японии летние трассы с применением ICSтехнологии появились еще в 1991 году, а в середине 90х японская техника добралась и до Европы. Например, с 1997 года круглогодичное катание французским сноубордистам в Sig Urban Park в Гренобле обеспечивает ICSтехника. Современные машины способны производить 150 т снега в сутки, потребляя при этом 400 кВт электроэнергии в час и 142 л воды в минуту.

© Александр Грек