Впервые в истории японские исследователи провели уникальный эксперимент: во время грозы они использовали специальный дрон для искусственного вызова и управления разрядом молнии. Сейчас команда работает над тем, как такую "летающую молниеотводную систему" можно использовать для сбора и хранения энергии.
Молния — колоссальный источник энергии. Один разряд может содержать около миллиарда джоулей, что эквивалентно примерно 278 киловатт-часам — этого достаточно, чтобы шесть раз зарядить электромобиль Hyundai Ioniq 6. По данным Real Clear Science, в мире ежегодно происходит около 1,4 миллиарда молний — это примерно 383,6 тераватт-часа потенциально бесплатной энергии. Однако пока человечество не научилось эффективно её использовать.
Опасность молний — не только в высоком напряжении и температуре, превышающей температуру поверхности Солнца в пять раз. Каждый год от ударов молний страдают около 240 тысяч человек, а ущерб инфраструктуре в США оценивается более чем в миллиард долларов. В Японии эти убытки составляют от 0,7 до 1,5 миллиарда долларов ежегодно. Именно поэтому телекоммуникационная компания NTT и занялась разработкой альтернативных способов защиты.
Инженеры NTT создали необычный мультикоптер, способный пережить прямой удар молнии. Его особенности включают:
- Металлическую "клетку Фарадея", которая защищает дрон от разрушительного тока и перераспределяет его таким образом, чтобы минимизировать магнитные эффекты;
- Заземляющий провод длиной более 300 метров с высоковольтным переключателем;
- Антенны в виде штырей для привлечения разрядов и направления их по нужной траектории.
В ходе эксперимента, проведённого в декабре, дрон был поднят на высоту 300 метров прямо в грозовое облако. Когда электрическое поле достигло критического уровня, команда активировала систему, создав сильный потенциал между дроном и землёй. Это вызвало резкий скачок напряжения, что привело к управляемому разряду молнии. Части дрона были оплавлены, но он остался в воздухе.
NTT утверждает, что это первый в мире случай, когда дрон успешно вызвал и направил молнию, используя колебания электрического поля. В будущем технологию планируют применять для защиты объектов, где установка традиционных молниеотводов затруднена — например, на открытых стадионах или ветряных турбинах.
Кроме того, команда собирается исследовать возможность накопления и хранения энергии молнии. Однако задача непростая: современные системы хранения энергии не приспособлены к мгновенным сверхмощным разрядам. Возможно, решить эту проблему помогут сверхмощные ультраконденсаторы, но они громоздки и дороги. Подключение таких разрядов напрямую к электросети также невозможно — высока вероятность повреждения оборудования и трансформаторов.
Тем не менее, сам факт успешного эксперимента с "летающим молниеотводом" открывает новые горизонты как в сфере защиты инфраструктуры, так и в исследованиях альтернативных источников энергии.
