انسان برای اولین بار در تاریخ، صاعقه را به زیر سلطه خود در آورده است

در ابتدای سال ۲۰۲۲ که ناسا در صدد فرستادن راکت‌های نسل جدیدش به ماه بود با مشکلاتی غیرقابل پیش‌بینی در اثر طوفان سهمگین فلوریدا روبرو شد. راکت‌های ناسا که منتظر پرتاب به سمت ماه بودند گرفتار رگبارها و بارش‌های شدید شدند و برنامه پرتابشان تحت تاثیر قرار گرفت. در حین این اتفاقات، سایت پرتابه حتی چندین بار مورد اصابت صاعقه قرار گرفت.

خوشبختانه ناسا تدابیر لازم را برای مقابله با رعد و برق اندیشیده بود و از برج‌های بلند صاعقه در اطراف ناحیه پرتاب استفاده کرده بود. ایده طراحی این برج‌های فلزی بلند کاملا ساده بوده و با جذب کردن صاعقه، آن را به زمین انتقال می‌داد.

ایده ساخت این برج‌های صاعقه از قرن هجدهم تا به امروز تقریبا دست‌نخورده باقی مانده است. با این حال، گروهی از دانشمندان در شمال شرقی سوییس در صدد راه‌اندازی دسته متفاوتی از برج‌های صاعقه هستند که با مکانیزمی متفاوت از محیط اطرافش در برابر صاعقه محافظت می‌کند.

چگونه صاعقه تحت سلطه دانشمندان قرار گرفت؟

در مطالعه جدیدی که نتایج آن روز گذشته در مجله Nature Photonics چاپ شد، دانشمندان موفق شدند با استفاده از برج‌های تولید لیزر که در ارتفاع ۸۰۰۰ پا از سطح زمین نصب شده است، رعد و برق را به جهت دلخواه هدایت کنند!

در تابستان سال ۲۰۲۱ گروهی از دانشمندان فرستنده اشعه لیزر با فرکانسی بالا با اندازه تقریبی یک خودروی سواری را در کنار یک دکل مخابراتی در کوه سنتیس سوییس نصب کردند. این لیزر که قادر به ارسال حدود هزار پالس در هر ثانیه بود، بین ماه‌های جولای و سپتامبر ۲۰۲۱ در بازه‌های زمانی شش ساعته در شرایط آب و هوایی طوفانی به کار گرفته شد.

مشاهدات انجام شده از این آزمایشات گویای این بود که در بازه زمانی مورد آزمایش دکل مخابراتی حداقل شانزده بار مورد اصابت صاعقه قرار گرفت که چهار بار آن در حین فعالیت لیزر بوده است. با این وجود یکی از این برخوردها نتایج بسیار جذابی در پی داشت.

در روز ۲۴ جولای ۲۰۲۱، آسمان به اندازه کافی صاف بود و دوربین‌های سرعت بالا موفق شدند برخورد صاعقه را ثبت کنند. بر اساس داده‌های ثبت‌شده توسط این دوربین‌ها، به نظر می‌رسید که صاعقه در مسافتی ۵۰ متری اشعه لیزر را تعقیب می‌کند! این تاسیسات همچنین یک دستگاه تداخل‌سنج با فرکانس بسیار بالا هم در اختیار داشت و می‌توانست امواج الکترومغناطیسی اطراف سایت را بسنجد.

صاعقه پدیده پیچیده‌ای‌ست که به دلیل عدم توازن بین بارهای مثبت و منفی بین ابرهای باران‌زا و زمین رخ می‌دهد. بر خلاف تصور بسیاری افراد، جهت حرکت رعد و برق تنها از آسمان به زمین نیست و در بسیاری مواقع هم شاهد این بوده‌ایم که رعد و برق از سمت زمین به آسمان روانه می‌شود! از قضا تعداد زیادی از رعد و برق‌های مشاهده شده در کوهستان سنتیس نیز رو به بالا بوده‌اند!

روش عملکرد سیستم لیزری جهت‌دهی به رعد و برق به چه صورت است؟

همان‌طور که دانشمندان فعال بر روی این طرح هم اعلام کرده‌اند، هدایت رعد و برق توسط لیزر پیش از این چندین بار در سال‌های ۲۰۰۴ و ۲۰۱۱ آزمایش شده بود. با این وجود هیچ یک از این تلاش‌ها به نتیجه نرسیده بود. پس چه چیز باعث شد این بار تایج آزمایش‌ها در این زمینه موفقیت‌آمیز باشد؟

به ادعای تیم تحقیق‌کننده، نرخ تکرار لیزر، یعنی سرعت ساطع کردن امواج مختلف نقشی مهم و کلیدی در کنترل صاعقه ایفا می‌کند. در آزمایش انجام شده در کوه سنتیس، نرخ تکرار چند صد برابر بیش‌تر از آزمایش‌های پیشین بوده است و همین امر احتمالا باعث هدایت الکتریسیته ساکن تشکیل شده بالای برج ارتباطی بوده است.

البته برای مطمئن شدن از این امر تحقیقات بیشتری نیاز است تا عملکرد و ماهیت دقیق آن شناسایی شود.

اگر استفاده از این سیستم لیزری واقعا بتواند باعث هدایت و کنترل صاعقه شود، بشر به دستاورد بسیار مهمی رسیده است! چراکه با وجود رخ دادن حدود ۴۰ تا ۱۲۰ صاعقه در هر لحظه در سطح کره زمین، نواحی، زیرساخت‌ها و منازل فراوانی هستند که نیاز به محافظت دارند!

علاوه بر این، به گزارش مجله Environmental Research Letters، تغییرات اقلیمی بشر مانند افزایش جمعیت و گسترده‌تر شدن نواحی شهری قطعا خطر آسیب‌های بیشتر مستقیم و غیرمستقیم صاعقه به انسان‌ها را افزایش می‌دهد و نیاز به سیستم‌های محافظتی در برابر رعد و برق را تقویت می‌کند.

البته استفاده از لیزرها هم چالش‌های خاص خودش را دارد! به عنوان مثال استفاده از لیزرها در نواحی که پرواز هواپیماها در آن جریان دارد می‌تواند منجر به عواقب ناگواری شود. محققین پروژه اخیر نیز اذعان کرده‌اند که تنها زمانی قادر به انجام تست‌های خود بودند که هیچ هواپیمایی در آسمان آن منطقه پرواز نمی‌کرد.

علیرغم همه این موارد، بنا به ادعای مقاله تازه چاپ شده، دستاوردهای این پژوهش گام محکمی در راستای توسعه سیستم‌های محافظتی فرودگاه‌ها، سایت‌های پرتاب فضایی و موشکی و زیرساخت‌های پهناور به شمار می‌رود.