Τεχνολογία νυχτερινής όρασης σε στρατιωτικό εξοπλισμό.

Δεκέμβριος 7, 2021

 

Η τεχνολογία νυχτερινής όρασης έχει κάνει μια πραγματική ανακάλυψη στην τέχνη των στρατιωτικών υποθέσεων, δίνοντας αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα έναντι του εχθρού. Για πολύ καιρό, η νίκη ανήκε σε αυτούς που είχαν το μονοπώλιο αυτής της τεχνολογίας. Όμως, οι λαμπρές ιδέες δεν μπορούν να μείνουν σε απομόνωση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Απαιτούν βελτίωση και νέους τομείς εφαρμογής. Στον σύγχρονο κόσμο, η τεχνολογία έχει πλησιάσει φανταστικά όρια που οι επιστήμονες του παρελθόντος δεν μπορούσαν παρά να ονειρευτούν. Αυτό το άρθρο θα εξετάσει την ιστορία της προέλευσης, της ανάπτυξης και των προοπτικών της τεχνολογίας νυχτερινής όρασης στον στρατιωτικό εξοπλισμό.

Η ιστορία της χρήσης της τεχνολογίας σε στρατιωτικά οχήματα.

Το 1929, ο Ούγγρος φυσικός Kalman Tihanyi εφηύρε στη Μεγάλη Βρετανία μια ηλεκτρονική τηλεοπτική κάμερα ευαίσθητη στο υπέρυθρο για αεράμυνα. Οι πρώτοι που χρησιμοποίησαν συσκευές νυχτερινής όρασης ήταν οι Γερμανοί το 1939. Τις τοποθέτησαν σε άρματα μάχης και μέχρι το 1945 ο αριθμός τους έφτασε τα 50. Παράλληλα, αναπτύχθηκε μια πιο συμπαγής συσκευή για τοποθέτηση σε τουφέκια εφόδου. Μέχρι το τέλος του πολέμου, υπήρχαν 44 όπλα με συσκευές νυχτερινής όρασης. Μια έμπειρη ρωσική συσκευή που ονομάζεται PAU-2 δοκιμάστηκε επιτόπου το 1942. Και στη δεκαετία του 1960, εμφανίστηκαν οι πολλαπλές τροποποιήσεις της. Οι πρώτες αμερικανικές συσκευές νυχτερινής όρασης, η λεγόμενη 1η γενιά, χρησιμοποιήθηκαν κατά τον πόλεμο του Βιετνάμ. Ήταν πιο προηγμένοι από το Gen 0, αλλά απαιτούσαν φωτεινές νύχτες με φεγγάρι και ήταν πολύ δυσκίνητοι. Η γενιά Gen 2 εμφανίστηκε τη δεκαετία του 1970. Θα μπορούσε να λειτουργήσει σε χαμηλό αστρικό φως και βελτίωσε την περιφερειακή εικόνα εξαλείφοντας το εφέ fisheye. Τα συστήματα νυχτερινής όρασης Gen3, που αναπτύχθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1980, διατήρησαν το Generation II MCP αλλά χρησιμοποιούσαν μια φωτοκάθοδο από αρσενίδιο του γαλλίου, βελτιώνοντας περαιτέρω την ανάλυση της εικόνας. Το σημαντικό μειονέκτημά του ήταν η ευαισθησία του σε τεχνητές πηγές φωτός. Η Generation 3+ αναπτύχθηκε το 2000 και διέθετε άμεση προσαρμογή σε αλλαγές στα επίπεδα φωτός και πολύ υψηλή ευαισθησία, που σας επιτρέπει να εργάζεστε υπό αδύναμο φως. Παρά τη βελτίωση της ποιότητας της εικόνας, η συσκευή έγινε πιο ενεργοβόρα και ο χρόνος λειτουργίας χωρίς επαναφόρτιση μειώθηκε.

Σύνοψη τεχνολογίας νυχτερινής όρασης.

Η τεχνολογία νυχτερινής όρασης βασίζεται στην ικανότητα των ευαίσθητων κραμάτων φακών να απορροφούν τις αμυδρά αντανακλάσεις του φωτός που ανακλάται από τις επιφάνειες των αντικειμένων και να τις μεταδίδουν στη φωτοκάθοδο. Η φωτοκάθοδος απελευθερώνει ηλεκτρόνια που κατευθύνονται προς την πλάκα μικροκαναλιού. Κάθε ηλεκτρόνιο προκαλεί την απελευθέρωση πρόσθετων ηλεκτρονίων από την πλάκα μικροκαναλιού. Το πλέγμα φωσφόρου υψηλότερης τάσης τους προσελκύει. Όταν τα ηλεκτρόνια χτυπούν την επιφάνεια του φωσφόρου, ξεκινούν την απελευθέρωση φωτονίων φωτός, τα οποία μπορούμε να παρατηρήσουμε στην οθόνη μιας συσκευής νυχτερινής όρασης.

Σύγχρονη εφαρμογή της τεχνολογίας.

