Tutkijat Ohjaavat Salamoita Lasereilla Ensimmäistä Kertaa
Tausta
Salamaniskut ovat voimakas ja vaarallinen luonnonvoima. Ne voivat aiheuttaa vahinkoa rakenteille, häiritä infrastruktuuria ja jopa uhata ihmishenkiä. Benjamin Franklinin 1700-luvulla keksimiä ukkosenjohdattimia on käytetty suojaamaan salamaniskuilta houkuttelemalla salamoita ja ohjaamalla ne maahan. Uskonjohdattimet tarjoavat kuitenkin vain rajoitetun suojan, eivätkä ne ole tehokkaita suurissa infrastruktuureissa, kuten lentokentillä ja laukaisualustoilla.
Laserit: Uusi Tapa Suojautua Salamalta
Tutkijat ovat tutkineet lasereiden käyttöä salaman ohjaamiseen 1960-luvulta lähtien. Laserit ovat voimakkaasti keskitettyjä valonsäteitä, joita voidaan käyttää ilman lämmittämiseen ja ionisointiin. Tämä luo vähemmän tiheän ilman polun, joka johtaa sähköä ja voi kanavoida salamaa.
Viimeaikaisessa läpimurrossa tutkijat ovat onnistuneesti ohjanneet salamoita lasereilla ensimmäistä kertaa. Koe suoritettiin Säntis-vuorella Koillis-Sveitsissä, jossa laser ammuttiin nopeasti taivaalle. Laser ohjasi salamaa noin 50 metrin matkan, mikä osoitti, että lasereita voidaan käyttää suurten infrastruktuurien suojaamiseen salamaniskuilta.
Miten Laserit Ohjaavat Salamaa
Laserit ohjaavat salamaa luomalla vähemmän tiheän ilman polun, joka johtaa sähköä. Kun lasersäde ammutaan taivaalle, se lämmittää ja ionisoi ympäröiviä ilmamolekyylejä. Tämä luo plasmakanavan, joka on sähköä johtava kaasu. Salama vetää sitten plasmakanavan puoleensa ja seuraa sitä maahan.
Laserien Edut Ukkosenjohdattimiin Verrattuna
Laserit tarjoavat useita etuja perinteisiin ukkosenjohdattimiin verrattuna. Ensinnäkin lasereita voidaan käyttää paljon laajemman alueen suojaamiseen kuin ukkosenjohdattimia. Yksi lasersäde voi ulottua paljon korkeammalle kuin fyysinen johdatin, mikä tarkoittaa, että se voi suojata laajemman alueen maassa. Toiseksi laserit voidaan kytkeä päälle tai pois päältä milloin tahansa, jolloin niitä voidaan käyttää vain tarvittaessa. Tämä ei ole mahdollista ukkosenjohdattimilla, jotka ovat aina aktiivisia.
Haasteet ja Tulevaisuuden Suuntaviivat
Vaikka salaman ohjaaminen lasereilla on merkittävä läpimurto, on vielä joitain haasteita, jotka on ratkaistava, ennen kuin lasereita voidaan käyttää käytännön sovelluksiin. Yksi haaste on, että lasereiden on pystyttävä ohjaamaan salamaa pidempiä matkoja. Useimmat salamakanavat ovat kilometrien pituisia, mutta nykyinen laserjärjestelmä voi ohjata salamaa vain noin 50 metrin matkan. Toinen haaste on laserjärjestelmän hinta. Kokeessa käytetty laser maksoi yli 2 miljardia dollaria, eikä sen odoteta tulevan kaupalliseksi ainakaan vuosikymmeneen.
Näistä haasteista huolimatta salaman onnistunut ohjaaminen lasereilla on lupaava kehitys. Lasereilla on potentiaalia tarjota uusi ja tehokkaampi tapa suojautua salamaniskuilta, ja niitä voidaan jonain päivänä käyttää suojaamaan suuria infrastruktuureja, kuten lentokenttiä ja laukaisualustoja.
Lisätietoja
- Salamaniskut voivat aiheuttaa miljardien dollarien vahingot joka vuosi.
- Salamaniskut tappoivat lähes 450 ihmistä Yhdysvalloissa vuosina 2006–2021.
- Aiemmat kokeet, joissa käytettiin lasereita salaman ohjaamiseen, olivat epäonnistuneet, mutta viimeaikaisessa kokeessa käytettiin suurempaa pulssitiheyttä, mikä oli avain onnistumiseen.
- Kokeessa käytettyä laseria ammuttiin noin 1 000 kertaa sekunnissa.
- Laser ohjasi salaman sveitsiläisessä telekommunikaatiotornissa olevaan johdattimeen, johon salama iskee noin 100 kertaa vuodessa.
- Tutkijat uskovat, että lasereita voitaisiin lopulta käyttää suojaamaan suuria infrastruktuureja salamaniskuilta, mutta tarvitaan lisää tutkimusta.
