Samolot Airbus A330 linii Air France wystartował pierwszego czerwca o godzinie 0:30 naszego czasu z Rio. Leciał do Paryża. O godzinie 4:15 samolot wysłał do centrali Air France serię automatycznych sygnałów meldujących o problemach z systemami pokładowymi. Co działo się dalej, nie wiadomo. Wyłączony zostaje autopilot, nie działa system stabilizacji położenia przestrzennego samolotu. Następnie przestają działać systemy monitorujące prędkość, wysokość i kierunek lotu, nie działa też główny komputer pokładowy i klapy. Ostatni sygnał wskazuje na spadek ciśnienia w kabinie i kompletne zatrzymanie wszystkich systemów pokładowych.
W pierwszej wypowiedzi po katastrofie rzecznik Air France powiedział: przyczyną tragedii było uderzenie pioruna. Tę opinię potwierdza świadectwo pilota hiszpańskiego samolotu, który donosił o blasku, jaki widział na obszarze, gdzie zniknął Airbus. Na pewno samolot wleciał w strefę silnej tropikalnej burzy.
WCHODZI PRZEZ DZIÓB, WYCHODZI SKRZYDŁEM
Jedną z wielu rzeczy, jakich można pozazdrościć pilotom w ich pracy, jest fakt, że prawie zawsze mają piękną pogodę. Podobnie też pasażerowie samolotów najczęściej mogą się cieszyć błękitnym niebem, nawet wtedy, kiedy podczas startu pogoda była paskudna. Samoloty po pierwsze latają najczęściej nad chmurami, a po drugie mają radary pogody, które szybko rozpoznają niebezpieczne fronty atmosferyczne i pomagają je ominąć. Jednak w praktyce piloci nie zawsze są w stanie uciec przed silnym gradobiciem lub burzą.
Cumulonimbusy, czyli chmury burzowe, nad Atlantykiem mogą piętrzyć się bardzo wysoko – nawet na kilkanaście tysięcy metrów. Trudno jest wtedy przelecieć nad nimi.
Burze bywają bardzo rozległe, nie sposób ich wtedy ominąć. Samolot musi też często przejść przez strefę chmur, kiedy startuje lub podchodzi do lądowania. Dlatego zupełne ominięcie wszelkich burz jest rzeczą niemożliwą.
Chmury burzowe są dla samolotów bardzo niebezpieczne. Przede wszystkim w tych obszarach działają silne i zmienne prądy powietrza. Masy powietrza o różnej temperaturze i wilgotności trą o siebie, powstają pioruny.
Niektóre błyskawice biegną z chmury do ziemi, inne z chmury do chmury lub do innej warstwy tej samej chmury. Obserwujemy pioruny i boimy się ich od zarania ludzkiego rodzaju, nowoczesna fizyka bada je od 150 lat. Ale zjawiska te nie są do końca wyjaśnione. Fizycy atmosfery przyznają, że na temat chmur i burz wiedzą tak naprawdę bardzo mało.
Jak w roku 2001 pisał Edward Rupke dla amerykańskiego czasopisma „Scientific American”, każdy samolot rejsowy zostaje trafiony przez błyskawicę przynajmniej raz w roku. Zdarza się, że jedna maszyna zostaje dosięgnięta w krótkim czasie przez całą serię piorunów. Jak podaje na swojej stronie internetowej Lufthansa Technik, zajmująca się przeglądami samolotów, znany jest przypadek, w którym samolot musiał zmierzyć się z serią 25 wyładowań. Dzisiejsze samoloty są teoretycznie odporne na uderzenia piorunów, ich metalowa struktura przewodzi prąd i w ten sposób jest jednocześnie tak zwaną drogą najmniejszego oporu dla wyładowania atmosferycznego. Piorun trafia w samolot, przebiega przez jego metalowe części i zaraz go opuszcza. Pasażerowie, siedzący w odizolowanej kabinie, najczęściej zupełnie tego nie odczuwają.
Standardem w lotnictwie jest dokumentowanie uderzeń pioruna i przegląd samolotu po każdym takim wydarzeniu. Z tych przeglądów wiemy, że najczęściej pioruny uderzają w dziób samolotu lub miejsca, w których okna kabiny łączone są z kadłubem. Na dziobie samolotu umieszcza się anteny meteorologiczne i radiolokacyjne oraz inne tzw. urządzenia awioniczne. Nie można ich całkowicie zabudować metalem, bo to zakłóciłoby ich pracę, montuje się więc specjalne piorunochrony: dziób samolotu, podobnie jak części poruszające się w locie, np. klapy, połączone są dla zapewnienia przewodnictwa prądu specjalnymi kablami z kadłubem.
Piorun po przejściu przez kadłub szuka sobie punktu ujścia: są to najczęściej końcówki skrzydeł albo punkty łączeń różnych części, np. okolice śrub, nitów lub uszczelek. Jednymi z najbardziej ulubionych przez pioruny dróg ucieczki z samolotu są końcówki klap, na których zamontowane są specjalne druty (odpowiedzialne przede wszystkim za odprowadzanie napięcia statycznego powstającego w trakcie lotu wskutek tarcia). Pioruny uchodzące tą drogą palą te druty doszczętnie.
