Mẫu drone dùng trong thử nghiệm dẫn dụ sét. Ảnh: NTT
Các công ty Nhật Bản phát triển hệ thống điều khiển sét đầu tiên trên thế giới sử dụng drone, Interesting Engineering hôm 21/4 đưa tin. Được phát triển bởi Tập đoàn Nippon Telegraph and Telephone (NTT), những drone này thành công trong việc dẫn dụ và điều hướng sét thông qua biến động điện trường. Những kỹ sư đã thiết kế một lồng chống sét để bảo vệ drone trong lúc sét đánh. Sau một loạt thử nghiệm thành công đầu năm nay, họ đang lên kế hoạch triển khai mạng lưới drone này tại nhiều thành phố và xung quanh cơ sở hạ tầng thiết yếu để ngăn chặn thiệt hại liên quan đến sét và nâng cao an toàn công cộng.
"Trong tương lai, kết quả trên được kỳ vọng sẽ đóng góp vào nghiên cứu về quá trình hình thành sét, hiện nay vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn, và giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra đối với các thành phố và người dân", NTT cho biết.
Là mối đe dọa tự nhiên lớn, sét gây thiệt hại từ 702 triệu USD đến 1,4 tỷ USD mỗi năm ở Nhật Bản. Nguy cơ này vẫn tồn tại bất chấp các biện pháp bảo vệ hiện tại, chẳng hạn chống sét cho cơ sở hạ tầng thiết yếu như các cơ sở viễn thông của NTT. NTT đang phát triển công nghệ chống sét với mục tiêu ngăn chặn hoàn toàn sét đánh vào cơ sở hạ tầng quan trọng và khu vực đô thị.
Phạm vi sử dụng của cột thu lôi truyền thống bị hạn chế, đặc biệt là ở những nơi khó lắp đặt như tuabin gió và không gian sự kiện ngoài trời. Để khắc phục vấn đề, NTT đang nghiên cứu kỹ thuật dẫn dụ sét bằng drone, kỹ thuật tiên tiến sử dụng drone để theo dõi đám mây giông, kích hoạt sét theo chủ đích và điều hướng an toàn.
Trong một thử nghiệm thực địa gần đây dưới điều kiện mây giông tự nhiên, NTT hợp tác với Fujitsu đã thử nghiệm thành công ý tưởng này. Thí nghiệm bao gồm hai công nghệ chính: dẫn dụ sét bằng biến động điện trường để thu hút sét vào drone và lồng chống sét được thiết kế đặc biệt giúp drone không hư hại ngay cả khi bị sét đánh trúng.
Thí nghiệm dẫn dụ sét bằng drone thành công đầu tiên đã được tiến hành tại vùng đồi thuộc thành phố Hamada, tỉnh Shimane, Nhật Bản từ tháng 12/2024 đến tháng 1/2025. Để bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng, cuộc thử nghiệm tìm cách tạo ra công nghệ có thể kiểm soát an toàn và chủ động dẫn dụ sét.
Các nhà nghiên cứu sử dụng máy đo mặt đất để theo dõi cường độ điện trường trong suốt thí nghiệm. Một chiếc drone với lồng chống sét đã bay lên độ cao 300 m vào ngày 13/12/2024 khi đám mây dông tới gần làm tăng điện trường. Drone được nối với công tắc mặt đất, khi bật công tắc, biến động đột ngột trong điện trường dẫn tới sét đánh.
Đây là trường hợp đầu tiên một chiếc drone chủ động tạo sét được ghi nhận, theo NTT. Thí nghiệm giới thiệu hai cải tiến đặc biệt là lồng chống sét và kỹ thuật tạo ra biến động điện trường. Ngay cả sau khi sét đánh, drone vẫn ổn định trong không trung nhờ khả năng phân bố từ trường và chuyển hướng dòng điện sét của lồng kim loại ra khỏi các bộ phận cực nhạy của drone.
Thử nghiệm cho thấy lồng có khả năng bảo vệ 98% và chịu được sét nhân tạo lên tới 150 kA, mạnh gấp 5 lần so với sét tự nhiên thông thường. Kiểm soát sét trên không ở khu vực đô thị trở nên khả thi nhờ đột phá thứ hai, đòi hỏi căn chuẩn thời điểm kết nối mặt đất để tạo ra sét đánh.
NTT lên kế hoạch triển khai drone chịu sét để dự đoán chính xác khu vực sét đánh, dẫn dụ sét và điều hướng an toàn. Những nỗ lực trong tương lai sẽ tập trung vào cải thiện độ chính xác trong dự đoán sét, hiểu rõ hơn quá trình hình thành của nó, phát triển công nghệ lưu trữ cũng như sử dụng năng lượng từ sét nhân tạo vào ứng dụng thực tế.
An Khang (Theo Interesting Engineering)
