Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης, μετέφερε ένα τεράστιο λέιζερ στην κορυφή ενός βουνού για να στοχεύσει στον ουρανό και να λειτουργήσει ως αλεξικέραυνο υψηλής τεχνολογίας.
Επικεφαλής της ομάδας είναι ο Ζαν – Πιερ Γουλφ, ένας Ελβετός φυσικός, ο οποίος εργάζεται με λέιζερ για περισσότερα από 20 χρόνια και έχει γοητευτεί ιδιαίτερα από την προσπάθεια ελέγχου του καιρού με αυτό.
Το λέιζερ δημιουργεί πολύ στενές δέσμες φωτός υψηλής ενέργειας. Οι εφαρμογές του κυμαίνονται από την κοπή διαμαντιών έως τη χειρουργική επέμβαση και την ανάγνωση barcodes και ο Γουλφ πιστεύει ότι ίσως να προσθέσει ένα άλλο στη λίστα: να μας προστατεύει από τους κεραυνούς.
Ο Γουλφ ηγείται της κοινοπραξίας που χρηματοδοτείται από την ΕΕ και περιλαμβάνει πανεπιστήμια στο Παρίσι και τη Λωζάνη, καθώς και τον κατασκευαστή πυραύλων ArianeGroup και τον κατασκευαστή λέιζερ, τη γερμανική εταιρεία υψηλής τεχνολογίας Trumpf. Μετά από ένα χρόνο καθυστερήσεων λόγω της πανδημίας, το λέιζερ μεταφέρθηκε στην κορυφή του Σάντις, ένα βουνό στις ελβετικές Άλπεις με υψόμετρο 2.500 μέτρα.
«Αυτό είναι ένα από τα μέρη στην Ευρώπη που χτυπήθηκε περισσότερο από κεραυνό», εξήγησε ο Γουλφ. «Υπάρχει ένας πύργος ραδιοφωνικής μετάδοσης εκεί που χτυπιέται 100 έως 400 φορές το χρόνο. Επομένως, είναι ένα ιδανικό μέρος για να κάνουμε τα πειράματά μας», πρόσθεσε όπως αναφέρει δημοσίευμα του CNN.
Τεχνητός κεραυνός
Ο κεραυνός σχηματίζεται όταν ο ταραγμένος αέρας μέσα σε ένα σύννεφο που φέρνει καταιγίδα, πετά βίαια γύρω από κρυστάλλους πάγου και σταγονίδια νερού, αφαιρώντας τα ηλεκτρόνια από τα άτομα τους και δημιουργώντας ξεχωριστές ζώνες με αντίθετα ηλεκτρικά φορτία.
Αυτά τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν να γίνουν πολύ ισχυρά και επειδή έλκουν αντίθετα φορτία, μπορούν να συνδεθούν μέσω εκκένωσης ηλεκτρικού ρεύματος - αυτό που ονομάζουμε αστραπή.
Το λέιζερ μιμείται και ενισχύει αυτό το φυσικό σενάριο δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο τόσο ισχυρό που σκίζει τα ηλεκτρόνια από τα άτομα τους άμεσα, δημιουργώντας τα αντίθετα φορτία που είναι απαραίτητα για να σχηματιστεί κεραυνός.
Η ιδέα είναι να κάνουμε τα σύννεφα να εκπέμπουν κεραυνούς με ελεγχόμενο τρόπο. «Γι' αυτό το ονομάζουμε αλεξικέραυνο λέιζερ», δήλωσε ο Γουλφ. Η δέσμη θα τρέχει παράλληλα με τον υπάρχοντα πύργο μετάδοσης - ο οποίος έχει ύψος πάνω από 120 μέτρα.
Τα παραδοσιακά αλεξικέραυνα μπορούν να προστατεύσουν μόνο μια περιορισμένη περιοχή στο έδαφος, ανεξάρτητα από το πόσο ψηλά είναι χτισμένα. Ο Γουλφ ελπίζει ότι το λέιζερ, ωστόσο, θα βοηθήσει στην προστασία μιας μεγαλύτερης περιοχής στο έδαφος, αν και δεν μπορεί ακόμη να πει πόσο μεγαλύτερη.
«Θα ξεφορτώνουμε τον κεραυνό, μειώνοντας την τάση του και στη συνέχεια θα αποτρέπουμε περαιτέρω κεραυνούς στη γύρω περιοχή», ανέφερε ο Γουλφ.
Όπως λέει,οι πιο άμεσες πρακτικές εφαρμογές της τεχνολογίας θα ήταν η προστασία πυραύλων - όπως αυτοί που μεταφέρουν δορυφόρους σε τροχιά - κατά τη διάρκεια εκτοξεύσεων και στα αεροδρόμια, όπου θα μπορούσαν να ενεργοποιηθούν κατά τη διάρκεια καταιγίδων.
Πρόσθεσε επίσης, ότι η ζήτηση για προστασία από κεραυνούς είναι τεράστια και ότι το κόστος που σχετίζεται με τις κεραυνούς, ιδίως από τη διακοπή της εναέριας κυκλοφορίας, θα μπορούσε να είναι σε δισεκατομμύρια δολάρια κάθε χρόνο μόνο στις ΗΠΑ. Οι έρευνες δείχνουν επίσης ότι οι αυξημένοι κεραυνοί θα μπορούσαν να είναι μεταξύ των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής.
Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή υποστηρίζει το έργο μέσω μιας πρωτοβουλίας που υποστηρίζει την επιστημονική έρευνα σε πρώιμο στάδιο. Λέει ότι σε παγκόσμιο επίπεδο, ο κεραυνός σκοτώνει μεταξύ 6.000 και 24.000 ανθρώπων κάθε χρόνο, καθώς και ότι προκαλεί ζημιά δισεκατομμυρίων ευρώ σε ηλεκτρονικά και υποδομές, καθιστώντας το «μια σημαντική κοινωνική ανησυχία».
Συμπληρώνει δε ότι το έργο αναμένεται να οδηγήσει σε ασφαλέστερες αεροπορικές μεταφορές και μειωμένες καθυστερήσεις πτήσεων κατά τη διάρκεια έντονων καταιγίδων.
Ένα τεράστιο λέιζερ
Το λέιζερ θα αντλήσει ενέργεια από την εγκατάσταση κεραίας και μεταφέρθηκε στην κορυφή του βουνού αποσυναρμολογημένο, σε μια πολύπλοκη επιχείρηση που περιελάμβανε πολλαπλές διαδρομές μέσω τελεφερίκ και ελικοπτέρου.
«Είναι ένα τεράστιο λέιζερ - χρειάζεται ένα μεγάλο φορτηγό για να το μεταφέρει, γι' αυτό και χτίστηκε σαν παζλ, με μονάδες που μπορούν να συναρμολογηθούν στο χώρο», δήλωσε ο Γουλφ.
Συνολικά μεταφέρθηκαν 29 τόνοι υλικού, συμπεριλαμβανομένων 18 τόνων τσιμεντόλιθων για να αγκυροβολήσουν τη σειρά λέιζερ στη βάση του. «Έχουμε ανέμους 120 μίλια / ώρα εδώ, έτσι ήταν απαραίτητοι για τη σταθεροποίηση της δομής, διαφορετικά θα μπορούσε εύκολα να μετατοπιστεί ή ακόμη και να πετάξει», ανέφερε ο Ελβετός επιστήμονας.
Η συναρμολόγηση κράτησε δύο εβδομάδες και το λέιζερ είναι τώρα έτοιμο να ενεργοποιηθεί, εφόσον το επιτρέπει ο κακός καιρός.
Το λέιζερ πυροβολεί 1.000 φορές το δευτερόλεπτο και είναι τόσο ισχυρό που «ένας παλμός σε μέγιστη ισχύ είναι ίσος με αυτόν που παράγεται από όλους τους πυρηνικούς σταθμούς στον κόσμο», σύμφωνα με τον Γουλφ - αλλά μόνο για εξαιρετικά μικρό χρονικό διάστημα.
Για λόγους ασφαλείας, θα υπάρχει μια ζώνη απαγόρευσης πτήσης πλάτους πέντε χιλιομέτρων, όταν το λέιζερ είναι ενεργό. Παρόλο που δεν αποτελεί κίνδυνο για τα αεροσκάφη, το λέιζερ είναι επιβλαβές για τα ανθρώπινα μάτια όταν κοιτάζετε απευθείας την πηγή (το να κοιτάζετε τη δέσμη από το βουνό ή από τον αέρα, ενώ δεν βρίσκεται ακριβώς πάνω της, είναι εντάξει, λέει ο Γουλφ).
Το λέιζερ δεν θα είναι συνεχώς ενεργοποιημένο, αλλά μόνο όταν ανιχνεύεται αυξημένη δραστηριότητα κεραυνού. Στο βουνό, ειδικός εξοπλισμός κάμερας θα φωτογραφίζει κεραυνούς 300.000 φορές το δευτερόλεπτο, για να δουν πόσο στενά θα ακολουθήσουν τη δέσμη λέιζερ και σε ποιο υψόμετρο.
«Ένα ενδιαφέρον πράγμα είναι ότι, λόγω της υψηλής ισχύος αιχμής, το λέιζερ μας θα αλλάξει χρώμα», δήλωσε ο Γουλφ. «Θα γίνει από κόκκινο λευκό καθώς θα διαδίδεται στον αέρα. Θα είναι πραγματικά cool να το δούμε».
Οι δοκιμές θα διαρκέσουν μέχρι τον Σεπτέμβριο, το τέλος της περιόδου αστραπής. Εάν είναι επιτυχημένες, το επόμενο πείραμα θα μπορούσε να είναι σε αεροδρόμιο, σύμφωνα με τον Γουλφ και η τεχνολογία θα μπορούσε να είναι έτοιμη σε λίγα χρόνια.
«Θα γνωρίζουμε αρκετά σύντομα αν είμαστε επιτυχημένοι ή όχι, αν και η λεπτομερής ανάλυση των δεδομένων θα πάρει περισσότερο χρόνο», πρόσθεσε. «Αλλά νομίζω ότι στα τέλη Σεπτεμβρίου είτε θα ανοίξουμε ένα μπουκάλι σαμπάνια είτε ένα μπουκάλι ουίσκι, αν καταλαβαίνετε τι εννοώ».