Vildt forsøg: Forskere styrer lyn med laserstråle

Det lyder næsten som science fiction, men den er god nok: I den seneste udgave af det videnskabelige tidsskrift Nature Photonics afslører en international forskergruppe, at det for første gang er lykkedes at styre, hvor lynet slår ned, ved hjælp af en kæmpe laser.

Eksperimentet er sket i det nordøstlige Schweiz, på toppen af Säntis-bjerget, som jævnligt rammes af voldsomt tordenvejr.

»Man har lavet en række lignende forsøg i laboratorier, hvor man bruger lasere til at dirigere kunstige lyn, men det er første gang, at det er lykkedes at dirigere lyn i naturen,« fortæller studiets førsteforfatter Aurélien Houard, som er forskningsingeniør ved Ecole Polytechnique i Paris, til Videnskab.dk.

Håbet er, at opdagelsen i fremtiden kan være med til at bane vejen for bedre beskyttelse mod lynnedslag for kritisk infrastruktur såsom lufthavne og elværker, forklarer han.

En dansk forsker påpeger, at eksperimentets metode potentielt også kan anvendes til våbenteknologi, selvom forskerne bag studiet ikke har tænkt i disse baner.

Skaber et spor af elektroner

I eksperimentet bruger forskerne en laser på størrelse med en bil, og som er specialbygget til forsøget.

Laseren udsender op mod 1.000 lyspulser per sekund og er dermed yderst kraftig.

Når forskerne skyder laseren op i luften, kan den slå elektroner løs fra molekyler i atmosfæren. På den måde skaber laserens stråle altså en slags ’motorvej’ i atmosfæren, som lynet kan følge.

»Laseren skaber et spor af elektroner med elektrisk ledningsevne, og derfor er det nemmere for lynet at følge sporet end at gå gennem den almindelige atmosfære,« forklarer Torsten Neubert, som er mangeårig forsker i lyn, men ikke har været en del af det nye studie.

»Atmosfæren er ikke en god elektrisk leder, så under normale omstændigheder er det lidt tilfældigt, hvor lynet slår ned. Det er derfor, lynet zigzagger. Men hvis der er mulighed for at følge et spor med bedre ledningsevne, vil lynet gøre det. Ligesom hvis det var en lang kobberledning, som stak op i atmosfæren.«

\ Læs mere

Hvorfor overlever så mange at blive ramt af lyn?

En virtuel lynafleder

Sporet af elektroner i atmosfæren eksisterer kun i meget kort tid – langt mindre end et sekund.

I lignende forsøg har andre forskere også tidligere forsøgt at dirigere lynnedslag ved at skyde elektroner op i atmosfæren. Dog uden held, fortæller Torsten Neubert.

»Det er en sjov ide, og det er flot, at de er lykkedes med forsøget. Men jeg er ikke overrasket over princippet i, at de kan dirigere lyn,« siger Torsten Neubert, som seniorforsker ved DTU Space.

Den specialbyggede laser fra forsøget er installeret ved et 124 meter højt antennetårn på den schweiziske bjergtop, som bliver ramt af lyn cirka 100 gange om året.

På toppen af antennetårnet sidder også en almindelig lynafleder; en lang metalstang, som ligeledes tiltrækker lynet, fordi den tilbyder en ’motorvej’ med bedre ledningsevne end atmosfæren.

»Laseren fungerer som en slags virtuel forlængelse af lynaflederen af metal. Og ved at forlænge lynaflederen, øger vi også området, som er beskyttet af lynaflederen,« siger Aurélien Houard.

Kan beskytte et større område

Han forklarer, at en almindelig lynafleder af metal normalt beskytter en radius omkring sig, som svarer til dens højde.

»Hvis en lynafleder for eksempel er 10 meter høj, vil den beskytte et område på 10 meter omkring sig. Så ideen er, at laseren i teorien kan forlænge lynaflederen virtuelt med flere hundrede meter op i luften og dermed beskytte et område på flere hundrede meter,« siger Aurélien Houard og fortsætter:

»Det er ikke muligt med en normal lynafleder, som er begrænset af sin højde.«

Ideen om at beskytte et større område mod lynnedslag kan ifølge Aurélien Houard være særlig attraktiv for landingsbaner og lufthavne, som er svære at beskytte med klassiske lynafledere.

Han understreger dog, at det kræver 10-15 års videreudvikling af teknologien, før vi eventuelt vil se laserbeskyttelse af lufthavne i praksis.

»Her har vi bare demonstreret, at princippet virker. Men hvis det skal ud i virkeligheden, skal det testes og videreudvikles mere, og man skal for eksempel være 100 procent sikker på, at det altid virker og beskytter flyet,« siger Aurélien Houard.

Kan udnyttes militært

I øjeblikket vil prisen på den specialbyggede laser – mere end to millioner Euro – formentlig også afskrække de fleste fra at anskaffe sig en laserbeskytter mod lyn.

»Før det bliver muligt at bruge i praksis skal systemet formentlig være billigere og mere kompakt. Og så skal de lave nogle længere spor med laseren, end hvad de demonstrerer her. Men hvis de udvikler teknologien i den retning, begynder den også at gå hånd i hånd med, hvad man ønsker sig i våbenindustrien,« siger Torsten Neubert.

I sin egen forskning i lyn er han selv blevet opmærksom på, at teknologier til at dirigere og skabe lyn i laboratorier kan få prædikatet ’dual use,’ som betyder, at teknologien potentielt også kan udnyttes militært.

»Der findes faktisk en del forskning, som går ud på at lave våben, hvor man retter energi mod det mål, man gerne vil ødelægge. En af de ting, man har tænkt på, er små kunstige lyn,« siger Torsten Neubert.

»Jeg stiftede selv bekendtskab med det under et projekt, hvor vi lavede højspændingsforsøg, som havde med lyn at gøre. Da vi skrev en EU-ansøgning skulle vi adressere, om teknologien var ’dual use’. Jeg anede slet ikke, hvad ’dual use’ betød,« tilføjer han.

Forsker: Ingen militære hensigter

Da Videnskab.dk spørger Aurélien Houard, hvilke tanker han har gjort sig i forhold til ’dual use’, er han heller ikke stødt på begrebet i forbindelse med sin forskning.

»Jeg kan ikke se, hvordan man skal bruge teknologien militært. Vi har kun brugt det til at guide lynnedslag, og jeg kan ikke se, at det kan bruges til andet end at studere lyn eller beskytte sig mod dem,« siger han.

Torsten Neubert henviser til en international aftale om våben og dual-use-teknologier, den såkaldte Wassenaar-aftale, som blandt andet omtaler ’directed energy weapon systems’ med lasere – altså teknologi, som ved hjælp af lasere kan overføre energi til et mål.

»Jeg tænker ikke, at man kan bruge selve lynet til våben, men mere princippet om at bruge lasere til at lave spor, som peger mod et mål. I stedet for lynet kan man selv have en maskine, som skaber stor spænding. Forestil dig en Star Wars-agtig ting, som skyder en laser ud først og derefter en kraftig puls, som rammer målet,« siger Torsten Neubert.

Han understreger, at han ikke selv har noget med våben eller militær at gøre.

»Men det er noget, vi bliver nødt til at forholde os til i akademia. Som minimum skal vi i hvert fald redegøre for, at der ikke er ’dual use’ i en teknologi, når vi sender ansøgninger til EU,« slutter han.

\ Læs mere

Dansk astronaut optager enestående video af kæmpelyn

\ Læs mere

Nyt kort viser, hvor lynet oftest slår ned