العلماء يحولون ضربات الصواعق باستخدام ليزر قوي بحجم السيارة

العلماء يحولون ضربات الصواعق باستخدام ليزر قوي بحجم السيارة


بينما كانت ناسا تكافح لإيصال صاروخها القمري الضخم من الجيل التالي إلى منصة الإطلاق في أوائل عام 2022 ، كان عليها أن تفعل ذلك تتعامل مع بعض طقس فلوريدا القاسي والقبيح. تحرك نظام عاصفة ، مليئًا بالأمطار والبرق ، مهددًا الصاروخ وهو ينتظر على المنصة بروفة إطلاقه. خلال العواصف ، ضربت البرق منطقة الإطلاق أربع مرات.

لحسن الحظ ، قامت ناسا بحماية الوسادة بأبراجها الصاعقة – هياكل معدنية عملاقة مصممة لجذب البرق وحمل الشحنة بأمان إلى الأرض. لم يتغير التصميم الأساسي والفكرة الكامنة وراء برج البرق كثيرًا منذ اختراعه في القرن الثامن عشر. لكن في عام 2021 ، كان العلماء في شمال شرق سويسرا يجربون نوعًا مختلفًا من برج البرق.

جديلة صوت الدكتور الشر: أشعة الليزر العملاقة.

إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لضربة البرق في 24 يوليو 2021.

علم – UNIGE

في دراسة نُشرت يوم الاثنين في مجلة Nature Photonics ، وصف الباحثون محاولاتهم لتوجيه البرق بشعاع ليزر على قمة جبل سانتيس الخلاب على ارتفاع يزيد عن 8000 قدم.

خلال صيف عام 2021 ، قام العلماء بتركيب ليزر سريع النبض ، بحجم سيارة تقريبًا ، بجوار برج اتصالات في سانتيس. بين يوليو وسبتمبر من ذلك العام ، تم تشغيل ليزر بيكو ثانية – الذي يطلق حوالي 1000 نبضة كل ثانية ، لأكثر من 6 ساعات من نشاط العواصف الرعدية. أثناء المراقبة ، تم إصابة برج comms ستة عشر مرة على الأقل ، أربعة منها حدثت أثناء نشاط الليزر. (نعم ، يضرب البرق مرتين … وأحيانًا أكثر من ذلك).

تم التقاط ضربة واحدة معينة ، في 24 يوليو 2021 ، بتفصيل كبير. كانت السماء صافية بما يكفي للكاميرات عالية السرعة لالتقاط ضربة البرق ، والتي يبدو أنها تتبع الليزر لحوالي 50 مترًا (حوالي 165 قدمًا). يحتوي المرفق أيضًا على مقياس تداخل VHF ، والذي يمكنه قياس نشاط الموجات الكهرومغناطيسية حول الموقع. كان من الممكن أيضًا قياس الأشعة السينية للعديد من الضربات الموجهة بالليزر.

البرق ظاهرة معقدة تنتج عن خلل في الشحنات الموجبة والسالبة بين غيوم العواصف والأرض. لا ينتقل دائمًا من سحابة إلى الأرض أيضًا. في كثير من الأحيان ، ينتقل البرق أيضًا إلى الأعلى. رأى الفريق أن الصواعق التي حدثت في سانتيس كانت في الغالب ضربات صاعدة ، وهو ما يتوافق مع معظم الضربات في المنطقة.

كما لاحظ الباحثون في المناقشة ، فإن توجيه ضربات الصواعق بنبضات الليزر قد تمت تجربته عدة مرات من قبل ، في عامي 2004 و 2011. ولم تنجح هذه المحاولات ، فلماذا سارت حملة جبل سانتيس بشكل جيد؟

استنتج الفريق أن معدل تكرار الليزر – مدى سرعة نبضه – يلعب دورًا رئيسيًا. إن تكرار هذا الليزر المعين أعلى بمرتين من حيث الحجم من التجارب السابقة وربما سمح باعتراض أي سلائف صاعقة تتطور فوق البرج. ستكون حملات البرق الموجهة بالليزر ضرورية لفهم كيفية قيام ليزر الفريكين العملاق هذا بالمهمة.

هذا شيء جيد. مع حدوث حوالي 40 إلى 120 صاعقة كل ثانية على الأرض ، هناك جزء لائق من المنطقة والبنية التحتية والحياة البشرية التي تحتاج إلى الحماية. هناك أيضًا حقيقة أن تغير المناخ وزيادة عدد السكان والمناطق الحضرية الأكبر سيضمن تكثيف مخاطر الصواعق على البشرية ، وفقًا لورقة بحثية نُشرت عام 2018 في مجلة Environmental Research Letters.

ومع ذلك ، فإن الليزر له مشكلاته الخاصة. على سبيل المثال ، لا يبدو من الحكمة استخدام الليزر حول مجال جوي نشط – ولاحظ الباحثون في أساليبهم أنهم استخدموا هذا الليزر المعين فقط عندما يكون المجال الجوي مغلقًا. ومع ذلك ، تشير الورقة إلى أن هذه خطوة أولى مهمة إلى الأمام في تطوير أساليب حماية جديدة للمطارات ومنصات الإطلاق والبنى التحتية الكبيرة.

مما يعني أن مهمة القمر التالية لوكالة ناسا قد لا تكون خائفة جدًا من طقس فلوريدا السيئ.


اكتشاف المزيد من موقع شبرون

اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.

Comments

No comments yet. Why don’t you start the discussion?

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *