Drone pemandu petir buatan NTT Group asal Jepang: Cara kerjanya dan apa artinya bagi perlindungan terhadap badai petir

Proteksi petir akan mengalami revolusi berkat terobosan teknologi yang muncul di Jepang, tempat perusahaan multinasional NTT Group telah berhasil menciptakan pesawat tanpa awak pertama di dunia yang mampu memicu, menangkap, dan mengalihkan pelepasan petir atmosfer dengan cara yang terkendali. Perkembangan ini menempatkan teknik Jepang di garis depan dunia, menunjuk ke masa depan di mana badai petir tidak akan lagi menjadi bahaya yang tidak terkendali bagi kota, infrastruktur, dan masyarakat.

Pencapaian ini dimungkinkan oleh kombinasi teknologi mutakhir dalam robotika, fisika, dan material canggih, memungkinkan pesawat tanpa awak terbang tidak hanya bertahan dari sambaran petir langsung, tetapi juga mengendalikan titik pelepasan dan berpotensi memanfaatkan sebagian energi itu. Kami mendalami semua detail tentang cara kerja sistem ini, dampak yang dapat ditimbulkannya, dan ke mana arah penelitian ini, berdasarkan informasi terbaru dan terlengkap yang tersedia saat ini.

Masalah petir dan keterbatasan penangkal petir tradisional

Badai petir menimbulkan risiko yang signifikan di seluruh dunia, dan khususnya di Jepang, di mana petir menyebabkan kerugian ekonomi berkisar antara €1.000 miliar hingga €2.000 miliar setiap tahunnya. Selain kerusakan material, fenomena ini menyebabkan kebakaran, pemadaman listrik, kerusakan peralatan elektronik, dan bahkan kematian, yang memengaruhi wilayah mulai dari daerah pedesaan hingga kota-kota besar. Sistem proteksi petir konvensional didasarkan pada batang penangkal petir tetap yang dirancang lebih dari dua ratus tahun lalu. Meskipun efektif pada gedung dan struktur perkotaan, lampu ini memiliki keterbatasan mendasar: lampu ini tidak dapat dipasang di mana-mana (misalnya, jalan terbuka yang besar, ladang angin, atau acara luar ruangan) dan jangkauan aksinya terbatas.

Penangkal petir konvensional hanya memberikan perlindungan di area tertentu dan memerlukan pentanahan, yang tidak selalu memungkinkan pada infrastruktur penting, pembangkit listrik terpencil, atau bangunan besar. Lebih jauh lagi, pertumbuhan instalasi energi terbarukan dan pembangunan perkotaan di area dengan aktivitas listrik tinggi meningkatkan paparan dan menuntut solusi yang lebih fleksibel dan efisien.

Dalam konteks ini, Munculnya drone sebagai platform udara bergerak yang mampu memicu dan mengarahkan sambaran petir ke titik aman merupakan lompatan disruptif dalam pengelolaan risiko yang terkait dengan pelepasan listrik.

Drone Jepang: terobosan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam menginduksi dan mengalihkan petir

Proyek ini, yang dipimpin oleh Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT), menandai pertama kalinya di seluruh dunia di mana pesawat tak berawak berhasil digunakan untuk memicu, menangkap, dan memantau jalur sambaran petir alami selama badai petir sungguhan. Drone tersebut secara khusus dikembangkan sebagai semacam "penangkal petir terbang," dengan inovasi utama yang memungkinkannya menahan lonjakan listrik berkekuatan sangat tinggi dan memanipulasi sekelilingnya untuk menarik lonjakan tersebut ke arahnya.

Pada tanggal 13 Desember 2024, di Pegunungan Hamada (Prefektur Shimane, Jepang), pada ketinggian 900 meter, drone berhasil melepaskan dan menyebabkan sambaran petir pada strukturnya dalam kondisi alami. Demonstrasi ini tidak hanya memvalidasi kelayakan teknologi tetapi juga memulai perubahan paradigma dalam perlindungan terhadap salah satu fenomena alam yang paling merusak.

Bagaimana cara kerja drone ini? Teknologi penangkapan, perlindungan dan pengendalian

Rahasia inovasi ini terletak pada kombinasi beberapa lapisan teknologi yang diterapkan pada drone:

• Sangkar Faraday Tingkat Lanjut: Drone dilindungi oleh struktur logam khusus yang berfungsi sebagai sangkar Faraday. Artinya jika petir menyambar, energi listrik didistribusikan ke seluruh permukaan logam dan tidak menembus komponen elektronik internal. Bahkan setelah menerima sengatan hingga 150 kiloampere—lima kali intensitas sambaran petir rata-rata—drone tersebut tetap berfungsi. Selama pengujian, sangkar mengalami beberapa fusi permukaan, tetapi drone tetap terbang tanpa kegagalan.
• Antena lonjakan: Terletak di bagian atas, antena ini meningkatkan kemungkinan menarik dan menangkap petir, bertindak sebagai umpan aktif yang meniru prinsip penangkal petir tetapi sedang bergerak.
• Kabel konduktor kekuatan tinggi: Drone tersebut membawa kabel sepanjang lebih dari 300 meter yang menghubungkannya langsung ke tanah melalui sakelar bertegangan tinggi. Ketika medan listrik optimal, kabel diaktifkan, menciptakan perbedaan potensial ekstrem antara drone dan tanah, menciptakan "jalan raya" bagi petir untuk merambat dari awan ke drone dan, dari sana, ke tanah padat dengan cara yang terkendali.
• Kontrol medan listrik aktif: Dengan menggunakan sensor seperti field mill, sistem memantau lingkungan kelistrikan, mendeteksi momen ideal untuk menaikkan drone dan mengaktifkan induksi kejutan.

