هر روز مطالبی زیبا و جالب از تکنولوژی

جنگ ها به طور مداوم در حال تحول اند. هواپیماهای بدون سرنشین مسلح، پوشش های نظامی برای افزایش قدرت، جنبش و استقامت بدن و حالا لیزرهایی که بر روی هواپیماهای جنگی و کشتی ها مستقر می شوند از جمله تحولات جدید در این عرصه اند.

کلیک – با ورود لیزر (متأسفانه) یک انقلاب تکنولوژیکی در حال آمیخته شدن با جنگ ها است. استفاده از لیزر در جنگ ها به این معنی است که با تکیه بر سرعت و شدت نور انسان ها کشته می شوند و ابزار و دستگاه ها از کار انداخته می شوند. چند دهه است که کشورهایی وعده استفاده از لیزر در جنگ ها را داده اند و حالا پس از شروع های اشتباه در نهایت لیزر به عنوان سلاح وارد نیروهای نظامی شده است. به این ترتیب جنگ ها دیگر هرگز مثل گذشته نخواهند بود.
ارتش آمریکا درصدد است از لیزرها به شکل سلاح در هواپیماها استفاده کند و آنها را برای ساقط کردن موشک ها و همچنین غیر فعال کردن ساختارهای کلیدی دشمن، مانند وسایل نقلیه و زیرساخت های ارتباطی به کار برد.
به تازگی توپی لیزری نیز به وسیله نیروی دریایی بریتانیا درست شده که می تواند کشتی ها را از موشک ها و سربازان را از آتش خمپاره محافظت کند.

نیروی دریایی آمریکا هم سلاح مشابهی را برای منفجر کردن هواپیماهای بدون سرنشین و قایق ها در خلیج فارس بر روی کشتی هایش قرار داده است و قرار است کل ناوگانش را با آن تجهیز کند.
دانشمندان چینی نیز سلاحی لیزری درست کرده اند که می تواند هواپیماهای بدون سرنشین را ساقط کند.
در گذشته، لیزرها بیش از حد بزرگ بودند و نمی شد از آنها برای این گونه اهداف استفاده کرد اما امروزه سیستم های لیزری مدام در حال کوچک شدن اند. در واقع، آنها به زودی به اندازه ای کوچک می شوند که در یک هواپیمای بدون سرنشین نیز جا می شوند.
حالا این پرسش پیش می آید که پرتو لیزر چیست و نیروهای نظامی چگونه می خواهند از آن استفاده کند؟ لیزر مخفف «تقویت نور از طریق گسیل القایی تابش» است. لیزرها با برانگیختن اتم ها، مولکول ها یا یون ها در گازهای با ضخامت متوسط، مواد شیمیایی، الیاف، یا دیودها کار می کنند -تا این که این مواد نور را دقیقاً در همان طول موج مورد نظر خارج کنند. این نور سپس به وسیله یک تشدید کننده به یک پرتو باریک هدایت می شود و سپس به یک هدف هدایت می شود.

به عبارت ساده پرتو لیزر یک اشعه متمرکز نور است که به وسیله یک ماده خاص به نام وسیله لیزری (شیشه خاص، کریستال یا گاز) خارج می شود. این اشعه باید به قدر کافی قوی باشد تا باعث ایجاد آسیب شود بنابراین لازم است که تقویت شود.
این تقویت با جلو و عقب کردن وسیله لیزری بین مجموعه ای از آینه ها (یا دیگر سطوح بازتابنده) انجام می شود. هر عبور، مواد لیزری را بیشتر برانگیخته می کند و باعث می شود نور بیشتری تابیده شود و در نتیجه قدرت پرتو افزایش می یابد. در نهایت پرتو، بیشتر متمرکز می شود و از میان مجموعه ای از لنزها آزاد می شود و باعث وارد آمدن آسیب می شود.
در اصل لیزرها که پرتوهای باریک نور متمرکز اند با داغ کردن هدف به آن آسیب می زنند. آنها می توانند از طریق سوزاندن، سوراخ هایی را در پوسته هواپیما، بدنه قایق های کوچک و یا بدن انسان ایجاد کنند. می توانند گلوله های توپ را در میان هوا داغ کنند و باعث شوند منفجر شوند و یا ظروف نگهداری سوخت را مشتعل کنند.