Στον σύγχρονο κόσμο, όλες οι προσπάθειες στοχεύουν στη μείωση του μεγέθους της εικόνας pixel. Με τη συρρίκνωση της οθόνης, μπορούμε να μειώσουμε το βάρος και το μέγεθος της ίδιας της συσκευής και να μειώσουμε την κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, αυτό δίνει μια αύξηση στην ανάλυση του αισθητήρα και μια αύξηση στο εύρος ανίχνευσης. Χάρη σε αυτή την τεχνολογία, κατέστη δυνατή η εγκατάσταση συσκευών νυχτερινής όρασης σε μη πληρώματα εναέρια οχήματα και drones. Η τεχνολογία νυχτερινής όρασης χρησιμοποιείται όχι μόνο από τον στρατό, αλλά έχει αποδειχθεί καλά στην πλοήγηση και την αστρονομία. Έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην ανάπτυξη συστημάτων για την ασφαλή κίνηση οχημάτων, συμπεριλαμβανομένων των ρομποτικών αυτοκινήτων χωρίς πλήρωμα. Η νυχτερινή όραση είναι πανταχού παρούσα στο σύστημα πλοήγησης αεροσκαφών, ελικοπτέρων και πλοίων. Για τη διασφάλιση της ασφάλειας, οι συσκευές νυχτερινής όρασης χρησιμοποιούνται τόσο από τις υπηρεσίες ασφαλείας όσο και από το κοινό. Οι διαστάσεις των συσκευών είναι τέτοιες ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν σε κάμερες παρακολούθησης και κινητά τηλέφωνα. Η τεχνολογία χρησιμοποιείται στην ιατρική για την επεξεργασία πληροφοριών κατά τη διάρκεια του ύπνου ενός ατόμου. Τα οπτικά νυχτερινής όρασης λατρεύουν τους λάτρεις της άγριας ζωής, τους φωτογράφους, τους δασοφύλακες, τους κυνηγούς και τους παίκτες airsoft. Αλλά ο σημαντικότερος αριθμός χρηστών εξακολουθεί να προέρχεται από τις υπηρεσίες διάσωσης, την αστυνομία και τον στρατό.

Προοπτικές για την εφαρμογή της τεχνολογίας.

Η προοπτική βελτίωσης στοχεύει στη συμβίωση συσκευών νυχτερινής όρασης με συστήματα θερμικής απεικόνισης. Αυτός ο νέος εξοπλισμός θα συνδυαστεί με αυθεντικές εικόνες και θα συμπληρωθεί με δεδομένα από το Διαδίκτυο. Η επαυξημένη πραγματικότητα θα υπερτίθεται στα δεδομένα της θερμικής απεικόνισης, της συσκευής νυχτερινής όρασης και δεν θα συνδέεται απευθείας με το αντικείμενο μελέτης. Για παράδειγμα, ας πάρουμε μια κατάσταση όπου η κάμερα είναι τοποθετημένη στη θέα ενός όπλου. Τα δεδομένα μπορούν να τροφοδοτηθούν σε ένα κράνος με μάσκα μαχητή και να προβληθούν σε μια εσωτερική οθόνη μπροστά στα μάτια. Αυτό θα σας επιτρέψει να πυροβολήσετε από τη γωνία χωρίς άμεσο στόχο. Η οθόνη εμφανίζει δεδομένα από τη θερμική συσκευή απεικόνισης, τη συσκευή νυχτερινής όρασης και δεδομένα από το σημείο εντολών, καθώς και δεδομένα από το Διαδίκτυο. Μπροστά από το μαχητικό, μια εικόνα της μάχης μπορεί να αναπτυχθεί, με την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ drones, ομάδων διοίκησης και αναγνώρισης. Σημειώστε ότι οι συσκευές νυχτερινής όρασης έχουν χάσει το ήμισυ του όγκου και της μάζας τους τα τελευταία χρόνια βελτίωσης. Αλλά η μείωση του μεγέθους είναι αδύνατη επ' άπειρον. Οι επιστήμονες επιμένουν σε μια οριακή γραμμή 10 εικονοστοιχείων, μετά την οποία η τεχνολογία γίνεται χωρίς νόημα. Η αλλαγή της τεχνολογίας είναι προ των πυλών και η έρευνα βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη. Το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν εργάζεται σε φακούς επαφής που περιέχουν ένα στρώμα γραφενίου ευαίσθητο στο φως. Στο μέλλον, θα πρέπει να αντικαταστήσουν τα ογκώδη γυαλιά νυχτερινής όρασης. Ενώ το πρωτότυπο απορροφά το 2.3 τοις εκατό του πρωινού, ο στρατός δείχνει μεγάλο ενδιαφέρον για το έργο. Η τεχνολογία γραφενίου έχει πολύ λαμπρό μέλλον και θα μπορούσε να εξαπλωθεί στους απλούς πολίτες, για παράδειγμα, με τη μορφή επικάλυψης των παρμπρίζ των αυτοκινήτων για ασφαλή μετακίνηση.

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι θα έχουμε συναρπαστικές προοπτικές για την ανάπτυξη της τεχνολογίας νυχτερινής όρασης. Η πρόοδος είναι τόσο γρήγορη που οι μελλοντικές τεχνολογίες, που διαβάζουμε στην παιδική ηλικία, θα γίνουν η καθημερινότητά μας αύριο. Φαίνεται ότι σύντομα θα δούμε μερικές ακόμα σπουδαίες νέες εξελίξεις.