Selama percobaan, drone tersebut mampu mendeteksi perubahan mendadak dalam intensitas medan listrik, mengantisipasi pembentukan petir. Ketika voltase melebihi 2.000 volt, sistem darat pun teraktivasi, dan beberapa detik kemudian, petir menyambar drone, yang mampu menahan guncangan dan tetap beroperasi.

Hasil eksperimen dan validasi skala besar

Pengujian yang dilakukan antara Desember 2024 dan Januari 2025 di Shimane telah memberikan hasil yang meyakinkan: Drone tersebut mampu menahan sambaran petir alami, mengarahkan petir ke titik aman, dan perlindungannya hanya mengalami kerusakan ringan. Bunyi letupan, kilatan biru, dan sebagian sangkar mencair sempat diamati, tetapi sistem tetap beroperasi.

Percobaan ini dianggap sebagai pelopor internasional, karena berhasil mengarahkan petir sungguhan hanya menggunakan sensor, material canggih, dan protokol kendali jarak jauh. Pengalaman membuktikan bahwa mengganti penangkal petir tetap dengan sistem bergerak yang jauh lebih adaptif dan efektif dapat dilakukan, sehingga membuka opsi baru untuk mencegah bahaya cuaca ekstrem.

Kombinasi sensor, kontrol kabel, dan perisai canggih menjadikan drone sebagai "saluran udara" yang mampu menetralkan ancaman petir di lingkungan kritis, baik perkotaan maupun alami.

Keunggulan dan aplikasi praktis drone pemburu petir

Penggunaan drone ini tidak hanya untuk mencegah kerusakan infrastruktur, tetapi juga membuka jalan baru bagi pengelolaan energi cerdas dan perlindungan sipil. Aplikasi utamanya meliputi:

• Perlindungan infrastruktur penting: Pembangkit listrik, gardu induk, pabrik kimia, ladang angin atau surya, dan pusat data, yang mengalami kerusakan petir parah dan pemasangan penangkal petir tetap sulit atau tidak memadai.
• Acara massal dan ruang terbuka: Festival, konser, kompetisi olahraga, dan kawasan pedesaan dapat memperoleh manfaat dari jaringan pesawat tanpa awak (drone) bergerak yang, saat terjadi risiko badai, dapat bergerak ke area kritis untuk menangkap pembongkaran dengan cara yang terkendali, jauh dari keramaian dan peralatan mahal.
• Lingkungan perkotaan dan pinggiran kota: Jika risiko manusia dan material memerlukan solusi yang fleksibel dan cepat, armada pesawat tak berawak dapat dikerahkan secara instan dan mengalihkan petir ke area aman yang telah ditentukan sebelumnya.
• Penggunaan energi: Penelitian NTT menjajaki cara untuk menangkap dan menyimpan sebagian energi yang dihasilkan oleh sambaran petir untuk penggunaan di masa mendatang, meskipun aspek ini masih dalam tahap teoritis mengingat tantangan teknis yang sangat besar dalam mengelola energi dalam jumlah besar tersebut.

Selain itu, platform ini dapat diintegrasikan dengan sistem kecerdasan buatan untuk mengoptimalkan prediksi badai dan merencanakan penyebaran drone secara otonom, meningkatkan ketahanan perkotaan dan pedesaan terhadap peristiwa cuaca yang tidak dapat diprediksi.

Tantangan teknis dan langkah selanjutnya dalam penelitian

Meskipun hasilnya menjanjikan, masih ada tantangan signifikan sebelum sistem ini digunakan secara luas. Salah satu tantangan utama adalah biaya pembuatan dan pemeliharaan drone, yang membutuhkan material canggih dan protokol keselamatan yang sangat ketat. Menerbangkan drone saat badai memerlukan peraturan yang ketat dan memastikan keselamatan keandalan terhadap sambaran petir beruntun, selain mengotomatisasi navigasi GPS dan memastikan otonomi penerbangan yang memadai.

Ketahanan terhadap guncangan ganda merupakan tantangan lainnya, karena meski eksperimen menunjukkan bahwa drone dapat bertahan dari benturan langsung, ketahanan terhadap guncangan berulang masih dalam tahap studi. NTT sedang mengembangkan material baru untuk sangkar Faraday dan mengembangkan solusi untuk memaksimalkan umur dan efisiensi perangkat ini.

Mengenai penyimpanan Dari segi energi, kesulitan utamanya terletak pada kurangnya baterai yang mampu menyimpan aliran energi dahsyat dari sambaran petir dan melepaskannya secara bertahap ke jaringan listrik konvensional. Namun, pengembangan paralel teknologi penyimpanan baru membuat kemungkinan futuristik ini tetap hidup.

Diharapkan dalam lima hingga sepuluh tahun ke depan kita dapat melihat armada pesawat tanpa awak pemburu petir yang terintegrasi ke dalam sistem darurat, pertahanan sipil, dan perlindungan pabrik industri di wilayah yang rawan badai petir.