Wissenschaftler sind nun dabei, diese Innovation aus dem 18. Jahrhundert mit der Technologie des 21. Jahrhunderts zu verbessern - ein System, das einen Hochleistungslaser verwendet und den Blitzschutz revolutionieren könnte. Wie Forscher am Montag mitteilten, ist es ihnen gelungen, einen Laser, der vom Berg Santis im Nordosten der Schweiz aus in den Himmel gerichtet wird, zur Ablenkung von Blitzeinschlägen einzusetzen.

Bei weiterer Entwicklung könnte dieser Laser-Blitzableiter kritische Infrastrukturen wie Kraftwerke, Flughäfen, Windparks und Startrampen schützen. Blitze verursachen jährlich Schäden in Milliardenhöhe an Gebäuden, Kommunikationssystemen, Stromleitungen und elektrischen Geräten und töten Tausende von Menschen.

Die Ausrüstung wurde mit einer Gondel und einem Hubschrauber auf den Berggipfel in 2.500 Metern Höhe gebracht und auf den Himmel über einem 124 Meter hohen Sendemast des Telekommunikationsanbieters Swisscom gerichtet, einem der am stärksten von Blitzen betroffenen Gebäude in Europa.

In zweimonatigen Experimenten im Jahr 2021 wurden intensive Laserimpulse - 1.000 Mal pro Sekunde - ausgesandt, um Blitzeinschläge umzulenken. Alle vier Einschläge, während das System aktiv war, konnten erfolgreich abgefangen werden. Im ersten Fall zeichneten die Forscher mit zwei Hochgeschwindigkeitskameras die Umlenkung des Blitzes um mehr als 50 Meter (160 Fuß) auf. Drei weitere Fälle wurden mit anderen Daten dokumentiert.

"Wir zeigen zum ersten Mal, dass ein Laser zur Lenkung natürlicher Blitze eingesetzt werden kann", sagte der Physiker Aurelien Houard vom Labor für angewandte Optik der Ecole Polytechnique in Frankreich, Koordinator des Laser-Blitzableiter-Projekts und Hauptautor der in der Zeitschrift Nature Photonics veröffentlichten Studie.

Ein Blitz ist eine elektrische Hochspannungsentladung zwischen einer Wolke und dem Boden, innerhalb einer Wolke oder zwischen Wolken.

"Ein intensiver Laser kann auf seinem Weg lange Plasmasäulen in der Atmosphäre mit Elektronen, Ionen und heißen Luftmolekülen erzeugen", sagte Houard und bezog sich dabei auf positiv geladene Teilchen, die Ionen, und negativ geladene Teilchen, die Elektronen, genannt werden.

"Wir haben hier gezeigt, dass diese Plasmasäulen als Wegweiser für Blitze dienen können", fügte Houard hinzu. "Das ist wichtig, denn es ist der erste Schritt in Richtung eines laserbasierten Blitzschutzes, der bei ausreichender Laserenergie praktisch eine Höhe von Hunderten von Metern oder einem Kilometer erreichen könnte."

Das Lasergerät ist so groß wie ein großes Auto und wiegt mehr als 3 Tonnen. Es verwendet Laser des deutschen Industriemaschinenherstellers Trumpf Group. Die Experimente, an denen auch Wissenschaftler der Universität Genf beteiligt waren, wurden in Zusammenarbeit mit dem Luft- und Raumfahrtunternehmen ArianeGroup durchgeführt, einem europäischen Joint Venture zwischen Airbus SE und Safran SA.

Dieses Konzept, das erstmals in den 1970er Jahren vorgeschlagen wurde, hat zwar unter Laborbedingungen funktioniert, aber bisher nicht in der Praxis.

Blitzableiter, die auf die Zeit Franklins zurückgehen, sind Metallstangen auf Gebäuden, die mit einem Draht mit dem Boden verbunden sind und elektrische Ladungen bei Blitzeinschlag harmlos in den Boden ableiten. Sie können nur einen kleinen Bereich schützen.

Houard rechnete damit, dass noch 10 bis 15 Jahre Arbeit nötig sein werden, bevor der Laser-Blitzableiter allgemein eingesetzt werden kann. Eine Sorge ist die Vermeidung von Interferenzen mit fliegenden Flugzeugen. In der Tat wurde der Flugverkehr in dem Gebiet angehalten, als die Forscher den Laser einsetzten.

"Es gibt in der Tat ein potenzielles Problem bei der Verwendung des Systems im Flugverkehr in der Gegend, weil der Laser die Augen des Piloten verletzen könnte, wenn er den Laserstrahl kreuzt und nach unten schaut", sagte Houard.