اولین لیزر در سال ۱۹۶۰به وسیله تئودور میمن (Theodore Maiman) در آزمایشگاه تحقیقات هیوز کالیفرنیا تشریح شد اما بیش از ۵۰ سال زمان برد تا با غلبه بر موانع متعدد این فناوری به سلاح های عملیاتی میدان جنگ تبدیل شود.
در اواخر سال ۲۰۱۵ لاکهید مارتین (یک شرکت هوافضا، دفاعی، امنیتی و فن آوری های پیشرفته آمریکایی) اعلام کرد که راه های قرار دادن لیزر بر روی جنگنده F-35 بررسی شده است و همچنین در نظر است لیزر در هواپیماهای پشتیبانی AC-130 و بمب افکن های B-1 و B-2 نیز کار گذاشته شوند.

به مدد داستان های علمی- تخیلی، سلاح های لیزری در قریب به یک صد سال گذشته در اذهان عمومی جا باز کرده اند. در دهه ۱۹۳۰ میلادی یعنی دهه ها قبل از این که روش های کار با لیزر ابداع شود، در کمیک های باک راجرز و فلش گوردون و سریال ها، لیزرها به صورت سلاح مورد استفاده قرار می گرفتند.
البته لیزرهای داستان های علمی- تخیلی ای مانند جنگ ستارگان به طور کامل با واقعیت تفاوت دارند. لیزرهای جنگ ستارگان در رنگ های روشن از میان هوا به پرواز در می آیند و سر و صدایی هم ایجاد می کنند. درواقع تیرهای انرژی آنها به قدری آهسته حرکت می کند که شما می توانید آنها را در حال حرکت ببینید در حالی که واقعیت خیلی با اینها متفاوت است.

قدرت سلاح های لیزری چه قدر است؟
میزان آسیبی که به وسیله اشعه لیزر ایجاد می شود بستگی به قدرت یک سیستم لیزری دارد و می تواند بیشتر تنظیم شود.
بنابراین بسته به قدرت یک سیستم لیزری ممکن است هیچ گونه آسیب مستقیمی ایجاد نشود و یا پرتو به قدری قدرتمند شود که آبکاری فلزات را ذوب کند و وسایل نقلیه و موشک ها را غیر فعال کند.
قدرت یک لیزر، مانند قدرت یک بمب هواپیما با کیلوگرم یا پوند بیان نمی شود. لیزرهای نظامی به خاطر نیروی الکتریکی ای که مصرف می کنند به کیلووات و در نهایت مگاوات درجه بندی می شوند.

اندازه گیری میزان صدمه ای که یک گلوله توپ ۱۵۵ میلیمتری و یا بمب ۲۲۷ کیلوگرمی وارد می کند نسبتاً آسان است. اینها هر دو مهماتی هستند که وقتی مواد شیمیایی داخل آنها منفجر می شود مقدار عظیمی انرژی آزاد می کنند اما حتی حالا که تبدیل لیزرها به سلاح در حال تبدیل شدن به واقعیت است، به سختی کسی می داند که آنها واقعاً چگونه کار می کنند و چه نوع آسیبی وارد می کنند.
چندین نوع لیزر وجود دارد که در همه چیز از دی وی دی پلیر بلو- ری (Blu-Ray DVD player) گرفته تا سلاح های هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد.

چنان که گفتیم بر خلاف داستان ها و بازی های ویدئویی و فیلم ها، لیزرها وقتی از میان هوا عبور می کنند سر و صدا راه نمی اندازند. آنها می توانند نامرئی باشند، مگر اینکه از میان دود یا مه و … حرکت کنند. کسی که زیر آتش سلاح لیزری است ممکن نیست بفهمد که مورد حمله واقع شده تا این که سوراخ هایی شروع به ظاهر شدن در مواد می کند، مواد خیلی داغ می شوند و مهمات منفجر می شوند.
لیزرها سریع هم هستند: آنها با سرعت نور حرکت می کنند.

 

هنگامی که لیزر به هدف برخورد می کند، با داغ کردن هدف، سریع و با میزان زیادی از انرژی به هدف آسیب می رساند. یک لیزر بدنه کشتی ها، پوسته هواپیماها و پوست انسان را هنگام عبور از مسیرش می سوزاند. این داغ شدن سریع باعث می شود مخازن سوخت آتش بگیرند یا منفجر شوند، موتورها بسوزند، مواد منفجره مهمات منفجر شوند و حتی بدتر از اینها. لیزرها پوسته هواپیما و هواپیماهای بدون سرنشین در حال پرواز را می سوزانند و باعث می شوند آنها از نظر ایرودینامیک ناپایدار شوند و ناگهان از آسمان به زمین بیفتند.
همه اینها بدان معنی است که لیزرها می توانند به کار سلاح های سنتی مانند تفنگ خاتمه دهند. لیزر می تواند مواد منفجره داخل یک گلوله توپ را داغ کند و آن را ساقط کند و باعث می شود این گلوله در میان هوا منفجر شود کاری که قبلاً غیر ممکن به نظر می رسید زیرا گلوله های توپ خیلی سریع حرکت می کنند.