W nowoczesnych kadłubach samolotów, przy których budowie w coraz większym stopniu dla obniżenia wagi stosuje się włókno węglowe, kadłub oplata siatka metalowa, tak aby możliwe było bezpieczne odprowadzenie ładunku elektrycznego.
Na uderzenia pioruna teoretycznie narażona jest przede wszystkim elektronika. Jest to jeden z powodów, dla których systemy sterowania, urządzenia nawigacyjne, system zobrazowania informacji itp. są chronione przed skokami napięcia i najczęściej zdublowane.
ZOBACZYLI BŁYSK, USŁYSZELI HUK
Samolot jest więc teoretycznie na pioruny odporny, niestety w praktyce wygląda to nieco inaczej. Pomimo zapewnień inżynierów o bezpieczeństwie dochodzi wciąż do wypadków spowodowanych przez pioruny. Wymieńmy tylko kilka spośród takich wypadków
8 grudnia 1963 roku eksplodowały trzy zbiorniki paliwa Boeinga 707, lecącego nad Elkon w USA, świadkowie twierdzili, że w samolot trafił piorun, zginęło 73 pasażerów i ośmiu członków załogi.
22 sierpnia 2006 roku spadł samolot Tupolew TU-154 M ze 170 osobami na pokładzie. Także i w tym przypadku można domyślać się, że przyczyną awarii była burza, w którą wleciała maszyna. Do dzisiaj nie udało się wyjaśnić, czy załoga nie wiedziała o złej pogodzie, czy nie była w stanie ominąć niebezpiecznej strefy.
W roku 2005 uderzenie pioruna zostało podane jako oficjalna przyczyna katastrofy lotniczej w Nigerii. Zginęło 117 osób.
W Polsce ostatnio głośno było o piorunach trafiających w samoloty po awaryjnym lądowaniu maszyny linii Ryanair. Samolot lecący z Londynu do Krakowa w nocy z 15 na 16 czerwca wleciał w burzę, były silne turbulencje, potem pasażerowie zobaczyli błysk i usłyszeli huk. Wedle ich mniemania w maszynę uderzył piorun. Natychmiast kapitan zarządził awaryjne lądowanie we Frankfurcie.
ŚWIETLISTY PASAŻER NA GAPĘ
Poznanie zwykłego pioruna wciąż pozostaje wyzwaniem dla naukowców – ale są jeszcze zjawiska znacznie trudniejsze do wyjaśnienia. Mowa tu o tzw. piorunach kulistych. Jest wiele opowieści ze spotkań samolotów z tego rodzaju przedziwnym obiektem. Ale relacje te nie spełniają warunków poznania naukowego, są niepełne i pochodzą najczęściej od laików.
Nie wiadomo do końca, jak i dlaczego powstają pioruny kuliste, intrygujące jest też ich zachowanie. Świadkowie, którym zdarzyło się je obserwować, często twierdzą, że sprawiają wrażenie inteligentych: wędrują między rzędami foteli w samolocie, znikają, szukają sobie ujścia lub eksplodują. Oczywiście nie znaczy to, że pioruny kuliste są rzeczywiście inteligentne, dowodzi raczej strachu i oszołomienia obserwatorów.
Kiedyś opowieści o piorunach kulistych, widywanych przez pilotów za szybą lub pojawiających się nagle we wnętrzu szczelnie zamkniętego samolotu, były traktowane jak opowieści o duchach. Ale któregoś dnia oko w oko z piorunem kulistym stanął poważny naukowiec. Było to w latach 60., Roger Jenninson podróżował z Waszyngtonu do Nowego Jorku, na pokładzie samolotu oprócz niego był tylko pilot i jedna stewardesa. Burza rozszalała się tuż po starcie, nagle w drzwiach kabiny pilota pojawiła się latająca kula średnicy około 22 cm, świecąca z mocą mniej więcej 10-watowej żarówki. Przeleciała pomiędzy rzędami foteli i zniknęła w toalecie. Kulę widziała też stewardesa, ale to relacja Rogera Jenninsona stała się punktem zwrotnym w badaniach nad przedziwnym zjawiskiem: Roger to pierwszy świadek, któremu nie można było zarzucić niewiedzy, bo był uznanym fizykiem, kierował laboratorium elektronicznym na brytyjskim University of Kent. Swoje przeżycie opisał w magazynie naukowym „Nature”.
ROSYJSKA TAJEMNICA PAŃSTWOWA
Kilka lat temu dwaj naukowcy: Robert Doe z Wielkiej Brytanii i Alexandre Keul z Austrii sporządzili systematyczną dokumentację przypadków pojawienia się świetlistych kul w samolotach lub obok nich między latami 1938 a 2001. Po trzynaście takich przypadków zanotowano w przestrzeni lotniczej Europy i Ameryki Północnej, siedem w Rosji. Pioruny kuliste pojawiają się w tych zeznaniach równie często w samych samolotach, jak i na zewnątrz, w trzech przypadkach obiekty eksplodowały, w czterech powstały widoczne szkody. Czytając niektóre opisy, można mieć wrażenie, że mamy przed sobą scenariusz filmu s.f.
