Hromosvod Laser Lightning Rod navádí blesky laserovým paprskem  
Tradiční hromosvody fungují obstojně, ale mají omezený dosah. Musely by být velmi vysoké a to přináší řadu komplikací. Systém Laser Lightning Rod je laserový hromosvod, který vytváří dráhu pro blesky laserovým paprskem. V budoucnu by měl dosáhnout do výšky až 500 metrů, což podstatně zvětšuje oblast chráněnou před blesky. Demonstrátor už má za sebou první testy na hoře Säntis ve Švýcarsku.
Laser Lightning Rod pálí laserem do bouřky. Kredit: UNIGE / Martin Stollberg.
Laser Lightning Rod pálí laserem do bouřky. Kredit: UNIGE / Martin Stollberg.

Hromosvody již celá staletí navádějí blesky (nikoliv hromy, jak líbezně naznačuje čeština) bezpečně do země. Obvykle jde o kovovou tyč s jednoduchou konstrukcí, která chrání lidi, domy a další stavby před hněvem bohů. Hromosvody fungují dobře, ale mají dost omezený dosah. Železná tyč o výšce 10 metrů ochrání okolní prostor o velikosti rovněž asi 10 metrů. K důsledné ochraně rozsáhlých staveb, jako jsou letiště nebo třeba větrné farmy, by bylo nutné postavit velmi vysoké hromosvody nebo jich použít značný počet.

Vrcholek hory Säntis. Kredit: B0rder.
Vrcholek hory Säntis. Kredit: B0rder.

 

Evropští vědci vyvinuli efektivnější systém ochrany před blesky, který využívá laser. Laser Lightning Rod během bouřky vystřeluje do mraků laserový paprsek, který vytváří koridor nejmenšího elektrického odporu a navádí tím blesky. Takový systém dosáhne pochopitelně mnohem výš než obvyklé hromosvody.

 

Jak uvádí vedoucí výzkumného týmu Jean-Pierre Wolf ze švýcarské Université de Genève, když vypálíte velmi energetický laserový paprsek do nebe, vytvoří se v něm vlákna velmi intenzivního záření. Tato vlákna ionizují molekuly dusíku a kyslíku v ovzduší a jejich elektrony se rozprchnou do okolí. Vznikne plazma, které je slušným elektrickým vodičem.

 

Počítačová rekonstrukce úspěšného ulovení blesku během testu. Kredit: UNIGE / Xavier Ravinet.
Počítačová rekonstrukce úspěšného ulovení blesku během testu. Kredit: UNIGE / Xavier Ravinet.

Nezůstalo jen u teoretického konceptu. Badatelé postavili technologický demonstrátor Laser Lightning Rod, který se nachází v oblasti Säntisu (2 504 m n. m.), nejvyššího vrcholku Appenzellských Alp. Je umístěný poblíž rádiové vysílací věže o výšce 124 m, která přitahuje asi 100 úderů blesku ročně.

 

Laser Lightning Rod má průměrný výkon 1 kW. Vysílá asi tisícovku pulzů za sekundu, přičemž každý pulz nese energii asi 1 J. Tvůrci systém testovali za bouřek mezi červnem a zářím 2021. Laserový paprsek mířil na oblohu u vrcholu rádiové vysílací věže, aby svedl blesky dřív, než dosáhnou k tradičnímu hromosvodu. Během doby, kdy byl laserový hromosvod v akci, zasáhl blesk vysílací věž čtyřikrát.

 

Wolf s kolegy zjistili, že blesk sleduje dráhu laserového paprsku asi 60 metrů nad vrcholkem věže s hromosvodem. Tím se zvětšila oblast chráněná před blesky z původních 124 metrů na 184 metrů. Podle badatelů je to poprvé, kdy se v terénu uskutečnilo navádění blesků laserovým paprskem. Zároveň je to teprve začátek. Cílem projektu Laser Lightning Rod je dosáhnout s laserovým hromosvodem do výšky 500 metrů.

 

Video: Deflecting lightning with a laser lightning rod

 

Literatura

New Atlas 16. 1. 2023.

