Лекция 2 ПM Нанотехнологии в военном деле

Лекция 2 – ПM Нанотехнологии в военном деле «Над чем бы ни работал ученый, в результате всегда получается оружие» Станислав Ежи Лец, польский сатирик

Самым первым фактом применения нанотехнологии в военных целях следует считать факт, открытый учеными Дрезденского технического университета (Германия) при исследовании образца дамасской стали (известной своей высочайшей прочностью), из которой в XVI веке была изготовлена сабля, хранящаяся в Историческом музее г. Берна (Швейцария). После травления поверхности образца металла в соляной кислоте ис следователи бнаружили нитеобразные объекты нанометровых о поперечных размеров (рис. 72, а). При детальном изучении поверхности с использованием сканирующего туннельного микроскопа оказалось, что это многослойные углеродные нанотрубки, к тому же заполненные внутри цементитом — карбидом железа (Fе 3 С), обладающим очень высокой твердостью. Расстояние между слоями в исследуемых нанотрубках оказалось близким к типичному для таких систем — 0, 34 нм. Поскольку нанотрубки обладают рекордной прочностью на растяжение (модуль упругости приблизительно равен 1012 ТПа), не приходится удивляться тому, что входящие в состав дамасской стали обеспечивают материалу сабли столь высокие прочностные свойства.

Наноструктура дамасской стали (а) и композиционного материала Ap. Nano

В военных кругах прочно укоренилась точка зрения, что широкое внедрение нанотехнологий в строительство и развитие вооруженных сил позволит одержать победу в нечеловечески быстрой и разрушительной войне. Поэтому в мире уже усиленно работают над созданием новых вооружений и защиты от них, используя нанотехнологии. .

Новая вакуумная бомба В сентябре 2007 года в РФ испытана новейшая объемно детонирующая авиационная бомба ОДАБ 9000, разработанная на принципах нанотехнологий, мощность которой, согласно утверждениям военных, может сравниться только с ядерными боевыми зарядами.

Боеприпас объёмного взрыва (БОВ, также известный как термобарический боеприпас, вакуумная бомба, объёмнодетонирующий боеприпас, в англоязычных странах также употребляется термин Fuel Bomb — топливная бомба) — вид боеприпасов, который использует распыление горючего вещества в виде аэрозоля и подрыв полученного газового облака. БОВ больших калибров сравнимы по мощности со сверхмалыми тактическими ядерными боеприпасами, но у них отсутствует радиационный эффект поражения. Объёмно детонирующим авиационным бомбам (ОДАБ) очень часто приписывают свойства, которыми они не обладают. Например, создание в зоне поражения «зоны вакуума» , якобы благодаря чему взрыв имеет двойной эффект: сначала обычная ударная волна от взрыва, а затем ударная воздушная волна. Ничего подобного ни ОДАБ, ни какие либо другие бомбы не делают. [1] При этом у ударной волны от термобарического боеприпаса, благодаря большому объёму подрываемой смеси, действительно более выражена отрицательная полуволна давления, чем у обычных ВВ.

Принцип действия ОДАБ основан на детонации облака горючего аэрозоля. Благодаря большим размерам облака (на порядки больше, чем размеры зарядов с конденсированным взрывчатым веществом), ударная волна сохраняет поражающее действие на большом расстоянии. Взрыв происходит в две стадии: 1) по команде взрывателя, как правило бесконтактного, подрывается небольшой заряд обычного взрывчатого вещества (его задача — равномерно распределить горючее вещество по объёму облака); 2) с небольшой задержкой подрывается второй заряд (или несколько зарядов), вызывающий детонацию аэрозоля. По сути, «объёмный взрыв» — одно из первых явлений подобного характера и масштаба, с которым познакомился человек. Первые случаи «объёмных взрывов» были отмечены еще до нашей эры на мельницах, где взрывалась взвешенная в воздухе мука. Позже подобные случаи отмечались на мануфактурах, где взрывалась растительная пыль, и т. д. Одними из наиболее опасных в этом отношении производств являются сахарные и мукомольные заводы.

В настоящее время усилия инженеров, работающих над созданием термобарических боеприпасов, направлены на создание технологии образования более равномерного облака воздушно топливной смеси и более симметричного его подрыва т. е. условий, при которых достигается максимальный эффект от взрыва. 11 сентября 2007 года Россия провела испытания самой мощной в мире вакуумной бомбы (и самой мощной неядерной бомбы в мире), которая получила название «Отец всех бомб» . Ранее самой мощной считалась авиабомба GBU 43/B MOAB «Мать всех бомб» производства США, испытанная в 2003 году[4][5]. Вопреки распространённому заблуждению, MOAB является не вакуумной, а обычной фугасной авиабомбой. В качестве горючего в ОДБ используют: Окись этилена. Окись пропилена. Метил и диметилацетилен. Бутил и пропилнитрит.

