Nhật Bản tiên phong triệu hồi sét bằng máy bay không người lái: Bước đột phá trong công nghệ phòng chống thiên tai

Sét là một trong những hiện tượng tự nhiên vừa hùng vĩ vừa nguy hiểm nhất. Hàng năm, sét gây thiệt hại hàng tỷ đô la trên toàn thế giới và ảnh hưởng đến hàng nghìn sinh mạng. Tại Nhật Bản, ước tính sét gây tổn thất lên tới 1,4 tỷ đô la mỗi năm. Sét có thể đánh vào bất kỳ đâu, từ cánh đồng hẻo lánh đến các khu công nghiệp công nghệ cao, khiến việc dự đoán và bảo vệ trở nên khó khăn. Các hệ thống thu lôi truyền thống chỉ hoạt động hiệu quả trong phạm vi cố định và không thể triển khai đến những địa điểm có địa hình phức tạp như các trang trại gió ngoài khơi hay các sân vận động lớn.

Thành tựu đột phá: Triệu hồi sét bằng máy bay không người lái

Vừa qua, Tập đoàn Viễn thông Nippon (NTT) tại Nhật Bản đã công bố một thành tựu mang tính lịch sử: lần đầu tiên trên thế giới, con người có thể sử dụng máy bay không người lái để dẫn dụ tia sét một cách có chủ đích. Vào một ngày giông bão tháng 12 năm ngoái, các kỹ sư đã phóng một chiếc máy bay nhỏ bay lên độ cao 300 mét, nơi những đám mây đen đang cuộn xoáy. Chiếc máy bay, được nối với mặt đất bằng dây dẫn điện, lơ lửng lặng lẽ trong không khí cho đến khi sét đánh thẳng xuống, tạo ra ánh chớp xanh điện kèm theo tiếng nổ mạnh đến mức làm tan chảy lớp bảo vệ của nó. Dù bị tổn thương, nhưng chiếc máy bay vẫn tiếp tục bay, chứng minh sự bền bỉ của hệ thống và sự chính xác trong tính toán của các kỹ sư.

Cấu trúc và cơ chế hoạt động của hệ thống

Thiết kế máy bay không người lái

Trung tâm của hệ thống mới này là một chiếc máy bay không người lái đa cánh quạt, được bọc bên trong lồng Faraday – một cấu trúc bảo vệ khỏi điện trường – và được trang bị các ăng-ten nhọn để "mời gọi" tia sét. Máy bay được nối với mặt đất bằng dây dẫn dài 300 mét, đóng vai trò là kênh truyền điện an toàn.

Cơ chế hoạt động

Hệ thống hoạt động dựa vào cảm biến đặt trên mặt đất, phát hiện các biến động điện trường báo hiệu sét sắp xảy ra. Khi điều kiện đủ, máy bay sẽ được điều khiển bay lên gần các đám mây tích điện. Tại thời điểm điện áp đạt ngưỡng, hệ thống sẽ nối dây dẫn với mặt đất có điện trở thấp, tạo ra một lối đi hấp dẫn cho các điện tích trong khí quyển – và sét sẽ đánh xuống đúng nơi đã định.

Ý nghĩa và ứng dụng tiềm năng

Bảo vệ cơ sở hạ tầng

Thành tựu này mở ra hướng mới trong việc bảo vệ cơ sở hạ tầng khỏi thiên tai, đặc biệt là sét. Việc chủ động dẫn dụ sét đánh vào những vị trí an toàn có thể giảm thiểu thiệt hại cho các công trình quan trọng như nhà máy điện, trạm biến áp, và các khu công nghiệp.

Khai thác năng lượng từ sét

Ngoài ra, việc kiểm soát sét còn khơi gợi tham vọng lâu đời của con người: thu năng lượng từ bầu trời. Nếu có thể khai thác năng lượng từ sét một cách hiệu quả, đây sẽ là nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và sạch.

Thách thức và triển vọng tương lai

Thách thức kỹ thuật

Dù đạt được thành công ban đầu, việc triển khai rộng rãi hệ thống này vẫn đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật, bao gồm việc đảm bảo an toàn cho máy bay không người lái trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và tối ưu hóa hiệu suất thu năng lượng từ sét.

Triển vọng tương lai

Tuy nhiên, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, đặc biệt là trong lĩnh vực máy bay không người lái và cảm biến, triển vọng ứng dụng hệ thống này trong thực tế là rất khả quan. Trong tương lai, chúng ta có thể thấy các hệ thống thu sét di động được triển khai tại các khu vực có nguy cơ cao, góp phần giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra và khai thác nguồn năng lượng mới.

Việc các nhà khoa học Nhật Bản sử dụng máy bay không người lái để triệu hồi sét không chỉ là một bước đột phá trong công nghệ phòng chống thiên tai mà còn mở ra cơ hội mới trong việc khai thác năng lượng tái tạo. Thành tựu này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong hành trình chinh phục và kiểm soát các hiện tượng tự nhiên, hướng tới một tương lai an toàn và bền vững hơn.