Nature Photonics online 16. 1. 2023.

Datum: 17.01.2023
Tisk článku

Související články:

Odpaluje blesky kosmické záření?     Autor: Stanislav Mihulka (09.05.2013)
Blesky za bouřky vyrábějí radioizotopy a antihmotu     Autor: Stanislav Mihulka (24.11.2017)
Záhadnou klikatost blesků vysvětlují excitované molekuly v ovzduší     Autor: Stanislav Mihulka (11.12.2022)



Diskuze:

Jak tak nad tím přamýšlím...

Petr Mikulášek,2023-01-20 21:19:07

V zimě bouřky nebývají, takže když z roku uberu 125 dní bez bouřek, je to 240 dní, kdy může bouřit. To znamená blesk jednou na 2.4 dne v průměru. Ty čtyři blesky by to mělo schytat během ani ne 10 dní. Buďto to nespecifikovaný období "mezi červencem a zářím" je nějaký krátký, nebo soudruzi něco pohnojili. Ostatně to muselo dát mrtě práce, zpracovat tak velký statistický vzorek čtyř blesků ze sta...

Odpovědět

Aktivák 3.0

Petr Mikulášek,2023-01-19 19:39:26

Pokud dobře počítám, tohle je už třetí metoda, jak na sebe přivolat hněv Diův, pokud teda nepočítám kus drátu dopravený do mraku.

1) Hromosvod s radioizotopem ve špici. Nevím, jak dobře to fungovalo, ale co se zjistilo, že radioaktivita není úplně zdraví prospěšná a že se po zásahu něco z těch radioizotopů odpaří, bylo od tohoto nápadu upuštěno
2) S rezonančním obvodem ve špici. Měl by vysílat rádiový vlny a blesk stahovat po nich. Dle výrobce funguje skvěle, protože místo tyčky za pár stovek se dá prodat bazmek za pár desítek litrů, u kterýho je potřeba po každé bouřce dělat revizi. Naštěstí nepřitahuje blesky...
3) Teď ta volovina s laserem

Ale faktem je, že pokud bych si měl vybrat, tak bude nejbezpečnější, když do baráku blesk netřískne. Pokud třískne, ocením zařízení, co ho zneutralizuje. A jenom pitomec se snaží blesk přitáhnout...

Odpovědět


Re: Aktivák 3.0

Z Z,2023-01-19 22:55:38

Iná ochrana, než taká, ktorá súčasne aj čiastočne priťahuje blesky, vymyslená nebola.
Najmenej pravdepodobné je, že do budovy udrie blesk, keď je bez bleskozvodu, no ak predsa len udrie, tak to je "jackpot".
Keď navrhnete ochranu, ktorá bude blesky odpudzovať, nejakým jednoduchým spôsobom...
Budova v blízkosti nejakého stožiara je "rada", že stožiar "priťahuje blesky" a budova môže byť aj bez vlastného bleskozvodu chránená pred bleskom.

Odpovědět

Bezpečnosť generátora lasera

Z Z,2023-01-19 13:07:39

Pri navádzaní laserom bude dôležité, aby bol "klasický" stožiar bleskozvodu v dobrom stave a aby bol laserový lúč čo najbližšie pri jeho vrchole.
Inak bude hroziť, že to blesk napáli rovno do generátora lasera.

Odpovědět

Světelné znečištění

Mintaka Earthian,2023-01-17 22:31:19

V čem je tento způsob lepší, než použití aktivních hromosvodů, které jsou na trhu desítky let?

S tím světelným znečištěním by to nakonec nemuselo být tak žhavé, pokud by se to pouštělo jen při zvýšeném riziku bouřek.

Odpovědět


Re: Světelné znečištění

Vít Výmola,2023-01-18 18:23:52

A musí ten laser vůbec svítit ve viditelné oblasti spektra?

Odpovědět


Re: Světelné znečištění

Z Z,2023-01-19 13:01:30

U tzv. "aktívnych" bleskozvodoch je problém vôbec nejako dokázať, že fungujú lepšie, než obyčajná kovová tyč.
Dlho neboli podľa našich technických noriem použiteľné, potom sa to nejako "vylobovalo".
A ak by aj fungovali ako majú, tak možno rádovo v metroch, nie v stovkách metrov, ako by to malo fungovať s týmto experimentom.

