https://frosthead.com

Zapytaj Smithsonian: Jak działa noktowizor?

Technologia noktowizyjna, niegdyś dość niezręczna, stała się tak lekka i potężna, że ​​zmienia paradygmat bitewny dla sił USA. Noc stała się dniem.

powiązana zawartość

  • Zapytaj Smithsonian: Jak zrobić mamusię?
  • Zapytaj Smithsoniana: Jak leczy się skóra?
  • Zapytaj Smithsoniana: Dlaczego flamingi stoją na jednej nodze?
  • Zapytaj Smithsoniana: Co sprawia, że ​​Skunk Spray Pachnie tak strasznie?

Możliwość użycia lunety do obserwacji w nocy została po raz pierwszy rozwinięta w latach 30. XX wieku przez wojsko niemieckie, ale siły amerykańskie wkrótce poszły w ich ślady. Teraz technologia noktowizyjna jest uważana za niezbędne narzędzie w ekwipunku żołnierza lub lotnika, umożliwiając im bezpieczne poruszanie się bez strachu przed niespodziewanym atakiem i wyszukiwanie celów w prawie całkowitej ciemności lub przez grube zasłony dymu, mgły i pyłu w ciągu dnia.

„To poprawia ich mobilność, przeżywalność i śmiertelność”, mówi ppłk Timothy Fuller, kierownik produktu ds. Czujników manewrowych żołnierza w biurze wykonawczym programu armii amerykańskiej (PEO Soldier), ośrodku badawczo-rozwojowym z siedzibą w Ft. Belvoir, Wirginia.

Fuller uważa, że ​​lunety i gogle noktowizyjne są używane przez całą dobę.

Technologia nie wystartowała tak naprawdę do późnych lat pięćdziesiątych, kiedy żołnierz PEO miał prosty, ale nie tak łatwy cel: „podbój ciemności”, zgodnie z historią armii.

Istnieją dwa sposoby na zwiększenie tego, co człowiek widzi w ciemności lub w innych zaciemnionych warunkach: poprawa obrazu (tradycyjnie uważana za widzenie nocne) i obrazowanie termiczne.

Dzięki wzmocnieniu obrazu luneta wykorzystuje soczewkę do przechwytywania światła odbitego od księżyca lub gwiazd i przepuszcza je przez rurkę wzmacniacza obrazu. Wewnątrz tej lampy znajduje się fotokatoda, która po uderzeniu przez energię świetlną lub fotony emituje elektrony.

Rurka pokryta wewnątrz światłoczułym związkiem szybko zamienia pojedynczy elektron w wiele tysięcy w kaskadowy efekt.

Na końcu rurki elektrony uderzają w ekran pokryty emitującymi światło chemikaliami zwanymi luminoforami. Te luminofory przekształcają elektrony z powrotem w fotony, tworząc obraz na ekranie - zwykle zielony, ponieważ uważa się, że ludzie najlepiej przetwarzają obraz w tym kolorze. Soczewka okularowa pozwala użytkownikowi powiększyć i ustawić ostrość obrazu.

Koncepcja przyspieszania elektronów w celu uderzenia w ekran luminoforu, który wytwarza blask, działa na tej samej zasadzie, co stare telewizory i komputery działające z lampami katodowymi, mówi Tom Bowman, dyrektor działu systemów walki naziemnej w Night Vision firmy US Army i Dyrekcja ds. Czujników elektronicznych.

Urządzenia do obrazowania termicznego wykorzystują czujnik zwany mikrobalometrem do odczytywania różnicy temperatur między obiektem a jego otoczeniem, tworząc obraz obiektu. Dane z mikrobalometru są wysyłane do wyświetlacza, aby użytkownik mógł zobaczyć obiekt. Obrazowanie termiczne pozwala wykryć ciepło wypromieniowane z dowolnego obiektu - czy to skały, ciężarówki, budynku czy istoty ludzkiej - mówi Bowman. Wytworzony obraz jest podobny do czarno-białego telewizora.

Często kamera termowizyjna jest sprzężona z technologią poprawy obrazu. „Gdy mamy całkowitą ciemność, kanał termiczny pomaga”, mówi Fuller.

Oryginalne noktowizory pierwszej generacji były używane od drugiej wojny światowej i przez wybuch wojny w Wietnamie. Pierwszym praktycznym urządzeniem noktowizyjnym dla piechoty był celownik Starlight, wprowadzony w 1964 r. I używany przez piechotę podczas konfliktu w Wietnamie. Sześciofuntowe, długie (około 18 cali) urządzenie - które używało specyficznej dla wojska, nieporęcznej, drogiej baterii - nie nadawało się do lekkiego obciążenia.

Znaczny postęp w technologii noktowizyjnej w ciągu ostatnich 50 lat polegał na tworzeniu bardziej przenośnego i lżejszego sprzętu, chociaż poprawiono także ostrość widzenia. Tak zwana technologia drugiej generacji zapewniła żołnierzom widzenie 20/50. Zostało to ulepszone dzięki obecnej technologii trzeciej generacji do 20/20, co oznacza, że ​​żołnierze mogą widzieć zarówno nocą, jak i za dnia, mówi Bowman.

Jak mówi Bowman, lunety zamontowane na szczytach broni, takich jak karabiny, zmniejszyły się z ośmiu funtów do około funta.

Gogle zostały wprowadzone na rynek w 1977 roku. Od tego czasu intensywność obrazu znacznie się zwiększyła, a najnowsza technologia łączy widzenie w nocy i obrazowanie termiczne w zestawie słuchawkowym o wadze około funta - łącznie z zestawem baterii przymocowanym do tylnej części kasku i zawiera cztery baterie AA (pozwalające na prawie 8 godzin użytkowania). W latach 70. żołnierze używający gogli mogli wykryć postać ludzką z odległości 500 stóp; teraz widzą w ciemności około 1000 stóp.

Obecnie są niani, lornetki, lunety myśliwskie i kamery monitorujące.

Ale przeciętny obywatel nie może kupić niczego wyposażonego w najnowsze zaliczki. „Nie kupujesz wojskowego sprzętu” - mówi Bowman. Mówi, że to, co jest dostępne, „jest czymś podobnym do tego, co mielibyśmy w latach 70.”.

A najnowsza technologia jest ściśle strzeżona. „Armia jest czujna, delikatnie mówiąc, ” jeśli chodzi o kontrolę zapasów, mówi Fuller.

Twoja kolej na Ask Smithsonian.

Zapytaj Smithsonian: Jak działa noktowizor?