Hãy tưởng tượng một chiếc máy bay chiến đấu được bao phủ bởi một "chiếc áo khoác" có thể lướt qua bầu trời, hoàn toàn được bảo vệ khỏi ánh mắt của kẻ thù. Vào đầu năm nay, các nhà khoa học tại Đại học Chiết Giang ở Trung Quốc đã công bố rằng họ đã tạo ra một chiếc "áo choàng vô hình" cho máy bay – tương tự như những gì bạn có thể thấy trong bộ phim Star Trek. Hiện tại, quân đội Trung Quốc đang muốn áp dụng công nghệ tàng hình mới này cho đội ngũ máy bay không người lái ngày càng phát triển của mình.
Máy bay thường bị phát hiện khi chúng phản xạ các sóng từ hệ thống radar. Tuy nhiên, các chiếc áo choàng vô hình được chế tạo để đánh lừa hệ thống radar bằng những vật liệu được thiết kế đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng quanh máy bay như thể chúng đang đi qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển các sóng trên toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả các phần nhìn thấy và không nhìn thấy đối với con người.
Các quân đội trên toàn thế giới đã làm việc hàng thập kỷ để biến các nền tảng vũ khí như máy bay chiến đấu trở nên không thể phát hiện bởi hệ thống radar. Nhưng công nghệ tàng hình hiện tại vẫn chưa hoàn hảo và những vũ khí này vẫn có thể bị phát hiện nếu có radar phù hợp. Hiện tại, nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang tuyên bố họ có thể thu hẹp khoảng cách tàng hình và làm cho máy bay hoàn toàn không thể phát hiện. Nhưng điều đó có thực sự khả thi không?
Trước khi có những chiếc áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn tiên tiến nhất lúc bấy giờ. Bề ngoài của những chiếc máy bay này được chế tạo bằng các vật liệu hợp thành đặc biệt, chứa các chất như graphene và sợi carbon, hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản hồi lại chúng. Những máy bay tàng hình như F-35, F-22 Raptor và B-2 Spirit của Mỹ cũng được thiết kế với các bề mặt phẳng, phản chiếu càng ít sóng radar càng tốt, khiến chúng trông giống như một con dơi hoặc chim bay trên bầu trời. Các thiết kế tương tự trên tàu ngầm giúp những cỗ máy thép này trở nên không thể phát hiện với các thiết bị sonar.
Quân đội Mỹ là người tiên phong trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ bắt đầu phát triển công nghệ này, nhưng chỉ được công bố công khai tại một buổi họp báo của Lầu Năm Góc vào năm 1980. Chiếc máy bay tàng hình đầu tiên của Mỹ đã được đưa vào chiến đấu vào năm 1989. Từ thời điểm đó, các đối thủ của Mỹ (và cả một số đồng minh) đã bắt đầu phát triển các biện pháp đối phó để phát hiện và bắn hạ những chiếc máy bay tinh quái này.
Các quốc gia này đã phát triển các biện pháp đối phó để phát hiện máy bay tàng hình, chẳng hạn như các loại radar tinh vi có thể bắt được phổ tần số rộng hơn. Hiện nay, Nga sử dụng các hệ thống hoạt động trên các băng tần tần số thấp tương đối, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát ra sóng dài, điều này khiến cho máy bay tàng hình khó tránh khỏi các xung radar. Các máy bay tàng hình của Mỹ, chẳng hạn, có thể bị radar Nebo-M phát hiện vì chúng được thiết kế để tránh các băng tần radar ngắn hơn.
Trong khi đó, Trung Quốc tuyên bố đã phát triển một hệ thống radar mới sử dụng các chòm sao vệ tinh BeiDou của nước này để phát hiện sự khúc xạ nhẹ từ các máy bay tàng hình đi qua. “Bằng cách sử dụng một ăng-ten thu đơn giản, radar này có chi phí thấp, có thể được triển khai gần như ở bất cứ đâu trên Trái Đất và không phát tín hiệu nào có thể làm lộ vị trí của nó,” theo South China Morning Post.
Kết hợp với những hệ thống radar đang phát triển, công nghệ áo choàng vô hình mới từ Đại học Chiết Giang có thể mang lại cho Trung Quốc một lợi thế chưa từng có so với các đối thủ.
Trong hơn một thập kỷ qua, Trung Quốc đã tìm kiếm sự vô hình thật sự với sự trợ giúp của các vật liệu biến hình tiên tiến. Liu Ruopeng, một doanh nhân được gọi là "Elon Musk của Trung Quốc", đã nghiên cứu các vật liệu tổng hợp này trong gần hai thập kỷ.
