فناوریای که نبرد شبانه را متحول کرد:
بررسی ساختار دوربینهای دید در شب
در میدان نبردهای مدرن، شب دیگر پوششی برای نیروهای مهاجم نیست و نبرد سال های اخیر اوکراین، لبنان و سوریه نشان داد نبرد شب محوریت اصلی تهاجم پارتیزانی به شمار میرود زیرا دوربینهای دید در شب با ترکیب فناوریهای پیچیده تقویت نور و سنسورهای حرارتی، میدان نبردهای مدرن را برای همیشه تغییر دادهاند.
به گزارش سیناپرس، دوربینهای دید در شب با بهرهگیری از مجموعهای از فناوریهای پیشرفته، میدان را به سود آنهایی تغییر میدهند که توان دیدن در تاریکی مطلق را دارند.
در ادامه با بررسی اجزای حیاتی این سامانهها، از تمایز میان نسخه های نظامی و تجاری و حقایقی شگفتانگیز از پشت پرده مهندسی آنها می پردازیم؛در سطح بنیادین، تمام سامانههای دید در شب بر دو اصل فیزیکی متفاوت متکی هستند: نخست، فناوری تقویت تصویر که با جذب فوتونهای بسیار ضعیف نور محیط – حتی نوری معادل نور ستارهها – و تقویت نمایی آنها، تصویری قابل مشاهده میسازد.
این فرآیند درون یک لوله تقویتکننده تصویر در خلاء کامل رخ میدهد و فوتونها به صفحه فتوکاتد برخورد کرده و به الکترون تبدیل میشوند، سپس این الکترونها در صفحه میکروکانال (MCP) هزاران برابر تکثیر میشوند و نهایتاً به صفحه فسفری برخورد کرده و نور مرئی سبز یا سفید-مشکی ایجاد میکنند.
دوم، فناوری تصویربرداری حرارتی که کاملاً مستقل از نور عمل میکند. در این فناوری سنسورهای حرارتی – معمولاً از نوع میکروبولومتر – تابش مادون قرمز ساطعشده از هر جسم را بر اساس دمای آن حس میکنند.
نتیجه، تصویری است که در آن اجسام گرم (نفر، موتور خودرو) درخشان دیده میشوند و حتی در میان دود، مه یا تاریکی مطلق قابل شناسایی هستند.
در این میان نورافکنهای فروسرخ نیز به عنوان فناوری کمکی فعال عمل میکنند؛ این LEDهای نامرئی برای چشم انسان، محیط را در تاریکی کامل روشن میکنند و سنسور دوربین، نور بازتابیده را دریافت میکند.اما عیب بزرگ آنها قابلیت آشکارسازی توسط دشمن مجهز به تجهیزات IR است – ضعفی که در سامانههای کاملاً غیرفعال حرارتی وجود ندارد.
به زبان ساده، دوربینهای دید در شب برای دیدن در تاریکی از دو فناوری اصلی بهره میبرند. فناوری نخست، تقویت نور نام دارد؛ این روش نور بسیار ضعیف محیط را جذب کرده و آنقدر تقویت میکند تا تصویری قابل مشاهده (معمولاً سبز یا سیاهوسفید) ایجاد شود. رکن عملکرد آن تقویت نور موجود است.
فناوری دوم، تصویربرداری حرارتی است که به هیچ نوری وابسته نیست و گرمای ساطعشده از اجسام مانند بدن انسان یا موتور ماشین را حس میکند؛ به همین دلیل در تاریکی مطلق، دود و مه نیز کارایی دارد.
رکن عملکرد آن گرمای اجسام مانند گرمای موتور خودرو یا بدن انسان است که آن حرارت را برجسته میکند.افزون بر این، برخی دوربینها از نورافکن فروسرخ (IR) استفاده میکنند که نوری نامرئی برای چشم انسان میتابد و محیط را روشن میسازد.اما عیب این نورافکن آن است که دشمن مجهز به تجهیزات شناسایی فروسرخ میتواند آن را آشکار کند؛ مشکلی که در سامانههای حرارتی غیرفعال وجود ندارد.
