NTT thử nghiệm thành công công nghệ kích hoạt và điều hướng sét bằng drone
NTT cho biết họ đã lần đầu kích hoạt và dẫn sét thành công bằng một máy bay không người lái trong điều kiện dông thực tế.
Cuộc thử nghiệm được thực hiện tại khu vực miền núi ở thành phố Hamada, tỉnh Shimane, trong giai đoạn từ tháng 12/2024 đến tháng 1/2025. Nhóm nghiên cứu vận hành hệ thống ở độ cao khoảng 900 m so với mực nước biển, theo dõi cường độ điện trường bằng thiết bị field mill trên mặt đất, rồi cho drone mang dây dẫn bay lên khi mây dông tiến gần. Ngày 13/12/2024, khi điện trường tăng mạnh, drone được đưa lên độ cao 300 m và nối với mặt đất thông qua một công tắc đặt dưới đất. Theo NTT, ngay sau đó dòng điện lớn chạy qua dây dẫn, điện trường xung quanh biến đổi rõ rệt và điện áp giữa dây với mặt đất vượt 2.000 V trước khi tia sét được kích hoạt hướng vào drone.
Điểm đáng chú ý là chiếc drone vẫn giữ được trạng thái bay ổn định sau cú đánh. NTT cho biết thời điểm sét được kích hoạt có tiếng nổ lớn, tia lửa phát ra từ bộ tời và một phần lồng bảo vệ chống sét trên drone bị nóng chảy. Tuy nhiên, hệ thống không mất khả năng điều khiển. Kết quả này dựa trên hai hướng công nghệ chính. Thứ nhất là bộ khung kim loại chống sét bao quanh drone để chuyển hướng dòng điện lớn ra ngoài thân máy bay, hạn chế hỏng hóc thiết bị điện tử. Thiết kế này còn phân tán dòng điện theo hướng tỏa tròn nhằm giảm tác động của từ trường mạnh sinh ra khi sét đánh. Trong các thử nghiệm sét nhân tạo trước đó, cấu trúc này được cho là bao phủ hơn 98% điều kiện sét tự nhiên và giúp drone không gặp sự cố ngay cả khi chịu xung dòng 150 kA, tương đương khoảng năm lần mức trung bình của sét tự nhiên.
Công nghệ thứ hai là cơ chế chủ động kích hoạt sét bằng biến động điện trường. Thay vì chỉ đưa drone bay vào dưới mây dông và chờ bị đánh trúng, hệ thống kéo một dây dẫn từ drone xuống đất, sau đó đóng công tắc cao áp đúng thời điểm để làm thay đổi đột ngột điện trường xung quanh máy bay. Theo NTT, cú thay đổi này giúp hình thành điều kiện thuận lợi để tia sét đánh vào drone và được dẫn theo lộ trình kiểm soát hơn. Hướng đi này nhằm mở rộng phạm vi bảo vệ ngoài mô hình cột thu lôi truyền thống, vốn bị giới hạn về vùng tác dụng và khó triển khai ở những nơi như tua-bin gió hoặc địa điểm tổ chức sự kiện ngoài trời.
Nhật Bản hiện vẫn chịu thiệt hại kinh tế lớn do sét, với ước tính khoảng 100-200 tỷ yen mỗi năm. Nếu công nghệ này tiếp tục nâng được độ chính xác trong dự báo vị trí phát sinh sét và tăng tỷ lệ kích hoạt thành công, drone có thể trở thành một công cụ bảo vệ hạ tầng trọng yếu, đô thị và các khu vực khó lắp đặt giải pháp chống sét cố định. NTT cũng cho biết họ đang nghiên cứu cơ chế hình thành sét và khả năng lưu trữ, khai thác năng lượng từ những cú sét được kích hoạt, cho thấy tham vọng biến một rủi ro thiên nhiên thành nguồn lực có thể kiểm soát tốt hơn.