Säntis: Laser konnte Blitz zu Blitzableitern führen
Forscher zeigen am Säntis, dass Laser Blitze in eine gewünschte Richtung leiten können. Damit liessen sich künftig etwa Flughäfen und Startrampen schützen.
Das Wichtigste in Kürze
- Forscher haben es geschafft, einen Blitz per Laser in einen Blitzableiter zu lenken.
- Das Team erhofft sich dadurch, die Sicherheit an zum Beispiel Flughäfen zu verbessern.
Ein Laser kann bei einem Gewitter Blitzentladungen zu einem Blitzableiter führen. Das zeigt die Untersuchung einer internationalen Forschergruppe an einem 124 Meter hohen Telekommunikationsturm auf dem Schweizer Berg Säntis.
Die Erkenntnis könnte zu einem besseren Blitzschutz für Flughäfen, Startrampen und grosse Infrastruktureinrichtungen führen. Dies schreibt das Team um Aurélien Houard vom Laboratoire d’Optique Appliquée in Palaiseau bei Paris im Fachmagazin «Nature Photonics».
Die Forscher profitierten davon, dass der Turm am Säntis in der Vergangenheit immer wieder für Messungen an Blitzen genutzt wurde. «Dieser Turm, der etwa 100 Mal im Jahr vom Blitz getroffen wird, ist mit mehreren Sensoren ausgestattet. Sie zeichnen den Blitzstrom, elektromagnetische Felder in verschiedenen Entfernungen, Röntgenstrahlen und Strahlungsquellen der Blitzentladungen auf», schreiben die Studienautoren. Sie installierten weitere Messgeräte und zwei Hochgeschwindigkeitskameras, die Blitzeinschläge mit bis zu 24 000 Bildern pro Sekunde aufzeichneten.
Kameras waren 1,4 und 5 Kilometer vom Säntis entfernt
Diese Kameras waren 1,4 und 5 Kilometer von der Turmspitze entfernt und lieferten nur bei guter Sicht brauchbare Ergebnisse. Dies war bei einem der vier aufgezeichneten Blitze, bei denen der Laser eingeschaltet war, der Fall.
Die Kamerabilder zeigen, dass sich der Blitz um den Laserstrahl herumwindet und dann in den Blitzableiter einschlägt. Der leicht geneigte Laserstrahl war so ausgerichtet, dass er der Turmspitze nahekam.
Physikalisch gesehen passiert wahrscheinlich Folgendes: Die intensiven Laserpulse heizen die Luft stark auf, so dass viele Luftmoleküle in die kühlere Umgebung entweichen; es entsteht entlang dem Laserstrahl eine Art Kanal mit sehr geringer Luftdichte, ein sogenanntes Filament.
In diesem Filament ist die Luft erheblich leitfähiger als in der Umgebung, weshalb sie Blitzableitungen erleichtert. Vergleiche mit aufgezeichneten Blitzen ohne Laser zeigen, dass durch die Laserführung dieser viel zielgenauer den Blitzableiter des Turms trifft.
«Die Ergebnisse der Säntis-Versuchskampagne im Sommer 2021 liefern Indizienbeweise dafür, dass Filamente, die durch kurze und intensive Laserpulse gebildet werden, Blitzentladungen über beträchtliche Distanzen leiten können», lautet das Fazit der Studienautoren.
