Trong một kỷ nguyên mà công nghệ không ngừng phát triển, hình ảnh một chiếc máy bay chiến đấu được bao phủ bởi một “chiếc áo choàng” vô hình, có khả năng lướt qua bầu trời mà không bị phát hiện, không còn là điều viển vông nữa. Vào đầu năm nay, các nhà khoa học từ Đại học Chiết Giang, Trung Quốc đã công bố việc phát triển một "chiếc áo choàng vô hình lưỡng cư" cho máy bay - một công nghệ tương tự như những gì chúng ta thường thấy trong các bộ phim khoa học viễn tưởng như Star Trek. Bên cạnh đó, quân đội Trung Quốc đang hướng tới việc ứng dụng công nghệ tàng hình mới này cho đội drone đang ngày càng lớn mạnh của họ.
Máy bay thường bị phát hiện khi phản xạ sóng radar từ các hệ thống giám sát. Tuy nhiên, những chiếc áo choàng vô hình được thiết kế để đánh lừa các hệ thống radar bằng cách sử dụng các vật liệu được chế tạo đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng này xung quanh máy bay như thể chúng đang đi xuyên qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển các sóng trên toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả những phần ánh sáng mà con người có thể nhìn thấy và không thể nhìn thấy.
Trong suốt hàng thập kỷ qua, các quân đội trên toàn thế giới đã không ngừng nỗ lực để làm cho các nền tảng vũ khí như máy bay chiến đấu trở nên khó phát hiện hơn với radar. Nhưng công nghệ tàng hình hiện tại vẫn còn khá khiếm khuyết và các thiết bị này vẫn có thể bị phát hiện nếu radar đủ hiện đại. Giờ đây, nhóm nghiên cứu từ Đại học Chiết Giang khẳng định họ có thể thu hẹp khoảng cách tàng hình và làm cho máy bay hoàn toàn không thể phát hiện. Tuy nhiên, liệu điều này có thật sự khả thi?
Trước khi có áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn công nghệ tiên tiến nhất. Bề mặt bên ngoài của những chiếc máy bay này được chế tạo từ các vật liệu composite đặc biệt, chứa các chất như graphene và carbon fiber, có khả năng hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản hồi chúng trở lại. Những chiếc máy bay tàng hình như F-35, F-22 Raptor và B-2 Spirit của Mỹ còn thiết kế với bề mặt phẳng để phản xạ ít sóng radar nhất có thể, giúp chúng trông giống như một con dơi hoặc một con chim đang bay lượn trên bầu trời. Những thiết kế tương tự trên tàu ngầm giúp những "quái vật" thép này không thể bị phát hiện bởi các thiết bị dò tìm.
Quân đội Mỹ là những người tiên phong trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu công nghệ này, nhưng phải đến một cuộc họp báo của Lầu Năm Góc vào năm 1980 công nghệ mới được công bố công khai. Chiếc máy bay tàng hình đầu tiên của Mỹ đã tham chiến lần đầu tiên vào năm 1989. Từ thời điểm đó, các đối thủ của Mỹ (và thậm chí cả một số đồng minh) đã bắt đầu phát triển các biện pháp để phát hiện và tiêu diệt những chiếc máy bay tàng hình mới mẻ này.
Các quốc gia này đã phát triển những biện pháp phát hiện máy bay tàng hình, chẳng hạn như các loại radar tinh vi hơn có khả năng nhận diện phổ tần số rộng hơn. Hiện nay, Nga đang sử dụng các hệ thống hoạt động trên các băng tần tần số thấp, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát đi sóng có bước sóng dài, khiến cho việc né tránh các xung radar trở nên khó khăn hơn đối với các máy bay tàng hình. Chẳng hạn, máy bay tàng hình của Mỹ có thể bị radar Nebo-M phát hiện vì chúng được thiết kế để tránh các bước sóng 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 những sự khúc xạ nhỏ từ các máy bay tàng hình đang bay qua. “Sử dụng một anten nhận đơn giản, radar này có chi phí hiệu quả, có thể được triển khai gần như ở bất kỳ đâu trên Trái Đất và không phát tín hiệu có thể tiết lộ vị trí của nó”, theo South China Morning Post.
Khi kết hợp với các hệ thống radar đang tiến bộ, công nghệ áo choàng vô hình mới từ Đại học Chiết Giang có thể mang lại lợi thế vô song cho Trung Quốc so với các đối thủ. Trong suốt hơn một thập kỷ qua, Trung Quốc đã tìm kiếm sự tàng hình thực sự thông qua sự hỗ trợ của các vật liệu tân tiến. Liu Ruopeng, một doanh nhân được xem như “Elon Musk của Trung Quốc”, đã nghiên cứu các vật liệu tổng hợp này trong gần hai thập kỷ.
