نخستین‌بار در جهان: ژاپن مدعی ساخت پهپادی شد که می‌تواند صاعقه را القا و تخلیه کند

در جهانی که هر دقیقه، بیش از شش‌هزار بار صاعقه به زمین برخورد می‌کند، اکنون ادعایی از ژاپن می‌تواند معادلات مربوط به ایمنی و انرژی را دگرگون کند.

به گزارش یک پزشک، شرکت بزرگ مخابراتی NTT که مقر آن در توکیو است، اعلام کرده موفق به ساخت نخستین پهپاد جهان شده که می‌تواند به‌طور فعال، صاعقه را القا و هدایت کند. به‌بیان ساده، این پهپاد می‌تواند نقش صاعقه‌گیر پرنده‌ای را ایفا کند که نه‌تنها برق ابرهای طوفانی را به‌سوی خود جذب می‌کند، بلکه پس از برخورد آذرخش، همچنان به پرواز ادامه می‌دهد و عملکرد خود را حفظ می‌کند.

این فناوری اگرچه هنوز وارد مرحله داوری علمی نشده، اما در صورت اثبات، می‌تواند به‌عنوان ابزاری پیشگیرانه برای حفاظت از شهرها، تأسیسات صنعتی، شبکه‌های مخابراتی و زیرساخت‌های حیاتی به‌کار گرفته شود؛ بخصوص در عصری که تغییرات اقلیمی و آلودگی هوا خطر بروز صاعقه را در مناطق بیشتری از کره زمین افزایش داده‌اند.

چرا صاعقه چنین پدیده خطرناکی‌ست؟

هر صاعقه، نوعی تخلیهٔ الکتریکی بسیار شدید میان ابرها یا بین ابر و زمین است. انرژی آزادشده در یک صاعقه می‌تواند به‌اندازه‌ای باشد که درختی تنومند را منفجر کند، یک جنگل را به آتش بکشد، سازه‌های بتنی را بشکافد یا باعث داغ شدن و ذوب شدن سیم‌کشی‌های برق شود. صاعقه نه‌فقط باعث آتش‌سوزی، بلکه عامل اصلی نوسانات شدید برقی در سیستم‌های حساس از جمله ایستگاه‌های مخابراتی، مراکز داده، پالایشگاه‌ها و فرودگاه‌هاست.

در طول دهه‌های گذشته، تنها راه‌حل قابل اتکا استفاده از میله‌های صاعقه‌گیر ثابت بوده است. این میله‌ها میدان الکتریکی ابرها را تخلیه کرده و مسیر صاعقه را به زمین هدایت می‌کنند. اما فناوری جدید ژاپنی قصد دارد این فرایند را به‌جای یک واکنش غیرفعال، به یک اقدام هدفمند و فعال تبدیل کند.

پژوهشی میدانی در دل طوفان؛ پرواز پهپاد در شرایط واقعی جوی

در تاریخ ۱۳ دسامبر ۲۰۲۴، همزمان با نزدیک شدن یک طوفان الکتریکی به منطقه‌ای کوهستانی در استان شیمانه ژاپن، گروه تحقیقاتی NTT پهپاد خود را با ارتفاعی حدود ۳۰۰ متر به‌زیر ابرهای طوفانی فرستاد. این پهپاد مجهز به یک سیم هادی رسانا بود که به یک کلید بر روی زمین متصل شده بود. با فعال‌سازی کلید، جریان الکتریکی از زمین به‌سوی پهپاد جریان یافت و این امر، میدان الکتریکی اطراف پهپاد را به‌طور چشمگیری افزایش داد.

افزایش این میدان، باعث شد ابرهای الکتریکی بالای پهپاد، تخلیه شوند و صاعقه‌ای با قدرت بالا، مستقیماً به‌سوی پهپاد جذب شود. به‌گفتهٔ شرکت NTT، علی‌رغم اینکه پوشش بیرونی پهپاد تحت حرارت بالا ذوب شد، سازه داخلی آن و سامانه‌های الکترونیکی همچنان سالم ماندند و پهپاد در آسمان به پرواز ادامه داد.