باید توجه داشت تفاوت میان دوربین دید در شب تجاری و نمونه نظامی، فراتر از قیمت، به نسل لوله تقویتکننده بازمیگردد.لولههای نسل ۳ که انحصارا در اختیار نیروهای مسلح قرار میگیرند، دارای فتوکاتدهای گالیوم آرسنیدی با حساسیت فوقالعاده در طیف فروسرخ نزدیک و نیز یک لایه یون هستند که عمر و وضوح را به طرز چشمگیری افزایش میدهد.
در مقابل، دوربینهای تجاری معمولا از لولههای نسل ۱ یا ۲ بهره میبرند که حساسیت و وضوح پایینتری دارند.اما شاخصترین تفاوت در سامانههای همجوشی نظامی دیده میشود. این سامانهها که هنوز به بازار تجاری راه نیافتهاند، تصویر حرارتی و تصویر تقویتشده را به صورت بلادرنگ ترکیب میکنند.
خروجی این فناوری، تصویری یکپارچه است که مزیت تشخیص اهداف گرم را همراه با جزئیات محیطی (مانند شاخ و برگ یا سیمهای فلزی) فراهم میآورد. چنین سامانهای میتواند سربازی را در صد متری درون مه غلیظ نشان دهد، در حالی که دوربین حرارتی تنها یک لکه سفید و دوربین تقویتنور هیچ چیز نمیبیند.
در این میان مقاومت فیزیکی نیز یک عامل مهم تفاوت است. دوربینهای نظامی برای تحمل شوک ناشی از سلاحهای کالیبر بالا، غوطهوری در آب تا عمق ۲۰ متر و کار در دمای منفی ۴۰ درجه طراحی میشوند، در حالی که نمونههای تجاری برای شرایط ملایمتر بهینه شدهاند.
جالب است بدانید که رنگ سبز کلاسیک در این دوربینها تصادفی نیست. چشم انسان به نور سبز حساسترین پاسخ را دارد و دیدن آن در شب خستگی کمتری ایجاد میکند. اما نسلهای جدیدتر نظامی به سمت صفحههای فسفری سفید-مشکی حرکت کردهاند که کنتراست بیشتری ارائه داده و تشخیص جزئیات را آسانتر میکند.
یکی از معضلات مهندسی، حساسیت شدید لولههای تقویت تصویر به نور زیاد است. نگاه مستقیم به خورشید یا نورافکن قوی میتواند به طور دائمی لوله را بسوزاند. فناوری Autogating در لولههای نسل ۳ پیشرفته، با خاموش و روشن کردن هزاران بار در ثانیه منبع ولتاژ، از این آسیب جلوگیری میکند اما هنوز هم توصیه میشود هرگز دوربین را در روز روشن روشن نکنید.
ریشههای این فناوری به جنگ جهانی دوم بازمیگردد، زمانی که آلمانیها نخستین دستگاه فعال با نورافکن را روی تانکهای خود نصب کردند اما تحول عظیم با اختراع لوله میکروکانال در دهه ۱۹۶۰ رخ داد که اندازه و وزن را به شدت کاهش داد.
سرانجام، پیچیدگی ساخت لولههای پیشرفته و نیاز به لایهنشانی پیشرفته، خلاء فوقبالا و مواد نادر، باعث شده تنها چند شرکت در جهان قادر به تولید لولههای نسل ۳ باشند.همین انحصار فنی، مهمترین دلیل محدودیت دسترسی و قیمت چندهزار دلاری این سامانهها برای کاربردهای نظامی است.
به نقل از فارس، در آیندهای نزدیک، انتظار میرود سنسورهای حرارتی با وضوح بالاتر و لولههای تقویتکننده با مصرف توان کمتر، میدان نبرد شب را حتی شفافتر از روز کنند.
فناوریهایی که امروز در انحصار ارتشهاست، شاید یک دهه بعد در دوربین مداربسته حیاط خانهها نیز دیده شود؛ اما تا آن روز، شب همچنان قلمرو تسلط فناورانی خواهد بود که انحصار تاریکی را شکستهاند و در دل تاریکی مرزهای فناوری رزمی را میشکافند و عصر جدیدی در نبرد های هوشمند را رقم میزنند.