Tính đến năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Guangqi ở Trung Quốc đã sản xuất hàng loạt các vật liệu tân tiến cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm (J-35 và J-20 “Rồng mạnh mẽ” là hai máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin, cũng đã công bố họ phát triển một áo choàng vô hình, nhưng chỉ được thiết kế để che chắn máy bay khỏi ánh sáng vi sóng. Sau đó, vào năm 2016, các nhà khoa học ở Vương quốc Anh đã công bố một "áo choàng sóng bề mặt" có khả năng khiến các bề mặt cong trông như phẳng khi tiếp xúc với các sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chặn việc chúng bị phân tán và cảnh báo cho radar.
Chỉ vài năm sau, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được một bước đột phá lớn trong việc sản xuất vật liệu tân tiến: một loại thấu kính kim loại mới, 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, thấu kính này giúp một vật thể trở nên vô hình bằng cách khéo léo bẻ cong sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng khả kiến. Bề mặt này được lắp đầy bởi các nano-fin titan có khả năng điều hướng các sóng ánh sáng đến, bất kể bước sóng, qua các vật liệu tân tiến bẻ cong sóng với độ chính xác cao. Và vì thấu kính kim loại này khá mỏng, nó dễ sử dụng và sản xuất hơn so với các thiết kế trước.
Trong khi đó, quân đội Trung Quốc đã làm việc để đưa áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và lên không trung. Tính đến năm 2018, Viện Công nghệ Guangqi đã sản xuất được 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 mẽ”, theo các nhà phân tích quốc phòng Jeffrey Lin và P.W. Singer.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Chiết Giang đã thiết kế áo choàng vô hình của họ cho một chiếc drone di chuyển nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một vật thể lớn, đang chuyển động trong bất kỳ điều kiện thời tiết và môi trường nào, cho dù là trên không, dưới nước hay trên đất liền. Các nhà khoa học đã phải vượt qua những trở ngại đáng kể mà các thí nghiệm áo choàng vô hình trước đó gặp phải. Một ví dụ là, các vật liệu tân tiến được sử dụng trong các thiết kế trước đó gặp khó khăn trong việc bẻ cong sóng điện từ liên tục vào một điểm duy nhất để duy trì trạng thái vô hình. Do đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu tân tiến ba chiều để điều khiển các sóng đến và đảm bảo rằng áo choàng vẫn vô hình trong bất kỳ ngữ cảnh nào.
Nhờ sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, áo choàng sẽ điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi như một con tắc kè: các cảm biến trên bo mạch sẽ đánh giá các yếu tố như tần số và tốc độ góc của các sóng radar đến, sau đó AI sẽ xử lý thông tin này và chỉ đạo drone điều chỉnh các cấu trúc nhỏ trên bề mặt của vật liệu tân tiến để dẫn hướng các sóng. Khác với những khái niệm áo choàng khác, các nhà nghiên cứu cho rằng hệ thống thông minh này có thể hoạt động trong thời gian thực mà không cần can thiệp của con người.
Trong các thử nghiệm trong nhà mô phỏng môi trường trên cạn, dưới nước và trong không khí, độ mạnh của trường điện từ của drone có áo choàng, trung bình, tương tự khoảng 90% với môi trường xung quanh. Điều này cho thấy khả năng hòa quyện của nó tốt hơn nhiều so với một drone không có áo choàng vô hình, mà chỉ đạt khoảng 45% tương tự độ mạnh trường điện từ với môi trường xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang chưa được áp dụng cho máy bay chiến đấu của Trung Quốc vì nó được dự định sử dụng (ít nhất là ban đầu) cho đội drone khổng lồ, đang phát triển của nước này. Việc che giấu một drone, hoặc một đội drone, bằng tàng hình thực sự sẽ là một lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ xung đột tiềm năng nào với Mỹ hoặc các đồng minh của họ trong khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mặc dù mục tiêu này vẫn còn xa vời - áo choàng vô hình vẫn gặp phải một số thách thức. Ví dụ, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc hướng dẫn chính xác các sóng radar đến từ một phổ tần số rộng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đang tiếp tục hoàn thiện những thiết bị này, với mục tiêu là các áo choàng vô hình đáng tin cậy có thể che giấu phương tiện, thiết bị và thậm chí cả con người trong các tình huống chiến đấu. Ngay cả một thập kỷ trước, chính phủ Trung Quốc đã tài trợ cho hơn 40 dự án nghiên cứu khác nhau về áo choàng vô hình.
Những chiếc drone được che giấu này có thể hoàn toàn thay đổi quy tắc của chiến tranh hiện đại. Nếu, và khi, Bắc Kinh có động thái chống lại Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng đội drone sẽ đóng vai trò then chốt trong chiến lược của Trung Quốc đối với hòn đảo này. Giờ đây, nếu kết hợp những đội drone này với sức mạnh của áo choàng vô hình, lực lượng Trung Quốc có thể gần như tiêu diệt phần lớn phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân đến hòn đảo.
