Piorunochron w formie superlasera zamontowany w Alpach Szwajcarskich

Blisko 270 lat po tym, jak Benjamin Franklin wynalazł piorunochron, ochrona przed piorunami wciąż bazuje na tej samej koncepcji. Mimo że piorunochrony mają niewątpliwe zalety, korzystanie z nich wiąże się również z pewnymi problemami. Zamontowanie trwałego piorunochronu nie zawsze jest możliwe. Co więcej, piorunochrony chronią wyłącznie przed bezpośrednimi skutkami działania błyskawic. Przyciągając uderzenia piorunów i przewodząc ich ładunek elektryczny aż do ziemi, piorunochrony mogą wręcz powodować dodatkowe, poważniejsze skutki uboczne, takie jak interferencja elektromagnetyczna oraz skoki napięcia w urządzeniach.

Całe dekady temu uznano, że rozwiązaniem tego problemu mogą okazać się lasery. Wykorzystując odpowiednie wyniki badań naukowych, badacze pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu LLR opracowali nową technikę ochrony przed piorunami opartą na ważącym pięć ton i długim na dziewięć metrów superlaserze. „Laserowy piorunochron jest obecnie jednym z najpotężniejszych laserów w swojej klasie”, opowiada inżynier specjalizujący się w technice laserowej Clemens Herkommer z firmy TRUMPF Scientific Lasers, będącej partnerem projektu LLR, w artykule opublikowanym w „Photonics Media”. Herkommer spędził ostatnie cztery lata, opracowując unikatowy laserowy system.

Obecnie zespół projektu zamontował ten kilohercowy, terawatowy system laserowy na szczycie góry Säntis, kierując się ambitnym celem: badacze chcieli wykazać, że lasery mogą kontrolować i bezpiecznie przekierowywać uderzenia pioruna. Terawatowy system laserowy o wysokiej częstotliwości ma za zadanie stymulację w górę rozbłysków błyskawic z mierzącej 123 metry wieży telekomunikacyjnej na górze Säntis. Zainicjuje to i pokieruje w dół uderzenia piorunów z chmur burzowych, tak by pioruny uderzyły tam, gdzie nie spowodują żadnych szkód.

Piorun ma ogromną niszczącą moc. Może powodować przerwy w dostawie prądu i pożary lasów, niszczyć systemy elektroniczne i infrastrukturę, a nawet skutkować urazami i śmiercią ludzi i zwierząt. Szkody wywoływane przez pioruny szacuje się na miliardy euro rocznie, a ze względu na zmianę klimatu i wynikające z nich zwiększenie liczby i intensywności burz takie szkody mogą być w przyszłości jeszcze bardziej dotkliwe. Przekierowywanie piorunów z wykorzystaniem laserów pomoże więc chronić narażone miejsca, takie jak lotniska, lasy, wieżowce oraz elektrownie chemiczne i jądrowe.System laserowy testuje się na górze Säntis w następujący sposób. Co sekundę laser wystrzeli 1 000 ultrakrótkich impulsów laserowych do atmosfery. W ten sposób „superlaser” wytworzy długi, zjonizowany kanał skierowany w stronę chmur, zwany włóknem laserowym. Takie włókno laserowe będzie działać jako preferencyjna ścieżka dla piorunu, przekierowująca go z dala od narażonych miejsc. „Wystrzeliwując w chmury tysiąc impulsów laserowych na sekundę, możemy bezpiecznie rozładować ładunek pioruna i sprawić, że świat stanie się nieco bezpieczniejszym miejscem”, zauważa Herkommer.

Góra Säntis to jedno z miejsc w Europie, które najczęściej przyciąga pioruny. Uderza w nią blisko 100 piorunów rocznie, głównie w sezonie burzowym w okresie od maja do sierpnia. Przez kilka najbliższych tygodni zespół projektu LLR (Laser Lightning Rod) będzie testować skuteczność lasera na górze. Wstępne wyniki testów poznamy pod koniec lata.

Więcej informacji:

strona projektu LLR