Sussie
Intern Writer
Hãy tưởng tượng về một chiếc máy bay chiến đấu được bao phủ bởi một chiếc “áo choàng” có thể lướt qua bầu trời, an toàn trước mắt kẻ thù. Vào đầu năm nay, các nhà khoa học tại Đại học Chiết Giang (Zhejiang University) ở Trung Quốc đã công bố rằng họ đã chế tạo được chính chiếc áo choàng “vô hình” cho máy bay – tương tự như điều mà bạn có thể thấy trong Star Trek. Hiện tại, quân đội Trung Quốc đang muốn áp dụng công nghệ tàng hình mới này cho đội máy bay không người lái (drone) đang phát triển của mình.
Máy bay thường bị phát hiện khi phản chiếu các sóng từ hệ thống radar. Tuy nhiên, những chiếc áo choàng vô hình được thiết kế để đánh lừa các hệ thống radar bằng các vật liệu được chế tạo đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng này vòng quanh máy bay như thể chúng đang đi qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển các sóng trong toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả những phần mà mắt người có thể thấy và không nhìn thấy.
Các quân đội trên toàn thế giới đã làm việc suốt hàng thập kỷ để khiến các hệ thống vũ khí như máy bay chiến đấu trở nên không thể phát hiện bởi các hệ thống radar. Nhưng công nghệ tàng hình này vẫn chưa hoàn hảo, và những vũ khí này vẫn có thể bị phát hiện nếu sử dụng radar phù hợp. Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang cho biết họ có thể thu hẹp khoảng cách vô hình và khiến máy bay hoàn toàn không thể nhận thấy. Nhưng liệu điều đó có quá tốt để trở thành sự thật không?
Trước khi có những chiếc áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn tiên tiến nhất. Vỏ ngoài của những chiếc máy bay này được chế tạo từ các vật liệu composite đặc biệt, chứa các chất như graphene và sợi carbon, có khả năng hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản hồi trở lại. Các máy bay tàng hình như F-35, F-22 Raptor và B-2 Spirit của Mỹ cũng được thiết kế với bề mặt phẳng nhằm phản xạ ít sóng radar nhất có thể, và thay vào đó, chúng xuất hiện giống như một con dơi hoặc một con chim bay lượn trên bầu trời. Những thiết kế tương tự trên tàu ngầm làm cho những “quái vật” thép này trở nên không thể phát hiện bởi các nhà điều hành sonar.
Quân đội Mỹ đã dẫn đầu trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ bắt đầu phát triển công nghệ này, mà không được công bố công khai cho đến một cuộc họp báo ở Lầu Năm Góc vào năm 1980. Sau đó, chiếc máy bay tàng hình đầu tiên của nước này được đưa vào chiến đấu vào năm 1989. Từ đó, các đối thủ của Mỹ (và thậm chí một số đồng minh) bắt đầu phát triển các biện pháp đối kháng để phát hiện và tiêu diệt những chiếc máy bay mới này.
Các quốc gia này đã phát triển các biện pháp phát hiện máy bay tàng hình, chẳng hạn như các loại radar tiên tiến hơn có thể bắt được một phổ tần số rộng hơn. Hiện nay, Nga sử dụng các hệ thống hoạt động trên các băng tần tần số tương đối thấp, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát ra sóng dài, khiến cho máy bay tàng hình khó tránh khỏi các xung radar. Ví dụ, máy bay tàng hình của Mỹ có thể bị radar Nebo-M phát hiện vì chúng được thiết kế để né tránh các bức xạ sóng radar ngắn hơn.
Trung Quốc, trong khi đó, khẳng định đã phát triển một hệ thống radar mới sử dụng các chòm sao vệ tinh BeiDou của nước này để phát hiện những khúc xạ nhỏ từ những chiếc máy bay tàng hình trôi qua. "Sử dụng một anten nhận đơn giản, radar này có chi phí hiệu quả, có thể triển khai gần như ở bất cứ đâu trên Trái Đất và không phát ra tín hiệu có thể tiết lộ vị trí của nó," theo thông tin từ South China Morning Post.
Kết hợp với các hệ thống radar tiên tiến, công nghệ áo choàng vô hình mới từ Đại học Chiết Giang có thể mang đến cho Trung Quốc một lợi thế chưa từng có so với đối thủ. Trung Quốc đã tìm kiếm sự vô hình thực sự bằng cách sử dụng các vật liệu metamaterial tiên tiến trong hơn một thập kỷ. Liu Ruopeng, một doanh nhân được mệnh danh là "Elon Musk của Trung Quốc", đã nghiên cứu các vật liệu tổng hợp này trong gần hai thập kỷ.