نیروی دریایی ایالات متحده در نظر دارد از لیزر مخصوص کشتی هایش برای به اصطلاح «کشتن نرم» قایق های کوچک استفاده کند، به این ترتیب که موتورهای آنها را بسوزاند تا به شکل قایق های مرده در آب رها شوند. (و در صورتی که این ترفند کارگر نیفتد مهمات آن را منفجر می کند.) راه های نرم دیگر برای «کشتن نرم» شامل خراب کردن موتور یک ماشین یا کامیون، مجبور به متوقف کردن آن، یا هدف قرار دادن دقیق حسگرهای روی کشتی ها و هواپیماها و کور کردن آنها برای حمله با استفاده از لیزر است.

چه محدودیت ها و روش های مقابله ای با لیزرها وجود دارد؟
لیزرها محدودیت هایی هم دارند و این محدودیت در توانایی تولید نیرو برایشان است.
همچنین مولکول های هوا و ذرات داخل آن مانند مولکول های آب، گرد و غبار و دود، نور لیزر را پراکنده و جذب می کنند و در نتیجه سلاح لیزری قدرتش را از دست می دهد. لیزر مادون قرمز نیمی از قدرتش را در یک روز صاف و در مسافت ۲٫۵ مایلی (۴ کیلومتری) و در مسافت کمتر از ۱٫۶ کیلومتر در روز گرم و مرطوب از دست می دهد. به عبارت دیگر، یک پرتو ۳۰ کیلوواتی در فاصله ۱۰۰ فوتی (۳۰ متری) ممکن است مانند یک پرتو ۱۵ کیلوواتی در ۴ کیلومتر باشد. چنان که گفتیم قوی تر شدن لیزر، آسیب بیشتری را با عبور از فاصله طولانی تری ایجاد کند.
همه اینها بدان معنی است که یک لیزر قدرتش را در هر سانتی متر از حرکت اش از دست می دهد. همچنین بدان معنی است که هر کسی که می خواهد از آسیب لیزر در امان باشد، مه، باران، یا ابرها را ترجیح می دهد. با شروع آتش سوزی همراه با دود، یا پر شدن هوا با ذرات ریز از قدرت لیزرها کاسته می شود.

تقلیل دهنده دیگر برای لیزرها این است که آنها مقادیر عظیمی حرارت تولید می کنند. بدون یک سیستم خنک کننده خوب، لیزرها بین شلیک ها نیاز به خنک کردن دارند. کشتی ها و یا هواپیماها برای خنک کردن مشکل کمتری دارند، اما این موضوع می تواند در وسایل نقلیه زمینی مشکل ساز باشد و مانعی عمده در برابر سلاح های لیزری دستی باشد.
در حالی که ذرات داخل هوا دفاع فعالی در برابر لیزرها هستند، یک پدافند غیرعامل هم می تواند با استفاده از آینه های منحرف کننده لیزر یا فیلمی با یک سطح آینه ای که بر روی هدف کشیده می شود، باعث انحراف لیزر شود. بر خلاف زره های معمولی، که بر یک لایه ضخیم فولاد یا کامپوزیت استوارند، سطح آینه مانند در مقابل لیزر بسیار بهتر کار می کند. سطوح آینه ای شده انرژی لیزر را منعکس و از جذب آن روی سطح هدف جلوگیری می کند. این که سطح آینه شده چقدر جذب می کند بستگی به نوع لیزر دارد. در این شرایط یک لیزر مادون قرمز ۹۶ درصد انرژی اش منعکس می شود، در حالی که بیش از نیمی از انرژی لیزر فرابنفش دریافت می شود.

لیزرها در حال حاضر به سلاح های کوتاه برد عمدتاً دفاعی محدود شده اند. لیزرها بر روی جنگنده ها احتمال زیادی دارد که برای ساقط کردن موشک های هوا به هوا یا زدن اهداف روی زمین به کار بروند. مثل همان سلاح های معمولی ای که در هواپیماها استفاده می شوند. لیزرهای روی کشتی های نیروی دریایی برای دفاع در برابر موشک ها، هواپیماها و کشتی ها استفاده می شوند. لیزرهای ارتش به احتمال زیاد برای ساقط کردن موشک ها، هواپیماها، هواپیماهای بدون سرنشین، گلوله های توپ و موشک های دشمن به کار می روند.
لیزرها ممکن است هرگز به طور کامل جایگزین سلاح های دیگر نشود. وجود توافقات بین المللی بدین معنا است که آنها نمی توانند برای اهداف انسانی استفاده شوند. با این حال، هر موقع وقتش فرابرسد در عمل می توانند برای هدف قرار دادن هر چیز دیگری به کار روند. این جنگ، جنگ با سرعت نور است.