قفس فارادی؛ سنگر فلزی علیه صاعقه

راز بقا و عملکرد بی‌نقص پهپاد در برابر تخلیه صاعقه، در طراحی هوشمندانه آن نهفته است. بدنه پهپاد درون یک قفس فارادی (Faraday Cage) قرار گرفته است؛ سازه‌ای فلزی که با ایجاد مسیری بسته برای جریان برق، انرژی الکتریکی را از اطراف سامانه‌های حساس عبور می‌دهد بدون آن‌که به آن‌ها آسیبی وارد شود.

در آزمایش‌های آزمایشگاهی، پژوهشگران NTT این پهپاد را در معرض صاعقه‌های مصنوعی قرار دادند که شدت آن‌ها پنج برابر صاعقه‌های طبیعی بود. با این‌حال، سیستم داخلی پهپاد دچار اختلال نشد و عملکرد الکترونیکی آن پایدار باقی ماند.

گامی فراتر از حفاظت؛ آیا می‌توان انرژی صاعقه را ذخیره کرد؟

در کنار هدف اصلی یعنی هدایت ایمن صاعقه به‌سوی مناطق کنترل‌شده، شرکت NTT ایده‌ای بلندپروازانه‌تر را هم دنبال می‌کند: مهار انرژی صاعقه و استفاده از آن به‌عنوان منبع انرژی الکتریکی.

در تئوری، انرژی هر صاعقه می‌تواند چندین خانه را برای ساعت‌ها روشن نگه دارد. اما در عمل، تاکنون هیچ باتری یا سامانه‌ای برای جذب، ذخیره و رهاسازی ایمن این حجم انرژی ساخته نشده است. برخی پژوهشگران، امکان استخراج انرژی از صاعقه را «غیرعملی» و حتی «خیالی» توصیف کرده‌اند. اما فناوری این پهپاد ممکن است مسیر تازه‌ای برای آزمایش‌های آینده باز کند؛ از جمله استفاده‌های نظامی، زیست‌محیطی یا انرژی‌های اضطراری.

فناوری نوین در دوران اقلیم ناپایدار؛ چرا این اختراع اهمیت دارد؟

مطالعات اقلیمی نشان داده‌اند که با افزایش گرمایش جهانی و رشد ذرات آلاینده در جو، تعداد صاعقه‌ها به‌ویژه در مناطق معتدل و شهری در حال افزایش است. کشورهایی در مناطق استوایی بیشترین سهم را از صاعقه‌های طبیعی دارند، اما روند افزایش صاعقه در مناطق تازه، یک خطر نوپدید است.

در چنین شرایطی، پهپادهایی که بتوانند صاعقه را نه‌فقط پیش‌بینی، بلکه به‌صورت فعال هدایت کنند، یک ابزار استراتژیک برای حفاظت از تأسیسات حیاتی خواهند بود. مراکز داده، نیروگاه‌ها، پست‌های برق، و حتی شهرهای هوشمند آینده، ممکن است برای ایمنی خود به ناوگانی از این پهپادهای ضدصاعقه مجهز شوند.

جمع‌بندی: آیا این فناوری انقلابی به واقعیت خواهد پیوست؟

ادعای شرکت NTT درباره توانایی ایجاد و جذب صاعقه با پهپاد، بی‌شک جسورانه و هیجان‌انگیز است. اما باید دید در بررسی‌های مستقل و همتا-محور علمی، این ادعا تا چه حد قابل‌تکرار و معتبر است. اگر تأیید شود، می‌توان این فناوری را گامی بزرگ در مهندسی اقلیم، امنیت زیرساختی، و شاید انرژی پایدار دانست. آینده، همچون آسمان طوفانی، پرابهام اما پرنور است.

بیشتر بخوانید:

باتری جدید دانشمندان چینی با باکتری کار می‌کند؛ بازدهی 99 درصدی با قابلیت شارژ خودکار

تماشاخانه

مردهایی که نه برای زنان که برای «حقوق مردها» مهریه ۱۴ سکه‌ای را تصویب کردند؛ اصلاح قانون یا تضعیف حقوق زنان؟ (فیلم)

سوتی بد پیمان قاسم خانی جلوی استاد شجریان ؛ یکی از ضایع‌ترین خاطرات زندگیمه (فیلم)

فیلم های دیگر