Военные всего мира решили стать невидимыми

В начале октября текущего года центральные российские СМИ сообщили о создании опытных образцов так называемого "исчезающего танка". При помощи специальных монохромных пластин из композиционных материалов военные добились практически полного исчезновения из поля зрения крупного объекта, который не хуже, чем хамелеон, мимикрировал под окружающую местность.

Экипировка "Ратник-3" экзоскелет

Впервые в России о прорывном для армии достижении открыто заговорили в ходе Международного военно-технического форума "Армия-2018". Тогда, три года назад, речь шла не о таком крупном объекте, как бронетехника, а о "Ратнике", инновационной экипировке пехотинца.

Технология подобного решения известна достаточно давно: под воздействием электрического тока некоторые композиты меняют прозрачность и цвет. На боевой машине установлены камеры, при помощи которых искусственный бортовой интеллект анализирует пейзаж, а потом воссоздаёт его на самом бронекате, покрытом маскирующим слоем. В результате объект как бы "исчезает". Такое достижение способно вызвать срыв захвата цели у головки самонаведения ракеты, работающей по введённому в память образу. Также телевизионные объективы, которыми с восьмидесятых годов прошлого столетия оснащена бронетехника, не сумеют адекватно определить предмет и навести на него средство поражения. Покрытые защитным слоем малозаметные объекты способны сбить с толку и малые разведывательно-ударные беспилотники противника. Электронные крылатые хищники, как правило, не обладают сложной аппаратурой — их ведёт оператор с земли. А человек, сидящий за пультом управления БПЛА, может не заметить бронемашину, включившую маскировочную защиту.

Тем не менее, как отмечают специалисты, полностью скрыть предмет будет невозможно. Так или иначе будут заметны выхлопы, светящиеся в инфракрасном диапазоне. Также вряд ли удастся покрыть электрохромным стеклом и пушку танка. То есть для нейронных сетей продвинутого искусственного интеллекта демаскировать ускользающую от внимания мишень можно будет всегда. Вот только сложные системы обнаружения тоже стоят немалых денег. Соответственно, их применение ограничено, а большая часть государств ещё долго не сумеет поставить подобные средства обнаружения на поток.

История вопроса

 

Ещё со времён Герберта Уэллса и его романа "Человек-невидимка" учёные пытаются докопаться до секретов невидимости. И на сегодня они добились весьма впечатляющих результатов. Уже сейчас использование поверхностей, на которых воспроизводится то или иное изображение, применяется не только в военном деле, но и в гражданской сфере. Так, в Сеуле, столице Республики Корея, американским бюро GDS возводится 450-метровый небоскрёб Infinity, на боковых плоскостях которого будет воспроизводиться небо и предметы окружающего рельефа, фиксируемые камерами, находящимися по разные стороны трёхмерного объекта. В результате здание станет малозаметным, хотя со стороны углов его контуры будут всё-таки проступать, так как совершенных гибких экранов пока ещё не изобрели.

Цифровой камуфляж используется с 2003 года и в Иордании, где им пользуются как вооружённые силы, так и службы МВД.

Другие грани тайны

Плащ-невидимка

Помимо попытки обмануть наблюдателя при помощи слияния с местностью, существуют и другие способы сделать материальный предмет фактически прозрачным. Первопроходцами в этой области, как нередко уже случалось и ранее с другими великими открытиями, стали именно мы, россияне.

Более полувека назад советский физик Виктор Веселаго буквально заложил основы науки нанофотоники, изучающей преломление световых лучей при столкновении с материальным телом. Наш исследователь доказал, что при отрицательном преломлении частиц света существует теоретическая возможность сделать предмет фактически невидимым. Световые лучи будут обтекать его.

К сожалению, гениальные выводы советского теоретика так и не нашли в те годы применения на Родине. Эстафету, как водится, принял англосаксонский мир. В начале нулевых стало известно, что в Мичиганском университете исследователи Елена Сёмушкина и Чжан Сян смогли создать первый прототип "плаща-невидимки". Похоже, что в научный коллектив вошли и учёные из группы Дэвида Смита (Калифорнийский университет). Не исключено, что они основывались на разработках британского коллеги сэра Джона Пендри. Последний в девяностые годы прошлого столетия предложил использовать диэлектрик и металл для рассеивания падающего на материальный трёхмерный объект света. Ткань Сёмушкиной и Чана была сделана в Бирмингеме. Она состоит из одноосных кристаллов нитрида кремния на прозрачной нанопористой подложке из оксида кремния.

