Китайски учени представиха уникален инфрачервен сензор, който според тях може да открива обекти 20 000 пъти по-бързо от съществуващите технологии. Разработката далеч превъзхожда амбициозния американски проект „Златен купол“ и може да промени коренно подхода към системите за наблюдение и противоракетна отбрана. Новата технология се основава на биомиметиката: устройството е моделирано по сетивата на скъпоценния (ювелирния) бръмбар (Buprestidae, лат.) – насекомо, способно да улавя топлинното излъчване на големи разстояния.

Разработката е осъществена в Шанхайския институт по техническа физика към Китайската академия на науките съвместно с университета „Тонджи“. Основната цел на проекта е била да се създаде свръхбърз инфрачервен сензор, който да може да работи ефективно в условия на силен дим, прах, мъгла и други смущения – с други думи, там, където конвенционалните оптични и радарни системи се провалят. Резултатът е впечатляващ: сензорът не само демонстрира безпрецедентна бързина на реакция, но и е в състояние да разпознава дори най-малките термични промени с висока точност.

Идеята за устройството се ражда от наблюденията на скъпоценния бръмбар, който благодарение на специален чувствителен орган улавя топлинното излъчване от горските пожари на разстояние десетки километри. Този орган работи на принципа на пасивната инфрачервена детекция и помага на бръмбара да намери горещите зони за размножаване. Китайските инженери решават да възпроизведат този механизъм по електронен път, като използват комбинация от нови материали. Ключовите компоненти са паладиев диселенид (PdSe₂), който има висока способност за абсорбиране в инфрачервения диапазон, и пентацен – органичен полупроводник, който имитира активността на рецептора.

Полученият сензор работи в средния инфрачервен диапазон, което е особено важно за военните и промишлените приложения.

По време на тестове, проведени в симулирани горски пожари с температура до 927°C, устройството показа 95% точност при проследяване движението на пламъците. Това означава, че сензорът може да се използва в различни сценарии – от нощно виждане и наблюдение на пожари до наблюдение на изстрелването на ракети в гъст дим или при лоша видимост.

В паралелно проучване същият екип разработи второ устройство, базирано на черен фосфор и индиев селенид (BP/InSe), което има свръхбърза фотонна памет – със закъснение от само 0,5 микросекунди. Това позволява не само мигновено откриване на топлинни аномалии, но и цифрово съхранение на тяхната структура за по-късен анализ. Новият сензор може точно да разпознава и съхранява до 17 ключови точки на инфрачервения обект, осигурявайки много по-ясна и бърза информация от наличната на пазара днес.

Според авторите подобни сензори биха могли да станат основа за усъвършенствани системи за противоракетна отбрана, наземно и сателитно проследяване, както и за високопрецизна навигация за дронове, автономни ракети и релсови оръдия.

Ако устройството бъде адаптирано за армейските системи – като китайската система за противоракетна отбрана HQ-17AE – то ще осигури възможност за прихващане на цели дори в пясъчни бури или нощни сражения. Обмисля се и интегриране с морски платформи, включително самолетоносачи и фрегати от следващо поколение.

Китайската разработка далеч надхвърля възможностите на програмата „Златен купол“ – проекта за противоракетна отбрана, иницииран от президента Тръмп. Той включва изграждането на мрежа от сателити с инфрачервени сензори за проследяване изстрелването на ракети. Въпреки това американските системи все още се основават на традиционни силициеви фотодетектори, чиято чувствителност и скорост са на порядъци по-ниски от новите китайски сензори, базирани на биомиметиката и двуизмерните материали.

Изследването, публикувано в Nature Communications и Light: Science & Applications, подчертава, че комбинирането на сензори, памет и изчисления в един чип може драстично да намали закъснението при обработката на данните, да понижи консумацията на енергия и да постигне пълноценна работа в реално време. Това е особено важно за безпилотните платформи, сателитното разузнаване и крайните изчисления в динамична среда.

Макар че официалните лица в КНР все още не са коментирали възможните военни приложения на технологията, посоката на изследванията ясно показва стратегическия им приоритет. Китай отдавна инвестира в асиметрични технологии, които биха могли да осигурят предимство в бъдещи конфликти. Новият сензор би могъл да бъде важна част от тази архитектура, особено в среда, в която скоростта на откриване и вземането на точни решения се превръщат в ключови фактори за успеха, пише Kaldata.com.