علی رغم تمام پیشرفت های تکنولوژیک صورت گرفته بر روی وسایل نقلیه، دستگاه های تلفن همراه و خودورها، تغییرات چندانی بر روی جاده های آسفالتی صورت نگرفته است! اما گویا زمان آن فرا رسیده است.

به گزارش کلیک، تا به امروز تغییرات وسیعی بر روی خودروها انجام شده است که عمدتا بر روی بهینه سازی کیفیت، امنیت و سرعت خودرهوها تمرکز داشته است. اما خود جاده ها هم نیاز به بهینه سازی دارند. کارهای زیادی هستند که می توانیم بر روی جاده ها انجام دهیم تا تجربه رانندگی کردن را بهبود بخشیده و کیفیت آن را بالاتر ببریم. به ویژه وقتی صحبت از امنیت جاده ای به میان می آید، اهمیت فناوری های آینده بیشتر مشخص می شود.

همچنین ایده هایی هم درباره استفاده از جاده ها برای ذخیره انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انرژی الکتریسیته مصرفی خانه ها مطرح شده است. به نظر می رسد آینده با پیشرفت های خوبی در این زمینه همراه باشد.

در این پست قرار است به سراغ ۵ ایده ای برویم که در آینده جاده ها خواهیم دید. ایده اصلی پشت اغلب این فناوری ها را باید در Studio Roosegaarde پیگیری کنیم. این گروه توانست عنوان جایزه بهترین طراحی کانسپت آینده آلمان را در سال ۲۰۱۲ از آن خود کند. این گروه جایزه را برای کار بر روی اولین بزرگراه هوشمند خود دریافت کرد.

و اما معرفی ۵ ایده:

۱-  درخشش در تاریکی

به جای صرف بودجه های عظیم برای نورپردازی اتوبان ها و جاده ها که در طول صدها کیلومتر جاده گسترده می شوند، ایده استفاده از فناوری علامت های قابل درخشش در شب، ایده بهتر و جایگزینی مناسب تر است. این نوع از علامت ها همین امروزه در جاده N329 در هلند به کار گرفته شده است.

این علامت ها با استفاده از نوعی رنگ ایجاد شده اند که شامل پودر فتولومینیستیک است. خاصیت فتولومینیستیک به معنی درخشش در نور است و به این صورت عمل می کند که در طی روز و توسط نور خورشید “شارژ” شده و این نور را در طول تاریکی شب به محیط باز می گرداند.

این علامت گذاری های سبز رنگ در این بزرگراه، در طول ۵۰۰ متر قرار گرفته اند و به مدت ۸ ساعت در طول شب به درخشش خود ادامه می دهند.

هرچند که امروزه مدتی است که علامت گذاری های این جاده به دلیل نورپردازی نامتوازن به طور موقت از کار انداخته شده اند و آزمایش های بیشتری بر روی این روش در آزمایشگاه ها در حال انجام است تا این روش را بهینه سازی کنند.

۲-  نور با اثر متقابل

علاوه بر ایده نقاشی های جاده ای درخشان در شب، می توان از نورهای حساس به حرکت هم استفاده کرد! در این روش از حسگرهایی استفاده می شود که نسبت به حرکت خودروها حساس هستند. اگر بخواهیم کامل تر بگوییم، نورپردازی های مبتنی بر اثر متقابل به این ترتیب کار می کنند که وقتی یک خودرو به منطقه مشخصی از یک جاده می رسد، حسگرهای حرکتی، قادر به تشخیص این خودرو بوده و تنها در همان منطقه تولید نور می کنند. هرچه خودرو نزدیک تر شود، نورها هم قوی تر می شوند و با دور شدن خودرو، نور به آهستگی کاهش می یابد.

نورپردازی با اثر متقابل برای بزرگراه هایی خوب است که کمتر و حتی به ندرت مورد استفاده رانندگان قرار می گیرند. نکته مهم این است که ما نمی توانیم امنیت کاربران جاده ها را به بازی بگیریم تا یک یا دو پنی بیشتر صرفه جویی کنیم. این جا است که استفاده از نورپردازی متقابل، زدن دو نشان با یک تیر است؛ صرفه جویی در مصرف برق با تامین برق فقط در مواقع مورد نیاز!

