Japonci vyvinuli drona, ktorý dokáže chytať blesky. Ich ďalší krok ti doslova vyrazí dych
Japonskí vedci úspešne pilotovali dron odolný voči blesku priamo v búrke a chcú z neho vyvinúť technológiu, ktorá dokáže zachytávať a ukladať energiu z bleskových výbojov.
V prelomovom experimente, ktorý otvára nové obzory v chápaní a možnom využití atmosférickej elektriny, sa japonským výskumníkom z Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) ako prvým na svete podarilo pilotovať dron odolný voči blesku priamo v búrke a využiť ho na cielené vyvolanie a usmernenie prirodzených bleskových výbojov. Tím teraz intenzívne pracuje na vývoji technológie, ktorá by tento jedinečný lietajúci bleskozvod dokázala premeniť na systém schopný zachytávať a ukladať obrovské množstvo energie z blesku.
Sila prírodného blesku je ohromujúca. Podľa odhadov priemerný bleskový úder nesie približne miliardu joulov energie, čo zodpovedá asi 278 kilowatthodinám. Teda dostatok energie na takmer šesťnásobné nabitie štandardného elektromobilu Hyundai Ioniq 6. Celosvetovo sa ročne vyskytne približne 1,4 miliardy bleskov, čo predstavuje približne 383,6 terawatthodín energie, doslova padajúcej z neba zadarmo. Toto množstvo predstavuje takmer 1,5 % celosvetovej spotreby elektrickej energie v roku 2023. Treba ale dodať, že ide však o zdroj energie, ktorého praktické využitie je zatiaľ mimoriadne náročné.
Vedcom sa podaril husársky kúsok a to doslova!
Priame experimentovanie s bleskami je mimoriadne riskantné. Podľa britského meteorologického úradu má typický blesk priemer približne ľudského palca, dĺžku 3 až 5 kilometrov a vzduch okolo neho sa zahrieva na teplotu päťkrát vyššiu ako povrch Slnka. Ročne blesk zasiahne približne 240 000 ľudí, pričom 90 % prežije, no následky môžu byť vážne. Škody na majetku spôsobené bleskami dosahujú len v USA ročne miliardu dolárov, v Japonsku sa pohybujú medzi 0,7 a 1,5 miliardy dolárov.
Tradičné bleskozvody poskytujú dôležitú ochranu, no ich dosah je obmedzený a v niektorých lokalitách, ako sú veterné farmy či vonkajšie štadióny, je ich inštalácia problematická. Práve preto NTT vyvinula unikátneho drona s kovovou Faradayovou klietkou, ktorá chráni citlivú elektroniku pred účinkami blesku. Faradayova klietka funguje na princípe elektromagnetického tienenia. Elektrický náboj sa rozloží po povrchu vodiča a vnútro klietky zostáva chránené pred priamym účinkom elektrického poľa a prúdu.
Dron, ktorý vyvinuli vedci z NTT, má niekoľko dôležitých súčastí. Jeho hlavným ochranným prvkom je kovová Faradayova klietka, ktorá v prípade zásahu bleskom presmeruje elektrinu okolo dronu a ochráni jeho vnútorné časti. Dron je vybavený dlhým uzemňovacím drôtom, ktorý visí smerom k zemi a na svojom konci má špeciálny vypínač na ovládanie prúdu. Na vrchu dronu sa nachádzajú ostré antény, ktoré zvyšujú pravdepodobnosť, že blesk zasiahne práve dron, pričom zároveň bezpečne vedú elektrický výboj cez klietku až k uzemňovaciemu drôtu. Vďaka týmto prvkom dokáže dron bezpečne vyvolať a usmerniť bleskový úder.
Neprehliadni
Vedci chcú pokračovať vo svojom pokuse s dronmi
Experiment prebiehal nasledovne: tím NTT čakal na vhodnú búrku, pričom pomocou tzv. field mill zariadenia monitoroval intenzitu elektrického poľa pri zemi. Keď však hodnoty naznačovali vysokú pravdepodobnosť úderu blesku, vypustili dron do výšky 300 metrov. Po aktivovaní spínača na uzemňovacom drôte sa v okolí dronu vytvorilo napätie presahujúce 2000 voltov, čo vyvolalo silné fluktuácie elektrického poľa a úspešne iniciovalo úder blesku priamo do dronu. Počas zásahu došlo k čiastočnému roztaveniu klietky, no dron zostal stabilný a letu schopný.
Japonský gigant tvrdí, že ide o „prvý prípad na svete, kedy sa dronu podarilo úspešne vyvolať a viesť blesk pomocou cielenej manipulácie s elektrickým poľom“.
Ich cieľom je vyvinúť túto technológiu do systému, ktorý by chránil infraštruktúru na miestach, kde je tradičná ochrana neefektívna. Okrem ochrany pred bleskami sa tím sústreďuje aj na výskum možností bezpečného zachytávania a ukladania energie z bleskových úderov, hoci technické výzvy, ako napríklad extrémna rýchlosť a intenzita výboja sú obrovské. Súčasné batérie by takýto príval energie nezvládli, riešením by mohli byť v tomto prípade špeciálne ultrakondenzátory, no ich veľkosť a hmotnosť zatiaľ limitujú praktické využitie. Spoločnosť plánuje zároveň naďalej pokračovať v oblasti predikcie výskytu bleskov, presnej lokalizácie a bezpečného riadenia ich energie.
Komentáre