Laser contro fulmini: la soluzione europea per proteggere aeroporti e strutture sensibili
I fulmini, lo sappiamo bene, sono pericolosi, non solo all’aperto, ma anche in città, per i palazzi e altre strutture e possono causare anche danni ingenti, oltre alla morte. “I sistemi di protezione odierni contro i fulmini sono ancora basati sul parafulmine, sviluppato da Benjamin Franklin più o meno 300 anni fa”, ha commentato Aurélien Houard, ricercatore presso l’Ecole Polytechnique in Francia e coordinatore del progetto LLR (Laser Lighnting Rod), finanziato dall’Unione europea, proprio al fine di trovare soluzioni tecnologicamente più avanzate ed efficaci. “L’obiettivo del nostro progetto è aggiornare questo concetto impiegando un laser di elevata potenza”.
Se infatti un fulmine dovesse abbattersi su un’infrastruttura importante o su luoghi sensibili come gli aeroporti e le piattaforme di lancio dei missili, i danni conseguenti potrebbero raggiungere valori nell’ordine dei miliardi di euro. L’obiettivo che si è posto dunque il progetto LLR è piuttosto ambizioso: controllare i fulmini. Come? Con dei laser ad alta potenza.
No, non stiamo parlando di Star Wars e in effetti, concettualmente, il progetto è ancora basato sull’idea del parafulmine, ossia quello di incanalare e guidare la potenza distruttiva dei filmini lontano dagli obiettivi sensibili, solo che adesso è attuata con una tecnologia avanzatissima che utilizza un nuovo tipo di fascio laser ad elevata potenza al posto dell’antenna metallica, fungendo da guida per far scaricare a terra i fulmini.
Quello che potremmo definire un parafulmine laser è concepito per operare congiuntamente a un sistema radar di allarme preventivo. “In seguito allo sviluppo di condizioni temporalesche, il laser verrebbe puntato verso la nuvola per allontanare il fulmine dall’aeromobile durante le fasi di decollo, atterraggio e rullaggio, nonché nel corso delle operazioni terrestri”, spiega ad esempio Houard.
Per raggiungere l’intensità e la frequenza necessarie affinché il fascio laser sia efficace nella sua funzione di guida il progetto si è avvalso di una serie di tecnologie rivoluzionarie, come ad esempio il CPA, Chirped Pulse Amplification, Amplificazione a Impulsi Cinguettati, che nel 2018 è valsa l’assegnazione del Nobel per la fisica e che serve ad amplificare un impulso laser estremamente breve. Questi ultimi sono realizzati tramite un’altra tecnologia, messa a punto dall’azienda tedesca Trumpf, raggiungendo una frequenza elevatissima, ben 1000 impulsi al secondo. Il progetto infine utilizza numerosi diodi di emissione, la cui energia viene poi concentrata attraverso l’uso di un particolare disco di cristallo molto sottile e raffreddato ad acqua, che consente un incremento nella potenza del laser ultracorto pari a un ordine di grandezza.
Ma non è tutto, perché il progetto ha innovato anche per quel che riguarda il sistema di previsione meteorologica dell’attività dei fulmini, sviluppando una soluzione che utilizza l’intelligenza artificiale per analizzare i dati standard raccolti dalle stazioni meteorologiche e caratterizzato da una capacità di previsione che va dai 10 ai 30 minuti in un raggio di 30 chilometri. Ai non addetti ai lavori possono non sembrare numeri straordinari ma, come ha spiegato ancora Houard, “questa è la prima volta in cui un sistema basato su semplici dati meteorologici è stato in grado di prevedere i fulmini tramite calcoli in tempo reale”.
Il sistema LLR è attualmente in fase di test a Parigi con l’obiettivo di convalidare il concetto che consente di guidare un fulmine a terra in modo sicuro proiettando un fascio a lungo raggio nell’atmosfera. La dimostrazione finale invece si terrà sul monte Säntis in Svizzera, una zona in cui si trova un’antenna della Swisscom famosa per essere colpita dai fulmini più di 100 volte l’anno. Se il sistema supererà il test finale, che avrà luogo nel 2021, dovrebbe arrivare poi sul mercato entro pochi anni.