Tới năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi ở Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất hàng loạt các metamaterials chuyên dụng để sử dụng trong chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của nước này (J-35 và J-20 “Rồng Mạnh” là hai mẫu máy bay thế hệ thứ năm của Trung Quốc). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin, cũng công bố rằng họ đã chế tạo một chiếc áo choàng vô hình, nhưng chỉ có khả năng bảo vệ máy bay khỏi ánh sáng vi sóng. Đến năm 2016, các nhà khoa học ở Vương quốc Anh thông báo một “áo choàng sóng bề mặt” có thể khiến các bề mặt cong trở nên phẳng khi tiếp xúc với các sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chúng phân tán và cảnh báo radar.
Vài năm sau, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được một bước đột phá lớn trong sản xuất metamaterials: một loại metalens mới, đó là bề mặt phẳng sử dụng các cấu trúc nano để điều khiển ánh sáng. Khác với các thiết kế tàng hình trước đó, metalens này khiến một vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng nhìn thấy. Bề mặt được làm đầy các nano-fin titan có khả năng dẫn dắt một cách tài tình các sóng ánh sáng đến, bất kể bước sóng, qua những metamaterials bẻ cong sóng với độ chính xác tuyệt vời. Và vì metalens này tương đối mỏng, nó dễ dàng sử dụng và sản xuất hơn so với các thiết kế trước đó.
Trong khi đó, quân đội Trung Quốc đã làm việc để đưa những chiếc áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và vào bầu trời. Tính đến năm 2018, Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi đã sản xuất hơn 9.290 mét vuông các vật liệu điện từ mỗi năm. Những vật liệu này được chế tạo cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc, Chengdu J-20 “Rồng Mạnh”, theo thông tin từ các nhà phân tích quốc phòng Jeffrey Lin và P.W. Singer.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang đã thiết kế áo choàng vô hình cho một chiếc drone di chuyển nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một đối tượng lớn, đang di chuyển trong bất kỳ điều kiện thời tiết hay môi trường nào, cho dù trên không, dưới nước hay trên đất liền. Các nhà khoa học đã phải vượt qua những thách thức lớn mà các thí nghiệm áo choàng vô hình trước đó gặp phải. Một trong số đó là, các metamaterials được sử dụng trong các thiết kế trước đây gặp khó khăn trong việc bẻ cong sóng điện từ một cách nhất quán vào một điểm duy nhất để duy trì tính vô hình. Do đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một metamaterial ba chiều mới để điều khiển các sóng đi vào và đảm bảo rằng áo choàng vẫn vô hình trong bất kỳ bối cảnh nào.
Với sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, áo choàng sẽ điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi giống như một con tắc kè: các cảm biến trên tàu đo lường các yếu tố như tần số và vận tốc góc của các sóng radar tới, sau đó AI xử lý thông tin này và điều khiển drone điều chỉnh các cấu trúc nhỏ trên bề mặt metamaterial để dẫn dắt các sóng. Khác với các khái niệm áo choàng khác, các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống thông minh này có thể hoạt động trong thời gian thực mà không cần sự can thiệp của con người.
Trong các thử nghiệm trong nhà mô phỏng các môi trường đất, biển và không khí, cường độ điện trường của drone được che giấu trung bình khoảng 90% tương tự với nền của nó. Điều này cho thấy nó có khả năng hòa nhập tốt hơn nhiều so với một chiếc drone không có áo choàng vô hình, chỉ đạt tối đa 45% tương tự trong cường độ điện trường so với môi trường xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang chưa được áp dụng cho các máy bay quân sự của Trung Quốc vì nó được dự định sử dụng (ít nhất ban đầu) trên đội ngũ máy bay không người lái đang phát triển mạnh mẽ của nước này. Việc che giấu một drone, hoặc một nhóm drone, với sự vô hình thực sự sẽ mang lại lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ cuộc xung đột nào với Mỹ hoặc các đồng minh của họ trong khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mục tiêu đó có thể vẫn còn xa – áo choàng vô hình hiện vẫn gặp phải nhiều thách thức. Ví dụ, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc dẫn dắt chính xác các sóng radar tới từ một dải tần số rộng. Nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn tiếp tục hoàn thiện những thiết bị này, với mục tiêu tạo ra những áo choàng vô hình đáng tin cậy có thể bao phủ các phương tiện, thiết bị và thậm chí cả con người trong bối cảnh chiến đấu. Ngay cả cách đây một thập kỷ, chính phủ Trung Quốc đã tài trợ cho hơn 40 dự án nghiên cứu khác nhau về áo choàng vô hình.
Những drone được che giấu này có thể hoàn toàn thay đổi quy tắc của cuộc chiến hiện đại. Nếu như Bắc Kinh thực hiện hành động chống lại Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng các đội drone sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược của Trung Quốc nhằm đối phó với hòn đảo này. Giờ đây, khi kết hợp những đội drone này với sức mạnh của một chiếc áo choàng vô hình, lực lượng Trung Quốc có thể tiêu diệt phần lớn phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân lên hòn đảo.