Sprawozdanie 9/98 o numerze EW/ G97/10/24 komisji do badania wypadków lotniczych bez zbędnych emocji opisuje, co wydarzyło się 13 października 1997 roku o godzinie 7:05 na pokładzie Fokkera F 28, startującego z lotniska Schipol pod Amsterdamem.
Fokker F 28 to dwusilnikowa maszyna krótkiego zasięgu z miejscami dla 65 pasażerów. Wkrótce po starcie w powłokę chroniącą radar na dziobie trafia piorun. Potem w kabinie pilotów zapada kompletne milczenie, piloci są nie tyle przerażeni, ile oniemiali z zaskoczenia. Po kokpicie i instrumentach pokładowych grasuje świecąca kula, która następnie unosi się, przelatuje w kierunku kabiny pasażerów i na wysokości wyjść awaryjnych z samolotu po prostu się rozpływa. Piloci zaniepokojeni dziwnymi wskazaniami przyrządów pokładowych wracają na lotnisko.
Udokumentowanych jest też kilka przypadków, w których ucierpieli ludzie. Tak na przykład 1 czerwca 1999 r. tuż po starcie z lotniska w Chicago Boeing 777 trafiony zostaje piorunem. Na jego pokładzie w tylnej części maszyny w kabinie obsługi siedział przypięty pasami do fotela 48-letni steward. Co mu się przytrafiło, opisał dokładnie w magazynie „Journal of Trauma” amerykański lekarz Michael Cherington ze szpitala St. Anthony w Denver, który leczył pacjenta. Według relacji medyka zaraz po uderzeniu pioruna jedna ze stewardes widziała kulę światła koloru złotego, która na krótką chwilę okryła stewarda, następnie dały sie zauważyć na jego ciele iskry; on sam początkowo zdawał się tego nieświadomy.
W samolocie pojawił się zapach ozonu, charakterystyczny dla wyładowań atmosferycznych. Artykuł zawiera także kartę choroby stewarda, który przez 22 miesiące cierpiał na zaniki pamięci, zaburzenia koncentracji i silne migreny. Jego lewe ramie pozostało częściowo sparaliżowane.
Nie wiadomo dokładnie, ile było spotkań lotników z piorunami kulistymi; jak podejrzewają naukowcy, szczególnie piloci wojskowi nie mogą lub nie chcą o tym mówić. Takimi przypadkami zajmował się między innymi rosyjski naukowiec z Instytutu Badań nad Wysoką Temperaturą Rosyjskiej Akademii Nauk, który przeanalizował piętnaście przypadków udokumentowanych w Centrum Meteorologii Lotnictwa ZSRR. Raport nie został jednak udostępniony opinii publicznej.
SAMOLOT GENERUJE PIORUNY?
Nie wiadomo, czym tak naprawdę jest piorun kulisty. Teorie są różne. Jedni fizycy mówią, że to zjonizowany gaz, inni – że to płonący tlenek węgla. Jedno jest pewne: piorun kulisty to ciało zagadkowe, choćby dlatego, że potrafi wniknąć do wnętrza samolotu, który po pierwsze jest hermetycznie zamknięty, po drugie uznawany jest za tak zwaną klatkę Faradaya – czyli do jego wnętrza nie powinno przeniknąć pole elektrostatyczne.
Ale możliwe jest, że pioruny kuliste wcale nie wnikają do samolotu, lecz powstają wewnątrz maszyny. Według amerykańskiego naukowca profesora Martina Umana większość wszelkich wyładowań atmosferycznych, z którymi spotykają się samoloty, powstaje za sprawą samych samolotów: gdyby nie samolot, piorun by nie powstał. Brzmi to dość dziwnie, jest jednak prawdopodobne. Samoloty mogą bardzo silnie naładować się elektrycznie podczas lotu, chociażby wskutek działania tarcia. Kiedy się wznoszą i opadają, może powstać znaczna różnica napięcia pomiędzy nimi a otoczeniem i dochodzi do wyładowania.
Taką tezę potwierdzają fakty: wiele spotkań z piorunem kulistym miało miejsce tuż po starcie i to podczas pięknej pogody. Zresztą samoloty rzadko wlatują w strefy burzy, rzadko więc znajdują się w tak zwanych kanałach wyładowań, w których pojawiają się pioruny.
Według prof. Umana w około 90 procentach przypadków to samoloty same wywołują wyładowanie atmosferyczne. Czy tak było i podczas lotu airbusa francuskich linii? Trudno powiedzieć, na razie eksperci są równie daleko od poznania przyczyn tej katastrofy, jak fizycy od ostatecznego wyjaśnienia wszystkich elektrycznych zjawisk w atmosferze.