Hãy tưởng tượng một chiếc máy bay chiến đấu được bao bọc bởi một "chiếc áo choàng" có thể bay lượn trên bầu trời, hoàn toàn ẩn mình khỏi tầm nhìn của kẻ thù. Mới đây, các nhà khoa học tại Đại học Chiết Giang, Trung Quốc đã công bố phát minh này: một "chiếc áo choàng vô hình cho phương tiện bay" – một công nghệ tương tự như những gì mà chúng ta thường thấy trong phim Star Trek. Hiện tại, quân đội Trung Quốc đang có kế hoạch áp dụng công nghệ tàng hình này cho đội quân drone đang phát triển mạnh mẽ.
Máy bay thường bị phát hiện khi phản chiếu các sóng radar. Tuy nhiên, những chiếc áo choàng vô hình được thiết kế để lừa các hệ thống radar bằng cách sử dụng các vật liệu kỹ thuật đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng xung quanh máy bay như thể chúng đang đi qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển sóng trong toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả những phần có thể nhìn thấy và không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Các quân đội trên toàn thế giới đã làm việc trong nhiều thập kỷ để khiến các phương tiện chiến đấu như máy bay trở nên vô hình trước radar. Tuy nhiên, công nghệ tàng hình còn xa mới hoàn hảo và những thiết bị này vẫn có thể bị phát hiện nếu radar đủ mạnh. Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang khẳng định họ có thể lấp đầy khoảng trống vô hình và khiến máy bay hoàn toàn không thể nhận diện. Nhưng liệu điều này có thật sự khả thi?
Trước khi có những chiếc áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn tiên tiến nhất. Bề mặt của những chiếc máy bay này được chế tạo từ các vật liệu composite đặc biệt, với những thành phần như graphene và sợi carbon có khả năng hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản xạ lại. Các 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 để phản chiếu ít sóng radar nhất có thể, và thay vào đó, chúng xuất hiện như một con dơi hoặc một con chim bay lượn trên bầu trời. Các thiết kế tương tự cũng được áp dụng cho tàu ngầm, giúp chúng trở thành những "quái thú" không thể bị phát hiện bởi sonar.
Quân đội Mỹ đã đi đầu trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ đã bắt đầu phát triển công nghệ này nhưng chỉ công bố công khai tại một buổi họp báo của Lầu Năm Góc vào năm 1980. Máy bay tàng hình đầu tiên của nước này được đưa vào sử dụng chiến đấu vào năm 1989. Kể từ đó, các đối thủ của Mỹ (và thậm chí một số đồng minh) cũng bắt đầu phát triển các biện pháp chống lại để phát hiện và tiêu diệt những chiếc máy bay tàng hình mới.
Những quốc gia này đã phát triển các biện pháp để phát hiện máy bay tàng hình, như các loại radar tinh vi hơn có khả năng bắt giữ một phổ tần số rộng hơn. Ngày nay, Nga sử dụng hệ thống vận hành trên các băng tần tần số thấp, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát ra các bước sóng dài, khiến máy bay tàng hình khó tránh khỏi các xung radar. Máy bay tàng hình của Mỹ, chẳng hạn, có thể bị phát hiện bởi radar Nebo-M vì chúng được thiết kế để thoát khỏi các bước sóng radar ngắn hơn.
Trung Quốc cũng tuyên bố đã phát triển một hệ thống radar mới sử dụng hệ thống vệ tinh BeiDou của nước này để phát hiện những sự khúc xạ nhẹ từ các máy bay tàng hình. "Sử dụng một ăng-ten thu đơn giản, radar này có chi phí hiệu quả, có thể được triển khai ở hầu hết mọi nơi trên Trái Đất và không phát ra tín hiệu nào có thể tiết lộ vị trí của nó," theo báo South China Morning Post.
Khi kết hợp với các hệ thống radar đang tiến bộ, công nghệ áo choàng vô hình từ Đại học Chiết Giang có thể mang lại cho Trung Quốc một lợi thế chưa từng có so với các đối thủ. Trung Quốc đã tìm kiếm sự vô hình thật sự với sự trợ giúp của các vật liệu metamaterials tiên tiến trong suốt 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.