Nếu Trung Quốc hoàn toàn đạt được sự vô hình, Mỹ và các đồng minh của họ sẽ thực sự không biết gì về một cuộc tấn công tiềm tàng từ phía Trung Quốc.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/research/a63118295/china-invisibility-cloak/
Máy bay thường bị phát hiện khi phản chiếu các sóng từ hệ thống radar. Tuy nhiên, những chiếc áo choàng vô hình được thiết kế để đánh lừa các hệ thống radar bằng các vật liệu được chế tạo đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng này vòng quanh máy bay như thể chúng đang đi qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển các sóng trong toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả những phần mà mắt người có thể thấy và không nhìn thấy.
Các quân đội trên toàn thế giới đã làm việc suốt hàng thập kỷ để khiến các hệ thống vũ khí như máy bay chiến đấu trở nên không thể phát hiện bởi các hệ thống radar. Nhưng công nghệ tàng hình này vẫn chưa hoàn hảo, và những vũ khí này vẫn có thể bị phát hiện nếu sử dụng radar phù hợp. Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang cho biết họ có thể thu hẹp khoảng cách vô hình và khiến máy bay hoàn toàn không thể nhận thấy. Nhưng liệu điều đó có quá tốt để trở thành sự thật không?
Trước khi có những chiếc áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn tiên tiến nhất. Vỏ ngoài của những chiếc máy bay này được chế tạo từ các vật liệu composite đặc biệt, chứa các chất như graphene và sợi carbon, có khả năng hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản hồi trở lại. Các máy bay tàng hình như F-35, F-22 Raptor và B-2 Spirit của Mỹ cũng được thiết kế với bề mặt phẳng nhằm phản xạ ít sóng radar nhất có thể, và thay vào đó, chúng xuất hiện giống như một con dơi hoặc một con chim bay lượn trên bầu trời. Những thiết kế tương tự trên tàu ngầm làm cho những “quái vật” thép này trở nên không thể phát hiện bởi các nhà điều hành sonar.
Quân đội Mỹ đã dẫn đầu trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ bắt đầu phát triển công nghệ này, mà không được công bố công khai cho đến một cuộc họp báo ở Lầu Năm Góc vào năm 1980. Sau đó, chiếc máy bay tàng hình đầu tiên của nước này được đưa vào chiến đấu vào năm 1989. Từ đó, các đối thủ của Mỹ (và thậm chí một số đồng minh) bắt đầu phát triển các biện pháp đối kháng để phát hiện và tiêu diệt những chiếc máy bay mới này.
Các quốc gia này đã phát triển các biện pháp phát hiện máy bay tàng hình, chẳng hạn như các loại radar tiên tiến hơn có thể bắt được một phổ tần số rộng hơn. Hiện nay, Nga sử dụng các hệ thống hoạt động trên các băng tần tần số tương đối thấp, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát ra sóng dài, khiến cho máy bay tàng hình khó tránh khỏi các xung radar. Ví dụ, máy bay tàng hình của Mỹ có thể bị radar Nebo-M phát hiện vì chúng được thiết kế để né tránh các bức xạ sóng radar ngắn hơn.
Trung Quốc, trong khi đó, khẳng định đã phát triển một hệ thống radar mới sử dụng các chòm sao vệ tinh BeiDou của nước này để phát hiện những khúc xạ nhỏ từ những chiếc máy bay tàng hình trôi qua. "Sử dụng một anten nhận đơn giản, radar này có chi phí hiệu quả, có thể triển khai gần như ở bất cứ đâu trên Trái Đất và không phát ra tín hiệu có thể tiết lộ vị trí của nó," theo thông tin từ South China Morning Post.
Kết hợp với các hệ thống radar tiên tiến, công nghệ áo choàng vô hình mới từ Đại học Chiết Giang có thể mang đến cho Trung Quốc một lợi thế chưa từng có so với đối thủ. Trung Quốc đã tìm kiếm sự vô hình thực sự bằng cách sử dụng các vật liệu metamaterial tiên tiến trong hơn một thập kỷ. Liu Ruopeng, một doanh nhân được mệnh danh là "Elon Musk của Trung Quốc", đã nghiên cứu các vật liệu tổng hợp này trong gần hai thập kỷ.
Tới năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi ở Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất hàng loạt các metamaterials chuyên dụng để sử dụng trong chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của nước này (J-35 và J-20 “Rồng Mạnh” là hai mẫu máy bay thế hệ thứ năm của Trung Quốc). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin, cũng công bố rằng họ đã chế tạo một chiếc áo choàng vô hình, nhưng chỉ có khả năng bảo vệ máy bay khỏi ánh sáng vi sóng. Đến năm 2016, các nhà khoa học ở Vương quốc Anh thông báo một “áo choàng sóng bề mặt” có thể khiến các bề mặt cong trở nên phẳng khi tiếp xúc với các sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chúng phân tán và cảnh báo radar.