Результаты испытаний созданного авиационного боеприпаса показали, что он по своей эффективности и возможностям соизмерим с ядерным боеприпасом. Основные разрушения производит сверхзвуковая воздушная ударная волна и невероятно высокая температура. Все живое просто испаряется. Почва после взрыва больше похожа на лунный грунт, но нет ни химического, ни радиоактивного загрязнения. Отечественными военными было отмечено, что конструкторы новой бомбы назвали свое десятитонное изобретение «Папой всех бомб» — в противовес американскому вакуумному боеприпасу. Взрывчатое вещество, использованное в новой бомбе, имеет более высокую разрушительную силу, чем тротил, и что этого удалось достичь вследствие применения нанотехнологий. По данным журналистов, российская бомба в четыре раза мощнее американского аналога. При этом температура в центре разрыва в два раза выше. Площадь поражения также в два раза шире — 300 м против 150 м.

Приблизительно в 1960 году американскими военными конструкторами было установлено, что уже через 125 мс после подрыва боеприпаса, содержащего 10 галлонов (примерно 32 33 л) окиси этилена, образуется облако топливовоздушной смеси радиусом 7, 5 8, 5 м и высотой до 3 м. Одновременное воспламенение облака несколькими детонаторами создает ударную волну, имеющую избыточное давление 2 000 Па, что эквивалентно взрыву 200 250 кг тротила. Даже на расстоянии 25 40 м от эпицентра взрыва давление в ударной волне достаточно для разрушения самолета или вертолета на стоянке. Впервые аналогичные бомбы (тогда их называли «топливными» или «бензиновыми» ) применялись армейской авиацией США еще в годы войны в Корее в 1950 1953 годах. Сейчас их иногда называют «вакуумными» бомбами (наверное, из за того, что в эпицентре взрыва кислород выжигается практически полностью). Военными были испытаны и признаны годными для применения в бомбах объемного взрыва взрывчатые вещества, содержащие окись этилена, окись пропилена, метан, пропилнитрат и состав МАРР (смесь метила, ацетилена, пропадиена и пропана).

Американцы широко использовали вакуумные бомбы во Вьетнаме летом 1969 года во время американо вьетнамской войны для расчистки джунглей. Использование вертолетов для подвоза материальных средств, а также эвакуации раненых и вообще личного состава в условиях джунглей часто было невозможно из за отсутствия открытых площадок, пригодных для их посадки. Расчистка джунглей для посадки одного вертолета требовала непрерывной и интенсивной работы целого инженерного взвода в течение суток, что практически приводило их к гибели. Эффект от применения новой бомбы превзошел все ожидания. Американский многоцелевой вертолет типа UH-1 Iroquois (производства фирмы Веll Неliсорtеr Техtrоn, более известный как «Хьюи» , Ниеу) мог прямо в кабине свободно нести 2 3 таких боезапаса. Взрыв одной бомбы даже в самых непроходимых джунглях создавал открытую площадку диаметром 30 40 м, пригодную для посадки вертолета. Разработанная американцами «Мама всех бомб» имеет длине в 10 м и диаметре 1 м производит угнетающее впечатление. Из общей массы в 9. 5 т около 8, 5 т приходится на мощную взрывчатку на основе алюминиевого порошка типа Н 6 австралийского производства (по мощности в 1, 3 раза превышает тротил). МОАВ разрабатывалась взамен знаменитой Вlu 82 Daisy Сutter и впервые была испытана в марте 2003 года на полигоне во Флориде.

Радиус ее гарантированного поражения — около 150 м, но частичные разрушения отмечаются и на расстоянии более 1, 5 км от эпицентра взрыва. ОВ 1 Т 43/В не является высокоточным оружием, но наводится она все же с помощью GРS. При этом используются решетчатые рули, широко применяемые в аналогичных российских боеприпасах. Боевое применение подобных авиабомб наиболее целесообразно при расчистке больших территорий от лесных насаждений (джунглей или тайги), а также как эффективное противопехотное или противотанковое средство. Вакуумная бомба давно известна. Современные технологии изготовления алюминиевого порошка (пудры) для вакуумных бомб обеспечивают дисперсность частиц размером до 100 нанометров. Чем меньше размер частиц распыляемого вещества, тем выше их проникающая способность, больше площадь распыления, а, следовательно, и площадь поражения. При этом, чем меньше дисперсность частиц, тем более полно они сгорают, обеспечивая выделение максимальной энергии сгорания при меньшей массе всего заряда, что имеет немаловажное значение для транспортировки бомбы к месту применения. Другой компонент – управление многоточечным процессом подрыва (1 100 мкс)