Odpovědět

A co elektrárna?

Ivo Petrouš,2023-01-17 22:26:36

Představuju si moderované skupiny laserových paprsků, kterými se řízeně odsává statická elektřina.
Přiznávám, že nevím, zda za normálního nebouřlivého počasí je energie v mracích dostatečné množství, aby se dal vytvořit rozumně stabilní zdroj a ne o další OZE.

Spekulace na podobné téma jsou tu jsou už od dob Tesly a laserový "drát" by mohl být řešením.

Odpovědět


Re: A co elektrárna?

Ivo Petrouš,2023-01-17 22:34:51

Letadlo s dvěma lasery namířenými do oblastí s různým potenciálem by se mohlo dobíjet za letu.
Miluji Sci-Fi.

Odpovědět


Re: A co elektrárna?

Libor Zak,2023-01-18 13:50:07

Zkoušel jsem na to téma něco najít a pokud tomu rozumím dobře, tak problém je hlavně s tím, že v úhrnu se té elektřiny posbírá příliš málo.

Nejvíce samozřejmě za bouřky z blesků, ale ty jsou dost vzácné. A i z toho blesku je úhrnná elektřina tak na nabití třetiny až poloviny kapacity Tesly. Další problém jsou prý zásobníky, na ty lze použít pouze kondenzátory, nebo superkondenzátory, ty se vybíjí poměrně rychle a nedávají takové kumulativní proudy, jaké vznikají při svedení blesku. Problém je, že je to obrovské napětí a proud, ale během velmi krátké doby.

Ohledně vašeho nápadu se statickou elektřinou. Rozdíl v potenciálech při běžném počasí patrně není dost velký, aby to využilo laserem ionizovaný vzduch jako vodič. Respektive ztráty by byly tak velké, že energie vložená by byla mnohonásobně vyšší, než získaná. Třeba se to časem vyřeší, ale nevím. Jiskra která vás kopne při stahování svetru přes hlavu sice zabolí, ale je to tak krátký impuls, že vůbec neublíží.

Takže jediný logický důvod je fakt ta ochrana majetku, kdy laser běží skutečně jen při bouřce a chrání velké území. Náklady na laserové zařízení a energii světelného paprsku by mohly být nižší, než cena za materiál a instalaci všech hromosvodů v chráněném okolí.

Odpovědět

Gábor Vlkolinský,2023-01-17 18:43:42

To by mohlo fungovať aj s laserom na obežnej dráhe.

Odpovědět


Re: Oběžná dráha

Ivo Petrouš,2023-01-17 22:32:29

Asi nemohlo.
Na oběžné dráze nemáte vzduch, není co ionizovat.

Odpovědět


Re: Re: Oběžná dráha

Gábor Vlkolinský,2023-01-18 16:04:21

Mal som na mysli vyhľadanie miest s vysokým výskytom bleskov a nasmerovanie bleskov na konkrétne miesto na zemi.

Odpovědět


Re: Re: Re: Oběžná dráha

Jirka Naxera,2023-01-18 17:11:29

Nebude tam tomu laseru zezhora ponekud vadit ten cummulonimbus, ktery je nad tim mistem vyskytu blesku?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Oběžná dráha

Gábor Vlkolinský,2023-01-19 11:20:11

Chce to laser ktorý mraky nevidí.

Odpovědět

Bleskosvod 2.0

Jiri Gutman,2023-01-17 16:50:55

Nadšení účastníků projektu ve videu je působivé. Takže s příkonem 1kW zlepšili pokrytí asi o 40 % oproti železné tyči. Tu vlastně pořád ještě potřebují, jen stačí kratší. To bude potřeba schválit nové povinné normy pro stavbu střechy a jednu větrnou elektrárnu na každé sídliště.
Ale možná se pak konečně dožijeme toho, že budou padat pečení holubi z nebe.

