Арктика – стратегически важный для России регион с огромными ресурсами. Однако её освоение осложняется экстремальным климатом и удалённостью, что делает доставку строительных материалов и возведение инфраструктуры крайне дорогими и сложными. В качестве альтернативы используют местный снег, доступный большую часть года. Однако традиционные методы – резка блоков и строительство их них по типу иглу или формирование в опалубке – имеют серьёзные недостатки: они требуют особого снега, трудоёмки и теряют теплоизоляцию при оттепели. Ранее для решения этой проблемы учёные Пермского Политеха разработали метод прессования снега с подплавлением. Теперь им удалось построить из таких блоков экспериментальную хижину и доказать её высокие теплоизоляционные свойства и долговечность.

Для возведения сооружения использовалась подогреваемая опалубка – два листа фанеры с нагревательными элементами. Засыпанный между ними снег уплотняется, а легкий нагрев подтапливает поверхность, создавая монолитный блок с прочной ледяной коркой, что обеспечивает высокую и контролируемую прочность. Технология исключает трудоёмкую резку и переноску, позволяя формировать стены сразу на месте. Из таких заготовок учёные построили экспериментальную иглу высотой около 1,8 метра со стенами толщиной почти 0,65 метра.

Главной целью первого эксперимента было выяснить, можно ли обогреть такую хижину теплом одного человека. В экстренной ситуации у полярника или геолога зачастую нет никаких внешних источников энергии — только тепло собственного тела. А оно, даже в полном покое, работает как небольшая печка, выделяя тепло мощностью около 60–100 ватт, примерно, как старая лампочка. Для опыта именно её и поместили внутрь иглу, чтобы смоделировать присутствие человека. В течение десяти дней лампа накаливания мощностью 75 ватт непрерывно работала внутри. Этот срок позволил провести полный цикл наблюдений: зафиксировать не только первоначальный нагрев, но и выход температуры на стабильный уровень. Показания контролировались с помощью высокоточных датчиков, размещенных внутри помещения и в толще стены, данные с которых непрерывно записывались регистратором. В результате было установлено, что температура воздух в хижине поднялась с −21° до +1°.

Этот рост на 22° стал доказательством того, что тепла одного человека достаточно, чтобы создать в снежном укрытии жизнеспособные условия. На практике с несколькими людьми или дополнительным снаряжением температура будет значительно выше. Тепла двух-трёх человек будет достаточно для поддержания в таком укрытии уже комфортной плюсовой температуры. Даже компактная газовая горелка или свеча позволит быстро прогреть помещение до значений, пригодных для безопасного отдыха. В ходе эксперимента выяснилось, что практически вся энергия (99,9%) поглощается массивом снежных стен.

Также исследователи оценили долговечность снежных сооружений в условиях весеннего потепления. Конструкция начала работать как естественная холодильная камера. Наблюдения велись в марте-апреле с помощью всё тех же температурных датчиков, которые непрерывно фиксировали, как меняются показания внутри помещения, в толще стены и снаружи. Данные показали, что даже когда на улице периодически теплело до +14°, внутри хижины почти три недели держалась температура около 0°. Это происходит благодаря свойству льда: для его плавления требуется значительная энергия. Пока стены остаются ледяными, тепло снаружи в первую очередь расходуется именно на этот процесс, а не на повышение температуры воздуха внутри. Сама конструкция будет стоять и работать как «холодильник» до тех пор, пока её стены полностью не растают. В условиях весны, когда заморозки чередуются с оттепелями, этот процесс может растянуться на несколько недель или месяцев. Это доказало, что такие снежные сооружения полезны не только зимой, но и в межсезонье для хранения запасов.

Как сообщает сетевое издание Naked Sciences, разработка учёных имеет ряд ключевых преимуществ перед традиционными методами. В отличие от классического иглу, для которого нужен особый «ветровой» снег, новая технология позволяет быстро строить из любого снега, обеспечивая предсказуемую прочность и герметичность. Стены такой конструкции доказано сохраняют тепло почти вдвое эффективнее многих традиционных строительных материалов, накапливая и удерживая даже слабое тепло человеческого тела для поддержания стабильного микроклимата. Кроме того, сооружение универсально. Всё это создает основу для дешёвой, автономной и быстровозводимой инфраструктуры в условиях Арктики.