Vědci poprvé navádějí blesky pomocí laserů
Pozadí
Údery blesku jsou silná a nebezpečná přírodní síla. Mohou způsobit škody na konstrukcích, narušit infrastrukturu a dokonce ohrozit lidské životy. Bleskosvody, vynalezené Benjaminem Franklinem v 18. století, se používají k ochraně před údery blesku tím, že blesky přitahují a vedou je do země. Bleskosvody však poskytují pouze omezenou ochranu a nejsou účinné pro rozsáhlou infrastrukturu, jako jsou letiště a startovací rampy.
Lasery: Nový způsob ochrany před bleskem
Vědci zkoumají použití laserů k navádění blesků od 60. let 20. století. Lasery jsou paprsky vysoce koncentrovaného světla, které lze použít k ohřevu a ionizaci vzduchu. Tím se vytvoří cesta vzduchu s nižší hustotou, která vede elektřinu a může usměrňovat blesky.
V nedávném průlomu vědci poprvé úspěšně naváděli blesky pomocí laserů. Experiment byl proveden na hoře Säntis v severovýchodním Švýcarsku, kde byl laser rychle vystřelen do nebe. Laser naváděl blesk přibližně na 50 metrů, což poskytlo důkaz konceptu pro použití laserů k ochraně rozsáhlé infrastruktury před údery blesku.
Jak lasery navádějí blesky
Lasery navádějí blesky vytvářením cesty vzduchu s nižší hustotou, která vede elektřinu. Když je laserový paprsek vystřelen do nebe, ohřívá a ionizuje okolní molekuly vzduchu. Tím se vytvoří kanál plazmatu, což je plyn, který vede elektřinu. Blesk je pak přitahován k plazmatickému kanálu a sleduje jej k zemi.
Výhody laserů oproti bleskosvodům
Lasery nabízejí několik výhod oproti tradičním bleskosvodům. Za prvé, lasery lze použít k ochraně mnohem větší oblasti než bleskosvody. Jeden laserový paprsek může dosahovat mnohem výše než fyzická tyč, což znamená, že může chránit větší oblast na zemi. Za druhé, lasery lze kdykoli zapnout nebo vypnout, což umožňuje jejich použití pouze v případě potřeby. To není možné u bleskosvodů, které jsou vždy aktivní.
Výzvy a budoucí směřování
Zatímco úspěšné navádění blesků pomocí laserů je významný průlom, stále existují určité výzvy, které je třeba vyřešit, než bude možné lasery použít pro praktické aplikace. Jednou z výzev je, že lasery musí být schopny navádět blesky na větší vzdálenosti. Většina kanálů blesku je dlouhá kilometry, ale současný laserový systém dokáže navádět blesk pouze na vzdálenost asi 50 metrů. Další výzvou jsou náklady na laserový systém. Laser použitý v experimentu stál více než 2 miliardy dolarů a neočekává se, že bude komercializován dříve než za deset let.
Navzdory těmto výzvám je úspěšné navádění blesků pomocí laserů slibným vývojem. Lasery mají potenciál poskytnout nový a účinnější způsob ochrany před údery blesku a jednoho dne by mohly být použity k ochraně rozsáhlé infrastruktury, jako jsou letiště a startovací rampy.
Další informace
- Údery blesku mohou každý rok způsobit škody za miliardy dolarů.
- Údery blesku zabily ve Spojených státech v letech 2006 až 2021 téměř 450 lidí.
- Předchozí experimenty využívající lasery k navádění blesků selhaly, ale nedávný experiment použil vyšší pulzní frekvenci, která byla klíčová pro úspěch.
- Laser použitý v experimentu byl vystřelen přibližně 1 000krát za sekundu.
- Laser naváděl blesk k tyči na švýcarské telekomunikační věži, kterou zasáhne blesk přibližně 100krát ročně.
- Vědci se domnívají, že lasery by mohly být nakonec použity k ochraně rozsáhlé infrastruktury před údery blesku, ale je zapotřebí dalšího výzkumu.
