Во время мощной грозы в швейцарских Альпах исследователи впервые смогли управлять ударами молнии с помощью лазера.

Помогаем

Молнии – это мощные электрические разряды между облаками или между облаками и землей. Температура заряда достигает 30 000°C, что примерно в пять раз горячее, чем на Солнце. Ежесекундно в Землю попадает около 100 молний, а за год их соберется более миллиарда. Молнии не только наносят разрушения и ущерб, исчисляемый десятками миллиардов долларов, но и приводят к тысячам смертей.

Традиционные молниеотводы использовались еще с середины 18 века, когда Бенджамин Франклин впервые провел свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем, а затем ученые начали искать более эффективные способы защиты зданий и объектов от разрушительных ударов.

В статье для журнала Nature Photonics исследователи из Швейцарии описывают свой эксперимент с использованием мощного лазера. Устройство размером с автомобиль доставили на вершину горы Сентис на северо-востоке Швейцарии и «припарковали» рядом со 124-метровой телекоммуникационной башней, в которую ударяет молния примерно 100 раз в год.

Курс

ФІНАНСОВИЙ ДИРЕКТОР

Ставайте досвідченим фахівцем з фінансів на рівні директора!

РЕЄСТРУЙТЕСЯ!

Исследователи дождались грозовой погоды, и в период с июля по сентябрь прошлого года «расстреливали» тучи быстрыми лазерными импульсами в течение 6 часов. Приборы, настроенные для регистрации ударов молнии, показали, что в ходе экспериментов лазер сменил курс четырех восходящих разрядов молнии.

Лишь один удар, 21 июля, произошел в достаточно ясных условиях, чтобы исследователи могли снять путь молнии с обеих сторон с помощью высокоскоростных камер, расположенных на расстоянии нескольких километров. На кадрах видно, что молния двигалась по лазерному лучу около 50 метров, что позволяет предположить, что импульсы помогли управлять ударом.

Лазер отклоняет удары молнии, создавая более легкий путь для электрического разряда. Когда лазерные импульсы устремляются в небо, изменение показателя преломления воздуха заставляет их сжиматься и становиться настолько интенсивными, что они ионизируют молекулы воздуха вокруг себя. Это приводит к созданию цепи «нитей в небе», где молекулы воздуха быстро нагреваются и двигаются со сверхзвуковой скоростью, оставляя канал с ионизированным воздухом низкой плотности. Эти каналы, которые длятся миллисекунды, обладают большей электропроводностью, чем окружающий воздух, и, таким образом, формируют более легкий путь для прохождения молнии.

Более мощные лазеры, работающие на разных длинах волн, могут направлять молнию на большие расстояния и даже вызвать ее, прежде чем она станет угрозой. В последующих экспериментах исследователи планируют расширить радиус действия лазера, чтобы эффективный охват 10-метрового стержня составлял 500 метров.

Ученый Маттео Клеричи из Университета Глазго отметил The Journal, что использованный в эксперименте лазер стоит около 2,17 миллиарда долларов.

«Стоимость лазерной системы очень высока по сравнению со стоимостью простого металлического стержня (молниеотвода). Однако лазеры могут быть более надежным способом направления электрического разряда, и это может быть важно для защиты критически важных наземных установок и оборудования», — сказал профессор Ману Хаддад, директор Лаборатории молний Морган-Ботти в Университете Кардиффа.

Технология была бы особенно полезна для защиты ракетных пусковых площадок, где удары молнии могут привести к задержке миссий, а также для защиты аэропортов, электростанций, лесов и других отраслей, где молния может повлечь за собой катастрофические последствия.

Источник: Engadget, The Guardian