Đến năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi ở Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất hàng loạt các vật liệu biến hình đặc biệt cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc (J-35 và J-20 “Rồng Mạnh” là hai chiếc máy bay thế hệ thứ năm của nước này). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin, cũng công bố rằng họ đã tạo ra một áo choàng vô hình, nhưng chỉ được thiết kế để bảo vệ máy bay khỏi ánh sáng vi sóng. Rồi đến năm 2016, các nhà khoa học ở Vương quốc Anh đã công bố một “áo choàng sóng bề mặt” có thể làm cho các bề mặt cong trông phẳng khi tiếp xúc với sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chặn chúng lan tỏa và cảnh báo radar.
Một vài năm sau, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được bước đột phá lớn trong sản xuất vật liệu biến hình: một loại kính kim loại mới sáng tạo, là một bề mặt phẳng sử dụng các cấu trúc nano để điều khiển ánh sáng. Khác với các thiết kế tàng hình trước đây, kính kim loại này làm cho một vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong các sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng nhìn thấy. Bề mặt của nó được lấp đầy bởi các cánh nano titanium có thể khéo léo dẫn hướng các sóng ánh sáng đến, bất kể bước sóng, qua các vật liệu biến hình giúp bẻ cong sóng với độ chính xác cao. Và vì kính kim loại này tương đối mỏng, nó dễ sử dụng và sản xuất hơn so với các thiết kế trước đây.
Trong khi đó, quân đội Trung Quốc đã nỗ lực đưa các áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và vào trong không trung. Tính đến năm 2018, Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi đã được cho là sản xuất hơn 9.290 mét vuông vật liệu điện từ mỗi năm. Những vật liệu này được tạo ra cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc, Chengdu J-20 “Rồng Mạnh,” theo 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 bay nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một đối tượng lớn, đang di chuyển trong mọi thời tiết và môi trường, bao gồm cả không khí, nước và đất.
Các nhà khoa học đã phải vượt qua những trở ngại đáng kể mà các thử nghiệm áo choàng vô hình trước đây gặp phải. Một trong số đó, các vật liệu biến hình được sử dụng trong các thiết kế trước đó đã 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. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu biến hình ba chiều mới để điều khiển các sóng đến và đảm bảo rằng áo choàng vẫn vô hình trong bất kỳ bối cảnh nào.
Nhờ sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, áo choàng có thể điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi như một con tắc kè hoa: các cảm biến trên b-board đo lường các yếu tố như tần số và vận tốc góc của các sóng radar đến, sau đó AI xử lý thông tin này và hướng dẫn drone điều khiển các cấu trúc nhỏ trên bề mặt vật liệu biến hình để dẫn hướng các sóng. Khác với các khái niệm áo choàng khác, các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống thông minh này lý thuyết 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 môi trường đất, biển và không khí, độ mạnh điện trường của drone được che giấu trung bình khoảng 90% tương tự với nền tảng. Điều này cho thấy nó có xu hướng hòa trộn tốt hơn nhiều so với một drone không có áo choàng vô hình, chỉ đạt tối đa 45% tương tự về độ mạnh điện trường so với nền nền xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang vẫn chưa được áp dụng cho các máy bay chiến đấu của Trung Quốc vì nó dự kiến được sử dụng (ít nhất là ban đầu) cho đội ngũ drone khổng lồ và đang phát triển của Trung Quốc. Việc che giấu một drone, hoặc một đội quân drone, bằng sự vô hình thực sự sẽ là một lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ cuộc xung đột nào có thể xảy ra với Mỹ hay các đồng minh của họ ở khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mục tiêu đó có thể vẫn còn xa – các áo choàng vô hình vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức. Ví dụ, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc dẫn hướng chính xác các sóng radar đến từ nhiều tần số khác nhau.
Nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn đang tiếp tục hoàn thiện những thiết bị này, với mục tiêu đạt được áo choàng vô hình tin cậy có thể bao bọc các phương tiện, thiết bị, và thậm chí cả con người trong môi trường 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 làm thay đổi quy tắc của chiến tranh hiện đại. Nếu, và khi Bắc Kinh thực hiện một động thái đối với Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng các đội quân drone sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược của Trung Quốc đối với hòn đảo này. Giờ đây, nếu kết hợp những đội quân drone ấy với sức mạnh của một áo choàng vô hình, quân đội Trung Quốc có thể dễ dàng tấn công hủy diệt phần lớn các hệ thống phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân lên hòn đảo.