Odpovědět


Re: Bleskosvod 2.0

Jirka Naxera,2023-01-17 17:32:10

Tak nebudte tak prisny, sam clanek uvadi, ze jde o technologicky PoC a ne neco k nasazeni do produkce.
Navic docela zajimavy, hned po precteni me napada par netrivialnich otazek, ktere bez praktickeho otestovani nevyresite (hlavni: je laser prakticky pouzitelny za bourky = padajici kapky?)

Odpovědět


Re: Bleskosvod 2.0

Travmyš Polní,2023-01-18 00:35:12

Piloty letadel určitě oslepující paprsek taky potěší.

Inu, proč dělat věci tím nejpraktičtějším, osvědčeným a snadným způsobem, když můžeme nasadit fancy šmancy teknolodžy... a prošlapat další cestu, abychom mohli říct "Tudy ne!".

Mimochodem, aktivní jímače existují http://www.odbornecasopisy.cz/elektro/casopis/tema/aktivni-hromosvod-vyhody-a-nevyhody--11896

V konečném důsledku se bez té sítě uzemněných drátů okolo budovy stejně nelze obejít, někudy se ten proud musí do země bezpečně odvést. A přes veškerou snahu se ten náboj stejně bude vybíjet do značné míry náhodně, takže je lépe věnovat úsilí správnému rozmístění hrotů = jímačů a správnému dimenzování svodů a tím lépe ochránit majetek, než vymýšlet kW blikátko které sice ionizuje atmosféru, ale k čemu vlastně?

Odpovědět


Re: Re: Bleskosvod 2.0

Vojtěch Kocián,2023-01-18 08:02:09

Pro běžné použití v ochraně před bleskem mi to praktické nepřipadá, ale mohlo by to být zajímavé pro výzkum blesků (pokud dosáhnou vyšší účinnosti). U toho potřebujete, aby blesk trefil určité místo, protože tam máte přístroje, které ho změří. Většinou se k tomu používá raketa s odvíjeným drátem, po kterém blesk sjede (moderní verze Franklinova draka). Bohužel je měření ovlivněno tím, že se ve výboji odpaří ten drát. A ta raketa taky není úplně zadarmo. Navíc její zbytek někam dopadne, což omezuje prostor použití.

Odpovědět


Re: Re: Bleskosvod 2.0

Jirka Naxera,2023-01-18 17:14:33

V nejake diskusi na tema blbec s laserem a letadlo padlo, ze letadlo v hladine vubec naprimo ten laser z kokpitu neuvidi.
Navic kdyz se vyskytne CNB, tak se stejne lety odklaneji, ony tam ty stoupaky az 100m/s dokazou s civilnim letadlem poradne zacvicit (a i kdyby ne, tak mezi laserem a letadlem mate mrak).

Odpovědět


Re: Re: Bleskosvod 2.0

Vít Výmola,2023-01-18 18:23:08

Pilotům letadel bude ten paprsek ukradený. Na oslnění pilota je potřeba osvítit čelní sklo letadla, což zespodu evidentně nejde. Kromě toho letadlo takovýmto statickým paprskem proletí ve zlomku sekundy.

Odpovědět


Re: Re: Bleskosvod 2.0

Jozka Divoky,2023-01-19 08:08:45

Miluju vedatory bez fantazie co uz dopredu vi co je k cemu pouzitelne - nechtel by jste ridit celoplanetarni vyzkum - urcite by se usetrilo zpoustu penez a hlavne by se zrychlil vyzkum a vyvoj uplne vseho kdyz by jste uz dopredu vedel ktery vyzkum nic neprinese...

Jen pro zajimavost vedel jste, ze hodne vykuzmu nakonec najde uplatneni uplne jinde nez byl prvotni vyzkum?
Dokazete si predstavit ze tento vyzkum muze byt zakladem treba pro prenos energie z obezne drahy? Dokazu si predstavit ze by se nejake poznatky dali uplatnit treba u optickych procesoru, ale to jen tak placam z vody a zcela jiste hned urcite jak ty moje fantazie jsou uplna kravina...

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace