На протяжении более 250 лет основным средством защиты от молнии оставался классический металлический молниеотвод, предложенный Бенджамином Франклином. Однако современные исследования показывают, что в будущем традиционные системы могут получить высокотехнологичное дополнение — лазерные системы управления молнией (Laser Lightning Control, LLC). Первый успешный полевой эксперимент уже подтвердил, что лазер способен влиять на траекторию естественного молниевого разряда.

В 2021 году международная группа исследователей провела эксперимент на горе Сентис (Säntis) в Швейцарии, где расположена телекоммуникационная башня высотой 124 метра. Это одна из наиболее изученных молниевых башен в мире, ежегодно принимающая около 100 ударов молнии. Именно поэтому она стала идеальным полигоном для испытания новой технологии.

Рядом с башней был установлен сверхмощный тераваттный лазер, испускавший короткие импульсы с частотой 1000 импульсов в секунду. Его задача заключалась не в создании молнии, а в формировании в атмосфере узкого плазменного канала.

Мощный лазерный импульс ионизирует воздух, образуя так называемый лазерный филамент — тонкий плазменный канал с повышенной электропроводностью. Для восходящего лидера молнии такой канал становится путём с меньшим электрическим сопротивлением.

В ходе эксперимента исследователям удалось зафиксировать случай, когда естественный молниевой разряд следовал за созданным лазером плазменным каналом примерно 50 метров. Это стало первым в мире подтверждённым полевым доказательством возможности управления естественной молнией с помощью лазера.

Несмотря на громкие заголовки, важно правильно понимать результаты исследования.

Лазер не поглощает молнию и не отводит ток в землю. Он лишь помогает направить начальную стадию развития разряда. После этого молния всё равно должна пройти через традиционный молниеотвод, токоотводы и систему заземления.

Именно поэтому исследователи рассматривают лазер как дополнение к классической системе молниезащиты, а не её замену.

В будущем лазерные системы могут применяться для защиты крупных открытых объектов, где традиционные молниеотводы имеют ограниченную эффективность:

  • международные аэропорты;
  • космодромы;
  • крупные ветровые электростанции;
  • солнечные электростанции;
  • нефтегазовые комплексы;
  • стратегические промышленные предприятия;
  • дата-центры.

Если удастся увеличить длину плазменного канала до нескольких сотен метров, зона эффективного перехвата молнии может значительно возрасти.

Несмотря на успешный эксперимент, технология пока далека от коммерческого применения.

Среди основных вызовов:

  • очень высокая стоимость лазерного оборудования;
  • большие размеры установки;
  • значительное энергопотребление;
  • необходимость работы только во время гроз;
  • потребность в дальнейшем подтверждении результатов в различных климатических условиях.

В 2024 году авторы эксперимента опубликовали масштабный обзор развития технологии Laser Lightning Control, в котором отмечается, что современные результаты открывают новое направление исследований, однако до практического внедрения ещё предстоит решить целый ряд технических и научных задач.

Для производителей систем молниезащиты эти исследования представляют огромный интерес. Они показывают, что будущие системы могут стать гибридными, сочетая традиционные молниеотводы с лазерными технологиями управления траекторией молнии.

Однако даже самый современный лазер не заменит основных элементов системы защиты — молниеприёмников, токоотводов, системы уравнивания потенциалов и надёжного заземления. Именно эти компоненты остаются основой безопасного отвода энергии молниевого разряда.

Эксперимент в Швейцарии стал одним из важнейших достижений в физике молнии за последние десятилетия. Впервые было доказано, что естественной молнией можно управлять с помощью лазерного плазменного канала. Хотя до практического применения технологии ещё далеко, уже сегодня она открывает новые перспективы для развития систем молниезащиты следующего поколения.