Nếu Trung Quốc hoàn toàn đạt được sự vô hình, quân đội Mỹ và các đồng minh sẽ thực sự trở nên mù lòa trước một cuộc tấn công tiềm tàng từ Trung Quốc.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/research/a63118295/china-invisibility-cloak/
Máy bay thường bị phát hiện khi chúng phản xạ các sóng từ hệ thống radar. Tuy nhiên, các chiếc áo choàng vô hình được chế tạo để đánh lừa hệ thống radar bằng những vật liệu được thiết kế đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng quanh máy bay như thể chúng đang đi qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển các sóng trên toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả các phần nhìn thấy và không nhìn thấy đối với con người.
Các quân đội trên toàn thế giới đã làm việc hàng thập kỷ để biến các nền tảng vũ khí như máy bay chiến đấu trở nên không thể phát hiện bởi hệ thống radar. Nhưng công nghệ tàng hình hiện tại vẫn chưa hoàn hảo và những vũ khí này vẫn có thể bị phát hiện nếu có radar phù hợp. Hiện tại, nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang tuyên bố họ có thể thu hẹp khoảng cách tàng hình và làm cho máy bay hoàn toàn không thể phát hiện. Nhưng điều đó có thực sự khả thi không?
Trước khi có những chiếc áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn tiên tiến nhất lúc bấy giờ. Bề ngoài của những chiếc máy bay này được chế tạo bằng các vật liệu hợp thành đặc biệt, chứa các chất như graphene và sợi carbon, hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản hồi lại chúng. Những máy bay tàng hình như F-35, F-22 Raptor và B-2 Spirit của Mỹ cũng được thiết kế với các bề mặt phẳng, phản chiếu càng ít sóng radar càng tốt, khiến chúng trông giống như một con dơi hoặc chim bay trên bầu trời. Các thiết kế tương tự trên tàu ngầm giúp những cỗ máy thép này trở nên không thể phát hiện với các thiết bị sonar.
Quân đội Mỹ là người tiên phong trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ bắt đầu phát triển công nghệ này, nhưng chỉ được công bố công khai tại một buổi họp báo của Lầu Năm Góc vào năm 1980. Chiếc máy bay tàng hình đầu tiên của Mỹ đã được đưa vào chiến đấu vào năm 1989. Từ thời điểm đó, các đối thủ của Mỹ (và cả một số đồng minh) đã bắt đầu phát triển các biện pháp đối phó để phát hiện và bắn hạ những chiếc máy bay tinh quái này.
Các quốc gia này đã phát triển các biện pháp đối phó để phát hiện máy bay tàng hình, chẳng hạn như các loại radar tinh vi có thể bắt được phổ tần số rộng hơn. Hiện nay, Nga sử dụng các hệ thống hoạt động trên các băng tần tần số thấp tương đối, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát ra sóng dài, điều này khiến cho máy bay tàng hình khó tránh khỏi các xung radar. Các máy bay tàng hình của Mỹ, chẳng hạn, có thể bị radar Nebo-M phát hiện vì chúng được thiết kế để tránh các băng tần radar ngắn hơn.
Trong khi đó, Trung Quốc tuyên bố đã phát triển một hệ thống radar mới sử dụng các chòm sao vệ tinh BeiDou của nước này để phát hiện sự khúc xạ nhẹ từ các máy bay tàng hình đi qua. “Bằng cách sử dụng một ăng-ten thu đơn giản, radar này có chi phí thấp, có thể được triển khai gần như ở bất cứ đâu trên Trái Đất và không phát tín hiệu nào có thể làm lộ vị trí của nó,” theo South China Morning Post.
Kết hợp với những hệ thống radar đang phát triển, công nghệ áo choàng vô hình mới từ Đại học Chiết Giang có thể mang lại cho Trung Quốc một lợi thế chưa từng có so với các đối thủ.
Trong hơn một thập kỷ qua, Trung Quốc đã tìm kiếm sự vô hình thật sự với sự trợ giúp của các vật liệu biến hình tiên tiến. Liu Ruopeng, một doanh nhân được gọi là "Elon Musk của Trung Quốc", đã nghiên cứu các vật liệu tổng hợp này trong gần hai thập kỷ.