Nếu Trung Quốc hoàn toàn đạt được tàng hình, thì Mỹ và các đồng minh sẽ ở trong tình trạng mất cảnh giác trước một cuộc tấn công tiềm năng 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 xạ sóng radar từ các hệ thống giám sát. Tuy nhiên, những chiếc áo choàng vô hình được thiết kế để đánh lừa các hệ thống radar bằng cách sử dụng các vật liệu được chế tạo đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng này xung quanh máy bay như thể chúng đang đi xuyên qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển các sóng trên toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả những phần ánh sáng mà con người có thể nhìn thấy và không thể nhìn thấy.
Trong suốt hàng thập kỷ qua, các quân đội trên toàn thế giới đã không ngừng nỗ lực để làm cho các nền tảng vũ khí như máy bay chiến đấu trở nên khó phát hiện hơn với radar. Nhưng công nghệ tàng hình hiện tại vẫn còn khá khiếm khuyết và các thiết bị này vẫn có thể bị phát hiện nếu radar đủ hiện đại. Giờ đây, nhóm nghiên cứu từ Đại học Chiết Giang khẳng định họ có thể thu hẹp khoảng cách tàng hình và làm cho máy bay hoàn toàn không thể phát hiện. Tuy nhiên, liệu điều này có thật sự khả thi?
Trước khi có áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn công nghệ tiên tiến nhất. Bề mặt bên ngoài của những chiếc máy bay này được chế tạo từ các vật liệu composite đặc biệt, chứa các chất như graphene và carbon fiber, có khả năng hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản hồi chúng trở lại. Những chiếc máy bay tàng hình như F-35, F-22 Raptor và B-2 Spirit của Mỹ còn thiết kế với bề mặt phẳng để phản xạ ít sóng radar nhất có thể, giúp chúng trông giống như một con dơi hoặc một con chim đang bay lượn trên bầu trời. Những thiết kế tương tự trên tàu ngầm giúp những "quái vật" thép này không thể bị phát hiện bởi các thiết bị dò tìm.
Quân đội Mỹ là những người tiên phong trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu công nghệ này, nhưng phải đến một cuộc họp báo của Lầu Năm Góc vào năm 1980 công nghệ mới được công bố công khai. Chiếc máy bay tàng hình đầu tiên của Mỹ đã tham chiến lần đầu tiên vào năm 1989. Từ thời điểm đó, các đối thủ của Mỹ (và thậm chí cả một số đồng minh) đã bắt đầu phát triển các biện pháp để phát hiện và tiêu diệt những chiếc máy bay tàng hình mới mẻ này.
Các quốc gia này đã phát triển những biện pháp phát hiện máy bay tàng hình, chẳng hạn như các loại radar tinh vi hơn có khả năng nhận diện phổ tần số rộng hơn. Hiện nay, Nga đang sử dụng các hệ thống hoạt động trên các băng tần tần số thấp, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát đi sóng có bước sóng dài, khiến cho việc né tránh các xung radar trở nên khó khăn hơn đối với các máy bay tàng hình. Chẳng hạn, máy bay tàng hình của Mỹ có thể bị radar Nebo-M phát hiện vì chúng được thiết kế để tránh các bước sóng 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 những sự khúc xạ nhỏ từ các máy bay tàng hình đang bay qua. “Sử dụng một anten nhận đơn giản, radar này có chi phí hiệu quả, có thể được triển khai gần như ở bất kỳ đâu trên Trái Đất và không phát tín hiệu có thể tiết lộ vị trí của nó”, theo South China Morning Post.
Khi kết hợp với các hệ thống radar đang tiến bộ, công nghệ áo choàng vô hình mới từ Đại học Chiết Giang có thể mang lại lợi thế vô song cho Trung Quốc so với các đối thủ. Trong suốt hơn một thập kỷ qua, Trung Quốc đã tìm kiếm sự tàng hình thực sự thông qua sự hỗ trợ của các vật liệu tân tiến. Liu Ruopeng, một doanh nhân được xem như “Elon Musk của Trung Quốc”, đã nghiên cứu các vật liệu tổng hợp này trong gần hai thập kỷ.
Tính đến năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Guangqi ở Trung Quốc đã sản xuất hàng loạt các vật liệu tân tiến cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm (J-35 và J-20 “Rồng mạnh mẽ” là hai máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của Trung Quốc). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin, cũng đã công bố họ phát triển một áo choàng vô hình, nhưng chỉ được thiết kế để che chắn máy bay khỏi ánh sáng vi sóng. Sau đó, vào năm 2016, các nhà khoa học ở Vương quốc Anh đã công bố một "áo choàng sóng bề mặt" có khả năng khiến các bề mặt cong trông như phẳng khi tiếp xúc với các sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chặn việc chúng bị phân tán và cảnh báo cho radar.