Объяснение свойств подобных хитрых изобретений дал, в свою очередь, профессор Синьцзе Ни, сотрудник департамента электро-инженеринга Пенсильванского университета. Учёный поделился, что такой невидимый "плащ-накидка" состоит из двух слоёв. Первый слой — это прозрачный диэлектрик фторид магния с низким коэффициентом преломления. Материал уже давно успешно применяют для покрытия линз. Второй слой создаётся из металла — золота, меди или серебра. Наноструктура покрытия — миникирпичи с более тёмными квадратиками-антеннами сверху. Они рассеивают падающий на них под различными углами свет, что американские учёные назвали "плазмонным эффектом". В результате изменяется фаза, а интенсивность световых волн остаётся прежней.

Если перевести высокомудрое объяснение на общедоступный язык, то, наверное, мысль можно передать следующим образом. Человек воспринимает изображение предмета субъективно. Он видит поверхность, когда на неё падает свет. Если световые лучи будут обтекать поверхность, не задерживаясь на ней и не отражаясь от неё, то человеческому глазу будет казаться, что стоящего перед ним объекта как бы вообще и не существует.

Необычные свойства нового материала дополняются ещё одной особенностью: скрытый им предмет фактически не отбрасывает тени и становится незаметен для тепловизора. Поневоле вспомнишь о вампирах, которым народная молва приписывала именно эти свойства — не излучать тепло и не отбрасывать тени. В то же время легендарные кровососы, как правило, проявляли себя исключительно с агрессивными целями, связанными с убийствами и похищениями людей. Если задействовать воображение, то вполне можно представить себе какой-нибудь технически продвинутый инопланетный спецназ, использующий те самые невидимые плащи-накидки. Наверное, подобные мысли пришли в голову и голливудским режиссёрам Стивену Хопкинсу, Нимроду Анталу и Шейну Блэку, создавшим знаменитую трилогию "Хищник", где солдат-инопланетянин фактически не виден наблюдателям из-за включённого камуфляжа.

Невидимые солдаты

Кальмар

Похоже, что "бойцы невидимого фронта" давно существуют в Канаде, Великобритании и США. Их экипировкой занимается канадская компания Hyperstealth Biotechnology, созданная в 1999 г. Во главе фирмы стоит Гай Крамер. К принятым на вооружение разработкам его детища можно причислить внедрение генератора отрицательных ионов, которые позволяет делать крупный объект малозаметным, и создание в 2010 году ткани-хамелеона Smartcamo.

По косвенным данным, Гай Крамер также внедрил и ещё одно интересное открытие исследователей из университетов Дьюка и Калифорнии. Там научные работники решили имитировать защитный механизм головоногого моллюска Loligo pelealeii. Оказывается, в теле кальмара слои ткани с высоким и низким коэффициентами преломления чередуются в определённом порядке. При помощи белка рефлектина моллюск меняет светопроводность своих мышц и делается маловидимым. Учёные выделили этот белок, нанесли его на подложку из композиционных материалов и обработали при помощи высоких температур и кислоты. В результате полученный материал стал себя вести, как кожа кальмара. Изобретение позволяет маскировать даже перемещающийся с невысокой скоростью предмет и обманывать приборы ночного видения.

Получившийся недорогой и лёгкий плащ-накидку уже взяли на вооружение натовские морские пехотинцы.

Любопытно, что, как выяснилось, инновационные технологии можно применять не только для сокрытия предметов, но и "наоборот", то есть для построения фантома — видимого трёхмерного объекта на основе плоского изображения. Такое открытие может пригодиться для создания новых телевизоров и проекторов в кинотеатре, а также для работы в среде, построенной по принципу добавленной реальности.

Так уж повелось, что нередко военные изобретения, подобные интернету и массе других открытий, преображают гражданскую сферу, выводя человечество на принципиально новый виток развития.