Учени за Първи Път Насочват Мълнии с Лазери
Предистория
Мълниите са мощна и опасна сила на природата. Те могат да причинят щети на конструкции, да нарушат инфраструктурата и дори да застрашат човешки животи. Мълниезащитните пръти, изобретени от Бенджамин Франклин през 18-ти век, се използват за защита от мълнии, като привличат мълниите и ги насочват в земята. Въпреки това, мълниезащитните пръти осигуряват само ограничена защита и не са ефективни за голяма инфраструктура като летища и стартови площадки.
Лазери: Нов Начин за Защита Срещу Мълнии
Учените изследват използването на лазери за насочване на мълнии от 60-те години на миналия век. Лазерите са лъчи от силно концентрирана светлина, които могат да се използват за нагряване и йонизиране на въздуха. Това създава път с въздух с по-ниска плътност, който провежда електричество и може да канализира мълниите.
В наскорошен пробив, учените успешно насочиха мълнии с лазери за първи път. Експериментът е проведен на планината Säntis в североизточна Швейцария, където лазер е изстрелян бързо в небето. Лазерът е насочил мълнията на около 50 метра, осигурявайки доказателство за концепцията за използването на лазери за защита на голяма инфраструктура от мълнии.
Как Лазерите Насочват Мълниите
Лазерите насочват мълниите, като създават път с въздух с по-ниска плътност, който провежда електричество. Когато лазерен лъч е изстрелян в небето, той нагрява и йонизира околните въздушни молекули. Това създава канал от плазма, която е газ, който провежда електричество. След това мълнията се привлича към плазмения канал и го следва към земята.
Предимства на Лазерите пред Мълниезащитните Пръти
Лазерите предлагат няколко предимства пред традиционните мълниезащитни пръти. Първо, лазерите могат да се използват за защита на много по-голяма площ от мълниезащитните пръти. Един лазерен лъч може да се простира много по-високо от физически прът, което означава, че може да защити по-голяма площ на земята. Второ, лазерите могат да бъдат включвани или изключвани по всяко време, което им позволява да се използват само когато е необходимо. Това не е възможно с мълниезащитните пръти, които винаги са активни.
Предизвикателства и Бъдещи Направления
Въпреки че успешното насочване на мълнии с лазери е голям пробив, все още има някои предизвикателства, които трябва да бъдат решени, преди лазерите да могат да бъдат използвани за практически приложения. Едно от предизвикателствата е, че лазерите трябва да могат да насочват мълнии на по-големи разстояния. Повечето канали на мълнии са с дължина километри, но настоящата лазерна система може да насочва мълнии само на около 50 метра. Друго предизвикателство е цената на лазерната система. Лазерът, използван в експеримента, струва повече от 2 милиарда долара и не се очаква да бъде комерсиализиран поне десетилетие.
Въпреки тези предизвикателства, успешното насочване на мълнии с лазери е обещаващо развитие. Лазерите имат потенциала да осигурят нов и по-ефективен начин за защита срещу мълнии и те биха могли един ден да бъдат използвани за защита на голяма инфраструктура като летища и стартови площадки.
Допълнителна Информация
- Мълниите могат да причинят щети за милиарди долари всяка година.
- Мълнии са убили близо 450 души в Съединените щати между 2006 г. и 2021 г.
- Предишни експерименти, използващи лазери за насочване на мълнии, са се провалили, но скорошният експеримент е използвал по-висока честота на импулсите, което е било от ключово значение за успеха.
- Лазерът, използван в експеримента, е бил изстрелван около 1000 пъти в секунда.
- Лазерът е насочил мълния към прът на швейцарска телекомуникационна кула, която е удряна от мълнии около 100 пъти всяка година.
- Учените смятат, че лазерите в крайна сметка могат да бъдат използвани за защита на голяма инфраструктура от мълнии, но са необходими повече изследвания.
