Пентагон заинтересовался невидимостью


Исследовательская группа из Калифорнийского университета сделала очередной шаг в разработке «невидимых» покрытий

22 сентября 2015
 
Бубакар Канте (Boubacar Kante), профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего, и его коллеги провели испытания первого эффективного «диэлектрического метаповерхностного покрытия». Это терминологическое описание супертонкого, неметаллического материала, который способен управлять распространением электромагнитных волн, включая видимый диапазон спектра и радиоволны.

Электромагнитные волны сами по себе и то, как они отражаются от объекта, является ключевым в его, объекта, обнаружении. Радар не может обнаружить самолет без радиоволн, возвращающихся обратно на приемник, а визуальной фиксации требуется свет, отражающийся от объекта и проходящий через глазное яблоко. Манипулирование этими волнами теоретически может предотвратить обнаружение, и, в определенных условиях, по словам Канте, он смог этого достичь. Ученый также сообщил, что он успел общался с представителями Министерства обороны США и ожидает от Пентагона предложение о сотрудничестве уже в этом месяце.

Что делает этот материал уникальным?

В 2006 году исследователи продемонстрировали возможность поглощения или «обтекания» объекта электромагнитными волнами, используя специальное покрытие. Но подобная «невидимость» работала только в случае использования микроволн и всего лишь в двух измерениях. Дальнейшие исследования с тех пор привели Канте и его группу к созданию нового материала, состоящего из слоя тефлонового субстрата с крошечными керамическими цилиндрами, интегрированными в него.

По словам Канте, был получен двойной результат: сверхтонкий материал и использование керамики вместо металлических частиц в тефлоне.

Предыдущие исследования покрытия требовали материалов в 10 раз толще, чем длина волны, от которой укрывался объект. Длины радиоволн, использующиеся в управляемых ракетах и военно-морских радарах, составляют приблизительно 3 сантиметра — в этом случае требовалось примерно 30 сантиметров покрытия. Канте заявил, что его материал может осуществлять свои функции при 1/10 длины волны. Для того, чтобы объект был невидим для той же 3-сантиметровой длины волны, теперь требуется около 3 мм покрытия. Другая толщина сможет использоваться для электромагнитных волн в пределах видимого диапазона (400-700 нанометров).

В чем польза для военных?

Прежде всего — возможность скрываться от радаров. Материал имеет перспективные возможности максимально близко подбираться к цели. Беспилотные летательные аппараты и другие самолеты, корабли, и прочая военная техника могла бы использовать его для ухода от радаров. Кроме того, такой материал мог бы использоваться как сверхсовременный камуфляж, способный скрыть объект на любом фоне.

Аналитический центр национальной и информационной безопасности США является подрядчиком Министерства обороны, в задачи которого входит установление контактов Пентагона с научным сообществом и промышленностью. По словам Кайлы Матола (Kayla Matola), представляющей Центр, конструкция, предлагаемая исследовательской группой Канте, легче и дешевле других подобных решение: «Это именно то, что нужно военным… Такое решение может быть дать им превосходство в воздухе».

Имеются ли ограничения?

Да. Во-первых, даже в теории настоящая невидимость остается недостижимой мечтой. Существуют ограничения и у визуального камуфляжа и маскирования радаров.

Список возглавляют ограничения по углу отражения. В эксперименте испытывалось покрытие, на которое свет падал под углом 45 градусов, и оно эффективно работало только при отклонении в диапазоне 6 градусов. По словам Канте, его команда работает над возможностью расширить этот диапазон. В его исследовании указывается, что возможсен «широкий диапазон» углов использования.

Кроме того, технология не позволяет изготовить покрытие, которое сможет спрятать объект от визуального обнаружения и видимости радаром одновременно. Данное покрытие будет работать только на очень узком диапазоне длин волн.

Очень дорого и сложно?

Канте отвечает отрицательно на оба этих вопроса: «По существу, мы можем делать такое покрытие прямо сейчас».

По словам ученого, керамика недорога и доступна. В то время, как ни одна компания не располагает на сегодняшний день средствами для производства этого материала-покрытия в больших объемах, увеличение масштабов производства не составит затруднений.

Как считает Кайла Матола, использование этой технологии предположительно начнется через 5-10 лет. Вопрос преимущественно состоит в том, как быстро военные смогут провести испытания, решить использовать ли этот материал, и как его использовать, подтвердят эффективность и приоритетность, найдут средства и получать материалы в промышленных объемах. 

Где еще может использоваться такая технология?

Канте, приехавший в США из Франции в 2010 году, не предполагал, что будет работать с военными. Он сказал, что когда он заинтересовался метаматериалами, основная цель, которую он преследовал, работая в этом направлении, состояла в использовании таких материалов в области улавливания света и хранения информации в течение длительного времени. Используя такие технологии, как оптоволокно, которое использует свет для передачи информации вместо электричества, он работал над тем как снизить потреблении электроэнергии компьютером и процессорами.

Другое основное поле применения материала, манипулирующего электромагнитными волнами, связано с солнечной энергией. Теоретически солнечный свет может быть направлен в одну точку и преобразован в энергию. По словам Канте, его команда уже подписала соглашение о разработке плоского зеркала на керамической основе, которое может направлять солнечный свет в определенную точку.



Что еще почитать