Đến năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi ở Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất hàng loạt các vật liệu biến hình đặc biệt cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc (J-35 và J-20 “Rồng Mạnh” là hai chiếc máy bay thế hệ thứ năm của nước này). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin, cũng công bố rằng họ đã tạo ra một áo choàng vô hình, nhưng chỉ được thiết kế để bảo vệ máy bay khỏi ánh sáng vi sóng. Rồi đến năm 2016, các nhà khoa học ở Vương quốc Anh đã công bố một “áo choàng sóng bề mặt” có thể làm cho các bề mặt cong trông phẳng khi tiếp xúc với sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chặn chúng lan tỏa và cảnh báo radar.
Một vài năm sau, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được bước đột phá lớn trong sản xuất vật liệu biến hình: một loại kính kim loại mới sáng tạo, là một bề mặt phẳng sử dụng các cấu trúc nano để điều khiển ánh sáng. Khác với các thiết kế tàng hình trước đây, kính kim loại này làm cho một vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong các sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng nhìn thấy. Bề mặt của nó được lấp đầy bởi các cánh nano titanium có thể khéo léo dẫn hướng các sóng ánh sáng đến, bất kể bước sóng, qua các vật liệu biến hình giúp bẻ cong sóng với độ chính xác cao. Và vì kính kim loại này tương đối mỏng, nó dễ sử dụng và sản xuất hơn so với các thiết kế trước đây.
Trong khi đó, quân đội Trung Quốc đã nỗ lực đưa các áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và vào trong không trung. Tính đến năm 2018, Viện Công nghệ Tiên tiến Guangqi đã được cho là sản xuất hơn 9.290 mét vuông vật liệu điện từ mỗi năm. Những vật liệu này được tạo ra cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc, Chengdu J-20 “Rồng Mạnh,” theo 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 bay nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một đối tượng lớn, đang di chuyển trong mọi thời tiết và môi trường, bao gồm cả không khí, nước và đất.
Các nhà khoa học đã phải vượt qua những trở ngại đáng kể mà các thử nghiệm áo choàng vô hình trước đây gặp phải. Một trong số đó, các vật liệu biến hình được sử dụng trong các thiết kế trước đó đã 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. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu biến hình ba chiều mới để điều khiển các sóng đến và đảm bảo rằng áo choàng vẫn vô hình trong bất kỳ bối cảnh nào.
Nhờ sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, áo choàng có thể điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi như một con tắc kè hoa: các cảm biến trên b-board đo lường các yếu tố như tần số và vận tốc góc của các sóng radar đến, sau đó AI xử lý thông tin này và hướng dẫn drone điều khiển các cấu trúc nhỏ trên bề mặt vật liệu biến hình để dẫn hướng các sóng. Khác với các khái niệm áo choàng khác, các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống thông minh này lý thuyết 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 môi trường đất, biển và không khí, độ mạnh điện trường của drone được che giấu trung bình khoảng 90% tương tự với nền tảng. Điều này cho thấy nó có xu hướng hòa trộn tốt hơn nhiều so với một drone không có áo choàng vô hình, chỉ đạt tối đa 45% tương tự về độ mạnh điện trường so với nền nền xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang vẫn chưa được áp dụng cho các máy bay chiến đấu của Trung Quốc vì nó dự kiến được sử dụng (ít nhất là ban đầu) cho đội ngũ drone khổng lồ và đang phát triển của Trung Quốc. Việc che giấu một drone, hoặc một đội quân drone, bằng sự vô hình thực sự sẽ là một lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ cuộc xung đột nào có thể xảy ra với Mỹ hay các đồng minh của họ ở khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mục tiêu đó có thể vẫn còn xa – các áo choàng vô hình vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức. Ví dụ, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc dẫn hướng chính xác các sóng radar đến từ nhiều tần số khác nhau.
Nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn đang tiếp tục hoàn thiện những thiết bị này, với mục tiêu đạt được áo choàng vô hình tin cậy có thể bao bọc các phương tiện, thiết bị, và thậm chí cả con người trong môi trường 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 làm thay đổi quy tắc của chiến tranh hiện đại. Nếu, và khi Bắc Kinh thực hiện một động thái đối với Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng các đội quân drone sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược của Trung Quốc đối với hòn đảo này. Giờ đây, nếu kết hợp những đội quân drone ấy với sức mạnh của một áo choàng vô hình, quân đội Trung Quốc có thể dễ dàng tấn công hủy diệt phần lớn các hệ thống phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân lên hòn đảo.
Nếu Trung Quốc hoàn toàn đạt được sự vô hình, quân đội Mỹ và các đồng minh sẽ thực sự trở nên mù lòa trước một cuộc tấn công tiềm tàng từ Trung Quốc.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/research/a63118295/china-invisibility-cloak/
