Молнии ежегодно убивают не менее 4000 человек и причиняют глобальный материальный ущерб на миллиарды долларов. Несмотря на это, мы не придумали более эффективный способ перенаправить молнию чем тот, который изобрел Бенджамин Франклин, а именно громоотвод, который появился 271 год назад.
Команда инженеров из Французского национального центра научных исследований, Швейцарского Женевского университета и Сингапурского агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) работает над тем, чтобы изменить ситуацию. Они создали первый эффективный лазерный громоотвод или LLR, который «направляет» молнию на себя независимо от окружающих погодных условий. Хотя технология пока не идеальна, она может помочь нам избежать будущих травм и материального ущерба в будущем.
Удары молнии обычно хаотичны. Стержень Франклина, известный как обычный громоотвод, представляет собой токопроводящую мачту, направленную вверх на несколько метров. Обычно он создает путь с низким сопротивлением для электрических зарядов в радиусе, равном его собственной высоте. Хотя этот метод иногда направляет молнию к стержню, а не к земле (или к невольному прохожему), молния не всегда «находит» стержень. Это ограничивает общую эффективность громоотвода.
Башня связи Swisscom Säntis со стержнем Франклина.LLR находится на вершине стержня Франклина и усиливает его, создавая каналы ионизированного воздуха. Каждый раз, когда LLR излучает в воздух мощные лазерные импульсы, внутри луча образуются интенсивные световые нити, которые ионизируют молекулы азота и кислорода в воздухе. Эти ионизированные молекулы высвобождают свободно движущиеся электроны, создавая электропроводящее пространство. В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, инженеры описывают эксперимент, в ходе которого они установили LLR на вершине 124-метрового стержня Франклина, принадлежащего европейской телекоммуникационной компании Swisscom.
Инженеры включали лазер каждый раз, когда в прогнозе погоды в период с июня по сентябрь 2021 года появлялась штормовая активность, закрывая район для воздушного движения, чтобы избежать помех с обеих сторон. С самого начала было ясно, что лазер расширил радиус защиты стержня Франклина на 60 метров — почти на 50% от его первоначальной мощности. Дальнейшее использование показало, что LLR также работает в тумане, чего не могли сделать предыдущие устройства, оснащенные лазером, за пределами лаборатории.
Как упоминалось ранее, LLR не идеален. Иногда в него ударяла молния за пределами пути лазера, и ещё предстоит проделать немало работы, прежде чем LLR расширит радиус защиты стержня Франклина настолько, чтобы технология окупилась. Инженеры надеются в долгосрочной перспективе увеличить радиус действия 10-метрового стержня до 500 метров.