Chỉ vài năm sau, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được một bước đột phá lớn trong việc sản xuất vật liệu tân tiến: một loại thấu kính kim loại mới, 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, thấu kính này giúp một vật thể trở nên vô hình bằng cách khéo léo bẻ cong sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng khả kiến. Bề mặt này được lắp đầy bởi các nano-fin titan có khả năng điều hướng các sóng ánh sáng đến, bất kể bước sóng, qua các vật liệu tân tiến bẻ cong sóng với độ chính xác cao. Và vì thấu kính kim loại này khá mỏng, nó dễ sử dụng và sản xuất hơn so với các thiết kế trước.
Trong khi đó, quân đội Trung Quốc đã làm việc để đưa áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và lên không trung. Tính đến năm 2018, Viện Công nghệ Guangqi đã sản xuất được 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 mẽ”, theo các nhà phân tích quốc phòng Jeffrey Lin và P.W. Singer.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Chiết Giang đã thiết kế áo choàng vô hình của họ cho một chiếc drone di chuyển nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một vật thể lớn, đang chuyển động trong bất kỳ điều kiện thời tiết và môi trường nào, cho dù là trên không, dưới nước hay trên đất liền. Các nhà khoa học đã phải vượt qua những trở ngại đáng kể mà các thí nghiệm áo choàng vô hình trước đó gặp phải. Một ví dụ là, các vật liệu tân tiến được sử dụng trong các thiết kế trước đó gặp khó khăn trong việc bẻ cong sóng điện từ liên tục vào một điểm duy nhất để duy trì trạng thái vô hình. Do đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu tân tiến ba chiều để điều khiển các sóng đến và đảm bảo rằng áo choàng vẫn vô hình trong bất kỳ ngữ cảnh nào.
Nhờ sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, áo choàng sẽ điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi như một con tắc kè: các cảm biến trên bo mạch sẽ đánh giá các yếu tố như tần số và tốc độ góc của các sóng radar đến, sau đó AI sẽ xử lý thông tin này và chỉ đạo drone điều chỉnh các cấu trúc nhỏ trên bề mặt của vật liệu tân tiến để dẫn hướng các sóng. Khác với những khái niệm áo choàng khác, các nhà nghiên cứu cho rằng hệ thống thông minh này có thể hoạt động trong thời gian thực mà không cần can thiệp của con người.
Trong các thử nghiệm trong nhà mô phỏng môi trường trên cạn, dưới nước và trong không khí, độ mạnh của trường điện từ của drone có áo choàng, trung bình, tương tự khoảng 90% với môi trường xung quanh. Điều này cho thấy khả năng hòa quyện của nó tốt hơn nhiều so với một drone không có áo choàng vô hình, mà chỉ đạt khoảng 45% tương tự độ mạnh trường điện từ với môi trường xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang chưa được áp dụng cho máy bay chiến đấu của Trung Quốc vì nó được dự định sử dụng (ít nhất là ban đầu) cho đội drone khổng lồ, đang phát triển của nước này. Việc che giấu một drone, hoặc một đội drone, bằng tàng hình thực sự sẽ là một lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ xung đột tiềm năng nào với Mỹ hoặc các đồng minh của họ trong khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mặc dù mục tiêu này vẫn còn xa vời - áo choàng vô hình vẫn gặp phải một số thách thức. Ví dụ, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc hướng dẫn chính xác các sóng radar đến từ một phổ tần số rộng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đang tiếp tục hoàn thiện những thiết bị này, với mục tiêu là các áo choàng vô hình đáng tin cậy có thể che giấu phương tiện, thiết bị và thậm chí cả con người trong các tình huống chiến đấu. Ngay cả một thập kỷ trước, chính phủ Trung Quốc đã tài trợ cho hơn 40 dự án nghiên cứu khác nhau về áo choàng vô hình.
Những chiếc drone được che giấu này có thể hoàn toàn thay đổi quy tắc của chiến tranh hiện đại. Nếu, và khi, Bắc Kinh có động thái chống lại Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng đội drone sẽ đóng vai trò then chốt trong chiến lược của Trung Quốc đối với hòn đảo này. Giờ đây, nếu kết hợp những đội drone này với sức mạnh của áo choàng vô hình, lực lượng Trung Quốc có thể gần như tiêu diệt phần lớn phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân đến hòn đảo.
Nếu Trung Quốc hoàn toàn đạt được tàng hình, thì Mỹ và các đồng minh sẽ ở trong tình trạng mất cảnh giác trước một cuộc tấn công tiềm năng từ phía Trung Quốc.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/research/a63118295/china-invisibility-cloak/