۳-  تولید نور از باد

برخلاف نورپردازی با اثر متقابل، روش تولید نور از باد قادر است تا با استفاده از نوعی فرفره، انرژی الکتریکی تولید کند. این روش به این صورت کار می کند که در اثر حرکت خودروها، این دستگاه قادر است باد ایجاد شده از حرکت خودروها را جمع آوری کرده و به الکتریسیته تبدیل کند. سپس الکتریسیته تولید شده قادر به روشن کردن لامپ های واقع بر روی فرفره خواهد بود که این لامپ ها، جاده را روشن خواهند کرد.

از آن جا که این روش مبتنی بر وجود باد برای چرخاندن فرفره ها است، برای تولید برق نیاز به عبور خودرو از داخل جاده است. به همین دلیل این فرفره ها در طول مسیر حرکت خودروها و در کنار جاده واقع می شوند تا به طور متوازن جاده را برای رانندگان خودروها روشن کنند.

۴-  جاده اولویت الکتریکی

ایده جالب دیگری که در زمینه تولید برق بزرگراه ها و توسط همان استودیوی مذکور مطرح شده است، “خط اولویت الکتریکی” نام دارد! این خط به این معنی است که صاحبان خودروهای الکتریکی (EV) می توانند در طی حرکت بر روی این جاده، خودروی خود را شارژ کنند! در واقع در این جاده ها، لاین سمت راست جاده، با وسایلی برای شارژ خودروهای الکتریکی ساخته شده است و به همین دلیل اولویت استفاده از این لاین، با خودروهای الکتریکی است.

روش کار به این صورت است که باید در این خط نوعی وسیله مغناطیسی تعبیه شود که وسیله را تا زمانی که بر روی این خط حرکت می کند، شارژ کند. این ایده به ویژه در کشورهایی مثل هلند کارآمد است که تعداد بسیار زیادی خودروی الکتریکی در جاده ها مورد استفاده قرار می گیرند.

اهمیت این روش به این است که دیگر لازم نیست تا رانندگان خودروهای الکتریکی در طول مسیر به دنبال ایستگاه شارژ برای شارژ خودروی خود بگردند و می توانند در تمام طول مسیر، خودروی خود را شارژ نگه دارند.

۵-  جاده های خورشیدی!

اگر خاطرتان باشد در ابتدای مقاله درباره جاده هایی صحبت کردیم که می توانند انرژی خورشیدی را ذخیره کنند. خب این ایده فقط یک ایده تئوریک نیست و در حال حاضر مورد استفاده قرار گرفته است. جاده های  خورشیدی پروژه ای است که می خواهد پنل های خورشیدی را بر روی جاده های ساخته شده از شیشه نصب کند و برای تکمیل کار خود نیز از LED و ریز پردازنده بهره ببرد. شیشه قابلیت تجدیدپذیری داشته، با طبیعت سازگار است و استحکام آن به حدی قابل بهینه سازی است که حتی می تواند از فولاد هم محکم تر شود! به همین دلیل، شیشه ماده ای مناسب در این پروژه است.

مزیت دیگر این نوع جاده ها این است که این جاده های شیشه ای به گونه ای مهندسی شده اند تا به خودروها اجازه دهند که با امنیت بالایی توقف کنند حتی وقتی در سرعت های بالا مثل ۸۰ مایل بر ساعت (حدود ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت) در حرکت هستند. مزیت دیگر این جاده ها این است که می توانند برف را در طول زمستان ذوب کنند و همان طور که حدس زده اید، پنل های خورشیدی این نوع جاده ها می توانند نور مورد نیاز برای روشن کردن جاده را نیز تامین کنند.

در پایان، باید اشاره کنیم که جاده ها دیگر تنها یک وسیله عادی برای سفر از نقطه ای به نقطه دیگر نیستند. امروزه قادر هستیم تا به خاطر وسعت زیاد جاده ها، از آن ها برای شارژ کردن خودروهای الکتریکی استفاده کنیم و انرژی خورشیدی را با آن ها ذخیره کنیم. فناوری های زیادی به وجود آمده اند که می توانند جاده ها بهتر روشن کنند و از طرفی با محیط هم سازگاری بیشتری دارند. مسلما در آینده نزدیک هم فناوری های بیشتری در این زمینه به وجود خواهد آمد تا جاده ها را هوشمندتر و برای سفر امن تر کنیم.