Применение нанотехнологий в военном деле за рубежом (2015)
Полковник С. Астужев
Ведущие зарубежные страны, и прежде всего США, проводят активную военно-техническую политику, направленную на поддержание военно-технического превосходства над всеми потенциальными противниками. На современном этапе особую опасность представляет военно-прикладное использование фундаментальных научно-технических открытий и появление созданных на основе инновационных технологий качественно новых систем вооружения, которые могут решающим образом повлиять на исход вооруженной борьбы без увеличения количественной составляющей ВС.
В настоящее время в промышленно развитых странах нанотехнологии находятся в состоянии быстрого развития и перехода от этапа прикладных НИОКР к этапу широкомасштабного практического внедрения, который начнется, как заявляют зарубежные эксперты, после 2020 года. По оценкам аналитической компании "Люкс рисёрч", рост объема мирового рынка нанотехнологической продукции в период с 2010 по 2013 год составлял 18 % ежегодно и к 2016-му достигнет почти 1,6 трлн долларов. При этом большая часть инвестиций в нанотехнологии осуществляется в интересах военных ведомств.
 |
 |
Так, на современном этапе ведущие страны НАТО широко используют достижения и разработки в данной области для решения задач, связанных с обеспечением безопасности и повышения обороноспособности государства, а также с сохранением боеспособности частей и подразделений национальных вооруженных сил и здоровья военнослужащих.
В связи с этим нанотехнологии как актуальное развитие инновационных технологий занимают одно из ведущих мест в тематике оборонных исследований. На основе полученных знаний и с применением новейших технологий создаются качественно новые системы вооружения, которые могут решающим образом повлиять на исход вооруженной борьбы без увеличения количественной составляющей ВС.
На современном этапе зарубежные военные эксперты, прежде всего американские, считают, что одними из наиболее перспективных направлений развития нанотехнологии в военной области являются разработка и создание:
- методов и аппаратуры нанесения антирадарных, сверхпрочных и антиударных покрытий, а также материалов для маскировки вооружения и военной техники (ВВТ) в оптическом, инфракрасном и миллиметровом диапазонах;
- нанопленок (фотоприемные материалы) и нанокомпозитов с последующим их применением в прототипах систем ВВТ (энергетические системы, сверхлегкие элементы экипировки военнослужащих, БЛА, микроспутники);
- автономных боевых робототехниче-ских систем;
- наноимплантов и других нано-устройств для обновления организма человека;
- нанолитографии, наноэлектроники;
- нанодетекторов для определения уровня загрязнений, вызванных применением химического, бактериологического и ядерного оружия.
Развитие и внедрение нанотехнологий затронет практически все виды ВВТ -от стрелкового оружия до космических аппаратов. Нанотехнологий найдут свое применение в первую очередь в уже имеющихся образцах оружия, что существенно увеличит их функциональные характеристики. Кроме того, такие технологии позволят создавать новые полупроводники и оптику, уникальные конструкционные материалы, а также вычислительную технику.
В частности, достижения в области молекулярной нанотехнологий, квантовых сетевых автоматов, химически синтезируемых микросхем и их промышленное внедрение позволят увеличить производительность компьютеров до теоретически возможного предела в 1 020 флопс (в миллиард раз больше современных) благодаря созданию микропроцессоров с активными элементами, размером значительно меньшим 0,1 мкм, разработке компактных запоминающих устройств емкостью 1 Тбит и более, а также увеличить пропускную способность систем связи в сотни раз.
Внедрение сверхминиатюрных нано-электронных устройств в уже имеющиеся системы оружия позволит реализовать полностью или частично автономные виды ВВТ.
На современном этапе достаточно высоких практических результатов удалось достигнуть в области технологий микро-электромашинных систем (МЭМС). Данные технологии позволяют объединять в одном миниатюрном устройстве средства сбора, обработки и передачи данных, а также исполнительные механизмы и электронную систему управления.
Нанотехнологические исследования по развитию МЭМС ведутся в целях создания следующих средств: микросенсоров и датчиков, микрофонов, микроакселерометров, угломеров, микрогироскопических измерительных устройств и т. п.; оптических, электрических и радиочастотных сигналов в микромашинных структурах, не имеющих каких-либо подвижных частей; нано-размерных исполнительных устройств и приводов, устройств преобразования электрических, электромагнитных и других сигналов в физические, химические или биологические эффекты; микромашинных узлов и систем, совмещающих в единой конструкции устройства всех перечисленных типов.
Так, в рамках программы создания интегрированных, миниатюрных, высокопроизводительных и автономных инерциальных навигационных систем сотрудниками Мичиганского университета (г. Анн-Арбор) на базе МЭМС был разработан однокристальный инерциальный измерительный блок. В его состав входят три гироскопа, три акселерометра и атомные часы, которые расположены на одном микрочипе размером 10 мм3 и толщиной 5*10-5 м каждый.
В микроэлектронике переход к нанотехнологиям предусматривает дальнейшую миниатюризацию отдельных компонентов электронных схем, особенно после уже начавшегося внедрения устройств с использованием нанотрубок и отдельных биомолекул. Общепринятое ранее предположение, что практическое применение наноэлементов в таких схемах будет сдерживаться и ограничиваться наличием квантовых эффектов, в настоящее время коренным образом пересмотрено.
В частности, считается возможным создание быстродействующих вычислительных и других устройств, принцип действия которых основан на использовании спиновых состояний электронов и атомов. В таких разработках внедрение нанотехнологий будет означать не просто дальнейшее уменьшение размеров транзисторов, но и разработку принципиально новых электронных элементов типа механических резонаторов фильтров в гигагерцевом диапазоне частот.
Вместе с тем в области создания новых материалов и аэрозолеобразующих составов для маскировки на местности вооружения и военной техники ведутся НИР, связанные с изменением оптических свойств материалов, в первую очередь цвета. Опытным путем установлено, что цветовая окраска выполненного на основе нанотрубок материала изменяется в зависимости от их диаметра.
По утверждениям американских разработчиков, целью исследований является создание нанотехнологичных тканей для обмундирования, способных изменять камуфляжную сетку в зависимости от уровня освещенности, фоновой поверхности местности и других внешних условий (меняют свой цвет в зависимости от окружающей среды и маскируют военнослужащего в видимом диапазоне оптического спектра).
В целом НИР в области нанотехнологий в ведущих зарубежных странах затрагивают широкий спектр вопросов, связанных с развитием перспективных ВВТ. Из многих областей их военно-прикладного использования наиболее существенных и близких по времени результатов можно ожидать по направлениям, связанным с миниатюризацией средств вооруженной борьбы и их компонентов, разработкой материалов и устройств с высокими эксплуатационными свойствами, созданием принципиально новых средств РХБ-защиты, проведением исследований в области военной медицины, касающихся синтеза физиологически активных веществ, и отработкой технологий их адресной доставки к человеческим органам, а также с получением аэрозолей для маскировки личного состава, военной техники и стационарных объектов.