Đến năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Guangqi ở Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất hàng loạt các vật liệu metamaterials đặc biệt cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm đang diễn ra của Trung Quốc (J-35 và J-20 "Rồng Hùng Mạnh" là hai máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của nước này). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin cũng đã công bố họ đã tạo ra một chiếc áo choàng vô hình. Nhưng nó chỉ được thiết kế để bảo vệ máy bay khỏi ánh sáng micro. Đến năm 2016, các nhà khoa học tại Vương quốc Anh đã công bố một "bề mặt sóng cloak" có khả năng làm cho các bề mặt uốn cong trở nên phẳng khi tiếp xúc với các sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chặn sự tán xạ và cảnh báo radar.
Vài năm sau đó, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được một bước đột phá lớn trong việc sản xuất metamaterials: một loại lens kim loại mới, với bề mặt phẳng sử dụng các cấu trúc nano để thao túng ánh sáng. Khác với các thiết kế tàng hình trước đây, lens kim loại này khiến một vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong các sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng nhìn thấy. Bề mặt này được phủ bởi các cánh nano titan có khả năng dẫn dắt các sóng ánh sáng vào, bất kể bước sóng, thông qua các metamaterials uốn cong sóng một cách chính xác. Và vì lens kim loại này tương đối mỏng, nên nó dễ 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 áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và vào bầu trời. Cho đến năm 2018, Viện Công nghệ Guangqi được cho là đã 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 Hùng 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 máy bay drone có tốc độ di chuyển nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một vật thể lớn, đang di chuyển trong mọi điều kiện thời tiết và môi trường, cho dù trên không, dưới nước hay trên đất liền. Các nhà khoa học đã phải vượt qua những rào cản đáng kể mà các thí nghiệm áo choàng vô hình trước đây gặp phải. Một trong số đó là, các metamaterials được sử dụng trong các thiết kế trước gặp khó khăn trong việc bẻ cong các 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 loại metamaterial ba chiều mới để điều khiển các sóng đến 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 có thể điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi 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 đến, sau đó AI xử lý thông tin này và chỉ đạo 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 rằng hệ thống thông minh này có khả năng hoạt động theo thời gian thực mà không cần sự can thiệp của con người.
Trong các bài kiểm tra trong nhà mô phỏng các môi trường trên đất liền, dưới biển và trên không, độ mạnh trường điện của drone được che giấu, trung bình xấp xỉ 90% tương tự như nền tảng của nó. Điều này cho thấy nó hòa nhập tốt hơn nhiều so với drone mà không có áo choàng vô hình, chỉ đạt 45% tương tự về độ mạnh trường điện so với môi trường nền xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang hiện vẫn chưa được áp dụng cho các máy bay chiến đấu của Trung Quốc vì nó dự kiến sẽ được sử dụng (ít nhất là ban đầu) cho đội quân drone lớn đang phát triển của nước này. Việc che giấu một drone, hoặc một đàn drone, với tính năng vô hình thực sự sẽ là một lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ cuộc xung đột có thể xảy ra với Mỹ hoặc các đồng minh của họ trong khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mục tiêu này có thể vẫn còn xa – áo choàng vô hình vẫn gặp nhiều thách thức. Chẳng hạn, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc điều khiển chính xác các sóng radar từ một dải tần số rộng. Nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn tiếp tục hoàn thiện các thiết bị này, với mục tiêu xây dựng áo choàng vô hình đáng tin cậy có thể bao phủ các phương tiện, thiết bị, thậm chí là cả con người trong các tình huống 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 chiếc drone được che giấu này có thể hoàn toàn thay đổi quy tắc của chiến tranh hiện đại. Nếu và khi Bắc Kinh ra tay chống lại Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng đàn drone sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược của Trung Quốc đối với hòn đảo này. Giờ đây, nếu kết hợp đàn drone với sức mạnh của áo choàng vô hình, lực lượng Trung Quốc có thể dễ dàng tiêu diệt phần lớn các hệ thống phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân lên hòn đảo.
Nếu Trung Quốc đạt được toàn bộ thành tựu về tính vô hình, Mỹ và các đồng minh của họ sẽ hoàn toàn mù quáng 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 phản chiếu các sóng radar. Tuy nhiên, những chiếc áo choàng vô hình được thiết kế để lừa các hệ thống radar bằng cách sử dụng các vật liệu kỹ thuật đặc biệt, giúp bẻ cong các sóng xung quanh máy bay như thể chúng đang đi qua một chiếc máy bay. Mục tiêu là điều khiển sóng trong toàn bộ phổ điện từ, bao gồm cả những phần có thể nhìn thấy và không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Các quân đội trên toàn thế giới đã làm việc trong nhiều thập kỷ để khiến các phương tiện chiến đấu như máy bay trở nên vô hình trước radar. Tuy nhiên, công nghệ tàng hình còn xa mới hoàn hảo và những thiết bị này vẫn có thể bị phát hiện nếu radar đủ mạnh. Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang khẳng định họ có thể lấp đầy khoảng trống vô hình và khiến máy bay hoàn toàn không thể nhận diện. Nhưng liệu điều này có thật sự khả thi?
Trước khi có những chiếc áo choàng vô hình, máy bay tàng hình là lựa chọn tiên tiến nhất. Bề mặt của những chiếc máy bay này được chế tạo từ các vật liệu composite đặc biệt, với những thành phần như graphene và sợi carbon có khả năng hấp thụ một số loại sóng radar thay vì phản xạ lại. Các 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 để phản chiếu ít sóng radar nhất có thể, và thay vào đó, chúng xuất hiện như một con dơi hoặc một con chim bay lượn trên bầu trời. Các thiết kế tương tự cũng được áp dụng cho tàu ngầm, giúp chúng trở thành những "quái thú" không thể bị phát hiện bởi sonar.
Quân đội Mỹ đã đi đầu trong việc phát triển máy bay tàng hình. Vào những năm 1970, Bộ Quốc phòng Mỹ đã bắt đầu phát triển công nghệ này nhưng chỉ công bố công khai tại một buổi họp báo của Lầu Năm Góc vào năm 1980. Máy bay tàng hình đầu tiên của nước này được đưa vào sử dụng chiến đấu vào năm 1989. Kể từ đó, các đối thủ của Mỹ (và thậm chí một số đồng minh) cũng bắt đầu phát triển các biện pháp chống lại để phát hiện và tiêu diệt những chiếc máy bay tàng hình mới.
Những quốc gia này đã phát triển các biện pháp để phát hiện máy bay tàng hình, như các loại radar tinh vi hơn có khả năng bắt giữ một phổ tần số rộng hơn. Ngày nay, Nga sử dụng hệ thống vận hành trên các băng tần tần số thấp, bao gồm radar Nebo-M. Hệ thống này phát ra các bước sóng dài, khiến máy bay tàng hình khó tránh khỏi các xung radar. Máy bay tàng hình của Mỹ, chẳng hạn, có thể bị phát hiện bởi radar Nebo-M vì chúng được thiết kế để thoát khỏi các bước sóng radar ngắn hơn.
Trung Quốc cũng tuyên bố đã phát triển một hệ thống radar mới sử dụng hệ thống vệ tinh BeiDou của nước này để phát hiện những sự khúc xạ nhẹ từ các máy bay tàng hình. "Sử dụng một ăng-ten thu đơn giản, radar này có chi phí hiệu quả, có thể được triển khai ở hầu hết mọi nơi trên Trái Đất và không phát ra tín hiệu nào có thể tiết lộ vị trí của nó," theo báo South China Morning Post.
Khi kết hợp với các hệ thống radar đang tiến bộ, công nghệ áo choàng vô hình từ Đại học Chiết Giang có thể mang lại cho Trung Quốc một lợi thế chưa từng có so với các đối thủ. Trung Quốc đã tìm kiếm sự vô hình thật sự với sự trợ giúp của các vật liệu metamaterials tiên tiến trong suốt 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.
Đến năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Guangqi ở Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất hàng loạt các vật liệu metamaterials đặc biệt cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm đang diễn ra của Trung Quốc (J-35 và J-20 "Rồng Hùng Mạnh" là hai máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của nước này). Hai năm sau, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin cũng đã công bố họ đã tạo ra một chiếc áo choàng vô hình. Nhưng nó chỉ được thiết kế để bảo vệ máy bay khỏi ánh sáng micro. Đến năm 2016, các nhà khoa học tại Vương quốc Anh đã công bố một "bề mặt sóng cloak" có khả năng làm cho các bề mặt uốn cong trở nên phẳng khi tiếp xúc với các sóng điện từ từ nhiều tần số khác nhau, ngăn chặn sự tán xạ và cảnh báo radar.
