ادعای چین: حسگر موشکی الهام‌گرفته از سوسک، ۲۰ هزار برابر سریع‌تر از گنبد طلایی آمریکا

توسعه حسگر فروسرخ با الهام از طبیعت

محققان مؤسسه فیزیک فنی شانگهای و دانشگاه تونگ‌جی چین، حسگری فروسرخ با سرعت بالا ساخته‌اند که طراحی آن از سوسک آتشین الهام گرفته شده است. این حسگر قادر است حرکت و حرارت را در محیط‌های دشوار مانند دود، گرد و غبار یا مه شناسایی کند.

سوسک آتشین با استفاده از اندام‌های خاص خود، می‌تواند آتش‌سوزی‌ها را از صدها کیلومتر دورتر حس کند. با الهام از این قابلیت، تیم پژوهشی به سرپرستی استادان هو ویدا و میائو جینشوی، یک ترانزیستور با استفاده از دو ماده کلیدی طراحی کردند:

• پالادیوم دی‌سلنید (PdSe₂): با قابلیت جذب بالای نور فروسرخ.
• پنتاسن: یک نیمه‌هادی آلی که عملکردی مشابه سامانه حسی سوسک دارد.

این دستگاه در محدوده میانی طیف فروسرخ فعالیت کرده و توانایی تشخیص گرماهای بسیار پایین را دارد. در آزمایش‌های شبیه‌سازی آتش‌سوزی جنگلی با دمای ۹۲۷ درجه سلسیوس، حسگر توانست حرکت شعله‌ها و الگوهای حرارتی را با دقت نزدیک به ۹۵ درصد دنبال و ذخیره کند.

پیشرفت در سرعت و وضوح تشخیص

در مطالعه‌ای دیگر، محققان دستگاه دومی را با بهره‌گیری از فسفر سیاه و ایندیوم سلنید (BP/InSe) ساختند که به سرعت حافظه فوتونی برابر با ۰.۵ میکروثانیه دست یافت. این فناوری، برخلاف نمونه‌های قدیمی که تنها سیگنال‌های تار ثبت می‌کردند، توانست ۱۷ نقطه داده دقیق از اهداف فروسرخ را ذخیره کند.

به گفته پژوهشگران، این سرعت و وضوح می‌تواند در کاربردهای نظامی نظیر دفاع موشکی و هدف‌گیری سریع بسیار مفید واقع شود.

حسگرهای توسعه‌یافته در زمینه حافظه زمان واقعی و شناسایی تصویری نیز آزمایش شده‌اند که امکان ادغام آن‌ها با پهپادهای خودمختار، ماهواره‌ها یا سامانه‌های موشکی زمینی را فراهم می‌آورد. این سامانه‌ها قادر خواهند بود شبکه‌ای حساس و واکنش‌پذیر از نظارت فروسرخ در سطح زمین، دریا و فضا ایجاد کنند.

کاربردهای نظامی و رقابت با گنبد طلایی آمریکا

گرچه کاربرد نظامی مشخصی برای این حسگر اعلام نشده، اما نتایج مطالعه نشان می‌دهد که می‌توان آن را به سامانه‌هایی مانند واحد پدافند موشکی HQ-17AE چین افزود تا توان رهگیری تهدیدات حتی در شرایط دشواری مانند طوفان‌های شن یا نبردهای شبانه حفظ شود.

تراشه‌های سریع‌تر مبتنی بر BP/InSe می‌توانند به فرآیند هدف‌گیری سلاح‌هایی چون ریل‌گان در ناوهای جنگی یا ناوهای هواپیمابر کمک کنند. این دستاورد پژوهشی چند ماه پس از آن منتشر می‌شود که ایالات متحده طرح «گنبد طلایی» را برای ساخت سپر موشکی متشکل از ماهواره‌هایی با حسگرهای فروسرخ در فضا رونمایی کرد.

با این حال، سامانه‌های آمریکایی همچنان به حسگرهای سیلیکونی سنتی متکی هستند که به گفته محققان چینی، توان رقابت با دقت و سرعت فناوری‌های جدید آن‌ها را ندارند. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که ترکیب قابلیت‌های حسگری، حافظه و پردازش در یک واحد می‌تواند تاخیر را کاهش داده، مصرف انرژی را پایین بیاورد و امکان عملیات زمان واقعی را فراهم آورد. این مزایا برای ناوگان‌های آینده پهپادها، خودروهای خودران و سامانه‌های پردازش مرزی در محیط‌های دشوار بسیار حیاتی تلقی می‌شود.