Vài năm sau, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được một bước đột phá lớn trong sản xuất metamaterials: một loại metalens mới, đó là bề mặt phẳng sử dụng các cấu trúc nano để điều khiển ánh sáng. Khác với các thiết kế tàng hình trước đó, metalens này khiến một vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng nhìn thấy. Bề mặt được làm đầy các nano-fin titan có khả năng dẫn dắt một cách tài tình các sóng ánh sáng đến, bất kể bước sóng, qua những metamaterials bẻ cong sóng với độ chính xác tuyệt vời. Và vì metalens này tương đối mỏng, nó dễ dàng sử dụng và sản xuất hơn so với các thiết kế trước đó.
Trong khi đó, quân đội Trung Quốc đã làm việc để đưa những chiếc áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và vào bầu trời. Tính đến năm 2018, Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi đã sản xuất hơn 9.290 mét vuông các vật liệu điện từ mỗi năm. Những vật liệu này được chế tạo cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc, Chengdu J-20 “Rồng Mạnh”, theo thông tin từ các nhà phân tích quốc phòng Jeffrey Lin và P.W. Singer.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang đã thiết kế áo choàng vô hình cho một chiếc drone di chuyển nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một đối tượng lớn, đang di chuyển trong bất kỳ điều kiện thời tiết hay môi trường nào, cho dù trên không, dưới nước hay trên đất liền. Các nhà khoa học đã phải vượt qua những thách thức lớn mà các thí nghiệm áo choàng vô hình trước đó gặp phải. Một trong số đó là, các metamaterials được sử dụng trong các thiết kế trước đây gặp khó khăn trong việc bẻ cong sóng điện từ một cách nhất quán vào một điểm duy nhất để duy trì tính vô hình. Do đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một metamaterial ba chiều mới để điều khiển các sóng đi vào và đảm bảo rằng áo choàng vẫn vô hình trong bất kỳ bối cảnh nào.
Với sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, áo choàng sẽ điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi giống như một con tắc kè: các cảm biến trên tàu đo lường các yếu tố như tần số và vận tốc góc của các sóng radar tới, sau đó AI xử lý thông tin này và điều khiển drone điều chỉnh các cấu trúc nhỏ trên bề mặt metamaterial để dẫn dắt các sóng. Khác với các khái niệm áo choàng khác, các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống thông minh này có thể hoạt động trong thời gian thực mà không cần sự can thiệp của con người.
Trong các thử nghiệm trong nhà mô phỏng các môi trường đất, biển và không khí, cường độ điện trường của drone được che giấu trung bình khoảng 90% tương tự với nền của nó. Điều này cho thấy nó có khả năng hòa nhập tốt hơn nhiều so với một chiếc drone không có áo choàng vô hình, chỉ đạt tối đa 45% tương tự trong cường độ điện trường so với môi trường xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang chưa được áp dụng cho các máy bay quân sự của Trung Quốc vì nó được dự định sử dụng (ít nhất ban đầu) trên đội ngũ máy bay không người lái đang phát triển mạnh mẽ của nước này. Việc che giấu một drone, hoặc một nhóm drone, với sự vô hình thực sự sẽ mang lại lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ cuộc xung đột nào với Mỹ hoặc các đồng minh của họ trong khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mục tiêu đó có thể vẫn còn xa – áo choàng vô hình hiện vẫn gặp phải nhiều thách thức. Ví dụ, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc dẫn dắt chính xác các sóng radar tới từ một dải tần số rộng. Nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn tiếp tục hoàn thiện những thiết bị này, với mục tiêu tạo ra những áo choàng vô hình đáng tin cậy có thể bao phủ các phương tiện, thiết bị và thậm chí cả con người trong bối cảnh chiến đấu. Ngay cả cách đây một thập kỷ, chính phủ Trung Quốc đã tài trợ cho hơn 40 dự án nghiên cứu khác nhau về áo choàng vô hình.
Những drone được che giấu này có thể hoàn toàn thay đổi quy tắc của cuộc chiến hiện đại. Nếu như Bắc Kinh thực hiện hành động chống lại Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng các đội drone sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược của Trung Quốc nhằm đối phó với hòn đảo này. Giờ đây, khi kết hợp những đội drone này với sức mạnh của một chiếc áo choàng vô hình, lực lượng Trung Quốc có thể tiêu diệt phần lớn phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân lên hòn đảo.
Nếu Trung Quốc hoàn toàn đạt được sự vô hình, Mỹ và các đồng minh của họ sẽ thực sự không biết gì về một cuộc tấn công tiềm tàng từ phía Trung Quốc.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/research/a63118295/china-invisibility-cloak/
