Громоотводы для направления ударов молний используются буквально веками, но теперь учёные продемонстрировали намного более современную технологию. Европейские исследователи представили систему Laser Lightning Rod (LLR), позволяющую с помощью лазера буквально управлять опасной стихией на больших площадях.
Источник изображения: UNIGE Martin Stollberg
Молнии — одно из наиболее высокоэнергетических природных явлений. Они способны привести к повреждению зданий и транспорта, отключениям электроэнергии, пожарам и гибели людей и животных.
Веками наилучшей защитой от них были металлические громоотводы, закрепляемые на высотных зданиях — они буквально притягивали к себе смертельно опасные удары, после чего разряды вполне безобидно уходили в землю. Тем не менее, такие конструкции имеют ограниченный радиус защиты. Как сообщает Newatlas, громоотвод длиной 10 м способен защитить только территорию в радиусе 10 м. Для защиты аэропорта или ветряной электростанции потребовались бы громоотводы просто гигантских размеров.
Теперь, благодаря европейским специалистам, представившим технологию Laser Lightning Rod (LLR), появилась возможность буквально «проложить путь» наименьшего сопротивления для молний, используя лазеры, направленные в грозу в небо. Такая система намного эффективнее, чем громоотводы.
По словам одного из авторов исследования Жан-Пьера Вольфа (Jean-Pierre Wolf), мощный лазер способен ионизировать в воздухе молекулы азота и кислорода, которые затем высвобождают свободные электроны. Этот ионизированный воздух становится проводником электричества.
Для демонстрации концепции была разработана лазерная система со средней мощностью 1 кВт, способная генерировать 1000 импульсов в секунду, высвобождая по джоулю энергии с каждым импульсом. Систему разместили на вершине горы Сентис в швейцарских Альпах, рядом с башней, «притягивающей» около 100 молний ежегодно.
С июня по сентябрь 2021 года команда тестировала систему во время гроз. Направлявшийся в небо лазер был расположен рядом с вершиной башни — учёные пытались «перетянуть» молнии от её обычного громоотвода. За то лето молнии ударяли в башню только четыре раза — безусловно, система действовала. По данным Вольфа, она позволила обеспечить радиус защищённой территории до 120–180 м. Идея использования лазеров в качестве громоотводов давно изучается учёными всего мира, неплохие результаты давно получены в лабораторных условиях. Тем не менее, впервые работоспособность технологии была продемонстрирована в реальном мире.
Конечной целью проекта является увеличение протяжённости лазерного громоотвода с нынешних 10 м до примерно 500 м. Результаты исследования опубликованы в издании Nature Photonics, а подробнее узнать о проекте можно из видео выше.