Vài năm sau đó, các nhà khoa học từ Mỹ và Canada đã đạt được một bước đột phá lớn trong việc sản xuất metamaterials: một loại lens kim loại mới, với bề mặt phẳng sử dụng các cấu trúc nano để thao túng ánh sáng. Khác với các thiết kế tàng hình trước đây, lens kim loại này khiến một vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong các sóng từ toàn bộ phổ ánh sáng nhìn thấy. Bề mặt này được phủ bởi các cánh nano titan có khả năng dẫn dắt các sóng ánh sáng vào, bất kể bước sóng, thông qua các metamaterials uốn cong sóng một cách chính xác. Và vì lens kim loại này tương đối mỏng, nên nó dễ 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 áo choàng vô hình ra khỏi phòng thí nghiệm và vào bầu trời. Cho đến năm 2018, Viện Công nghệ Guangqi được cho là đã 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 Hùng 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 máy bay drone có tốc độ di chuyển nhanh, vì vậy họ phải đảm bảo rằng nó có thể che giấu một vật thể lớn, đang di chuyển trong mọi điều kiện thời tiết và môi trường, cho dù trên không, dưới nước hay trên đất liền. Các nhà khoa học đã phải vượt qua những rào cản đáng kể mà các thí nghiệm áo choàng vô hình trước đây gặp phải. Một trong số đó là, các metamaterials được sử dụng trong các thiết kế trước gặp khó khăn trong việc bẻ cong các 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 loại metamaterial ba chiều mới để điều khiển các sóng đến 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 có thể điều chỉnh theo các điều kiện thay đổi 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 đến, sau đó AI xử lý thông tin này và chỉ đạo 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 rằng hệ thống thông minh này có khả năng hoạt động theo thời gian thực mà không cần sự can thiệp của con người.
Trong các bài kiểm tra trong nhà mô phỏng các môi trường trên đất liền, dưới biển và trên không, độ mạnh trường điện của drone được che giấu, trung bình xấp xỉ 90% tương tự như nền tảng của nó. Điều này cho thấy nó hòa nhập tốt hơn nhiều so với drone mà không có áo choàng vô hình, chỉ đạt 45% tương tự về độ mạnh trường điện so với môi trường nền xung quanh.
Công nghệ áo choàng mới của Đại học Chiết Giang hiện vẫn chưa được áp dụng cho các máy bay chiến đấu của Trung Quốc vì nó dự kiến sẽ được sử dụng (ít nhất là ban đầu) cho đội quân drone lớn đang phát triển của nước này. Việc che giấu một drone, hoặc một đàn drone, với tính năng vô hình thực sự sẽ là một lợi thế quyết định cho Trung Quốc trong bất kỳ cuộc xung đột có thể xảy ra với Mỹ hoặc các đồng minh của họ trong khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương.
Mục tiêu này có thể vẫn còn xa – áo choàng vô hình vẫn gặp nhiều thách thức. Chẳng hạn, áo choàng vô hình gặp khó khăn trong việc điều khiển chính xác các sóng radar từ một dải tần số rộng. Nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn tiếp tục hoàn thiện các thiết bị này, với mục tiêu xây dựng áo choàng vô hình đáng tin cậy có thể bao phủ các phương tiện, thiết bị, thậm chí là cả con người trong các tình huống 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 chiếc drone được che giấu này có thể hoàn toàn thay đổi quy tắc của chiến tranh hiện đại. Nếu và khi Bắc Kinh ra tay chống lại Đài Loan, hầu hết các chuyên gia cho rằng đàn drone sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược của Trung Quốc đối với hòn đảo này. Giờ đây, nếu kết hợp đàn drone với sức mạnh của áo choàng vô hình, lực lượng Trung Quốc có thể dễ dàng tiêu diệt phần lớn các hệ thống phòng thủ của Đài Loan trước khi đặt chân lên hòn đảo.
Nếu Trung Quốc đạt được toàn bộ thành tựu về tính vô hình, Mỹ và các đồng minh của họ sẽ hoàn toàn mù quáng trước một cuộc tấn công tiềm tàng từ Trung Quốc.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/research/a63118295/china-invisibility-cloak/
