Jaarlijks veroorzaakt blikseminslag voor miljarden euro's schade. Om vliegverkeer, energiecentrales of datacentra tegen de risico's van bliksems te beschermen werken onderzoekers uit Zwitserland, Frankrijk en Duitsland aan een krachtige, ultrasnelle laser bliksemafleider.
Het zogenoemde Laser Lightning Rod-systeem wordt momenteel getest boven op het weerstation op de berg Säntis (2503 meter) in Oost-Zwitserland.
Het zijn spannende experimenten, waarbij onderzoekers de laserstraal kilometers hoog de hemel in schieten om bliksems te vangen of op te wekken, en gecontroleerd af te leiden.
Bliksem manipuleren
Al meer dan twee decennia houden de natuurkundigen Jean Pierre Wolf en Jérôme Kasparian van de Université de Genève zich bezig met lasersystemen die bliksems, en andere weerfenomenen, kunnen manipuleren.
Met financiële steun van het EU-programma Horizon 2020 kan het team rond de twee biophotonics-specialisten het Laser Lightning Rod (LLR)-project uitvoeren.
Snelle laserstraal
Het project is ver gevorderd. De wetenschappers zijn nu toe aan het daadwerkelijk in de praktijk testen van het systeem met de snelste laserstraal ooit ontwikkeld.
Daarbij streven ze twee doelen na. De laserstraal moet een elektrisch geladen pad creëren dat bliksemschichten uit de omgeving aantrekt. Als het goed gaat, volgen die bliksems het pad in een rechte lijn terug naar de laser.
Onderweg worden ze dan opgevangen door de 123 meter hoge antenne annex bliksemafleider die op de piek van de Säntis staat.
Gecontroleerde ontlading
Het tweede doel is om in onweerswolken met het ultrasnelle en energierijke laserlicht bliksems op te wekken. Zo vindt op die plek een gecontroleerde ontlading plaats die eveneens het 'pad' volgt naar de bliksemafleider op de Säntis.
Met andere woorden: de LLR bepaalt tijd en plaats van de bliksemschicht en vangt hem vervolgens veilig op.
Machinebouwer
Het team achter de nieuwe LLR bestaat uit een internationaal consortium van vier universiteiten en drie bedrijven. Zo staat de Duitse hightech machinebouwer Trumpf garant voor het negen meter lange laserkanon met zijn complexe opstelling van spiegels en versterkers.
De installatie genereert een laser met een puls van één femtoseconde (10-15 s) en een energie van meerdere terawatts. Het laserlicht krijgt daardoor zo'n hoge intensiteit dat een elektrisch geladen plasma ontstaat. In vaktaal spreekt men van geïoniseerde filamenten ('kanalen') langs het laserpad.
Bliksem-onderzoekscentrum
Eind mei is de LLR bovenop het weerstation op de Säntis geïnstalleerd. Daar bevindt zich al een belangrijk Europees bliksem-onderzoekscentrum, uitgerust met de nodige meetapparatuur.
In de maanden juni en juli is de Säntis sneeuwvrij. Het onweert er dan aan de lopende band. Vandaar dat de LLR-experimenten in deze twee maanden plaatsvinden.
Vliegverkeer wordt stilgelegd
Een cruciale rol speelt verder de software van het Franse bedrijf Ariane dat de afgelopen jaren via kunstmatige intelligentie op de Säntis is getraind. Die moet in detail aangeven wanneer bliksems worden verwacht. Het vliegverkeer in de regio moet namelijk worden stilgelegd wanneer de LLR wordt geactiveerd.
Eind dit jaar moet uit de analyses van de LLR-experimenten blijken of de kracht van de laser en de precisie van de software hun werk doen. Dan zal ook blijken of de mens een eeuwenoude wensdroom heeft weten waar te maken: het beheersen van de bliksem.
Tekst: Judith Stalpers
Foto: Depositphotos
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.