Одним из направлений применения нанотехнологий в военном деле является разработка так называемой «мягкой брони» , которая может быть применена для изготовления экипировки солдата будущего (рис. 9. 4). Такая броня сможет принять неограниченное количество пуль, в то время как современные бронежилеты после попадания определенного количества пуль приходят в негодность. Так, израильская компания Ap. Nano Materials недавно испытала один из наиболее стойких к удару материалов, известных человечеству (рис. 76, б). Образец конструкционного материала Ap. Nano, разработанный на основе дисульфида вольфрама, подвергался ударам, которые производились стальным снарядом, выпущенным со скоростью до 1, 5 км/с. Исследуемый материал выдержал удар с воздействиями до 250 т/см 2, а также статическую нагрузку 350 т/см 2, что соответствует приблизительно нагрузке, развиваемой четырьмя дизельными локомотивами на область размером с человеческий ноготь. Руководитель Ap. Nano Materials , доктор Менахем Генут, заявил, что компания готова выпускать до 200 кг материала ежедневно и в перспективе сможет перейти к производству в количестве, достаточном для нужд всей израильской армии. Такой материал может понадобиться для изготовления шлемов и бронежилетов, а также обшивки военного транспорта

Класс подобных материалов назван «неорганической фул лереноподобной наноструктурой» (inorganic fullerene like nanostructures IP). В настоящее время компания переходит к исследованию аналогичных образцов на основе дисульфида титана, которые, как ожидается, могут быть еще более прочными, чем на основе вольфрама, при массе, меньшей в четыре раза. В армейской научно исследовательской лаборатории США ({US Army Research Laboratory) создали новую нательную броню для солдат на основе самосгущающейся жидкости (Shear. Tickening Fluid, STF). STF имеет достаточно сложный состав, однако сам принцип работы достаточно прост. В жидкости, которую разработчики называют «полиэтиленгликоль» , расположена взвесь наноразмерных частиц, которые образуют с полиэтиленгликолем суспензию, обладающую рядом уникальных физических свойств, в частности она сгущается при сильном механическом воздействии. Когда материал погружают в STF, кремниевые наночастицы поглощаются волокнами ткани. В обычном режиме ткань сохраняет гибкость, но когда материал встречается с внезапным напряжением, вроде попадания пули, частицы нанокремния автоматически создают дополнительное сопротивление.

В обычном режиме ткань сохраняет гибкость, но когда материал встречается с внезапным напряжением, вроде попадания пули, частицы нанокремния автоматически создают дополнительное сопротивление. При сдвиговом течении коллоидных суспензий (в данном случае — STF) в условиях увеличения скорости сдвига возможно резкое увеличение вязкости суспензии, что может стимулировать кардинальные изменения в ее микроструктуре за счет агрегирования частиц. При ударной нагрузке на полимерную наносистему происходит диссипация энергии удара, которая расходуется на образование гидрокластеров, препятствующих разрыву пленки полимерной наносистемы (рис. 73). Рис. 73. Механизм образования гидрокластеров в полимерной наносистеме STF — равновесное состояние; 2 — невысокая деформация; з — ударное воздействие

На 11 й Международной выставке средств обеспечения без опасности государства «Интерполитех 2007» Научно исследовательский институт стали (Москва) и, Институт прикладных нанотехнологий (Зеленоград) продемонстрировали первые опытные отечественные образцы «жидкой» брони, которая в перспективе может применяться для бронежилетов и других средств индиви дуальной защиты. Создание «жидкой» брони заключается в обработке обычной баллистической ткани гелевой композицией на основе фторполимерной композиции (химических соединений) с наночастицами оксида алюминия. Обработанная ткань внешне не отличается от аналога, но при ударном воздействии на нее пули или осколка находящийся внутри гель мгновенно затвердевает, препятствуя разрушению ткани и снижая поражающее воздействие. Российскими специалистами исследовалась эффективность защитных свойств опытного образца ткани из «жидкой» брони и стандартного образца, изготовленного из 18 слоев баллистической ткани. Испытания проводились методом метания в них шари ков массой 1, 04 г и диаметром 6, 3 мм (аналог пули) со скоростью 526 м/с. В результате испытаний было установлено, что «жидкая» броня обеспечивает лучшие защитные свойства, выдерживая на грузку от шариков, летящих со скоростями до 555 м/с.

Проведенные исследования указывают, что имеющие место многочисленные западные публикации о разработках «жидкой» брони в Великобритании и США на основе материалов с прослойкой (или пропиткой) из наночастиц имеют под собой реальную основу. С учетом относительной простоты изготовления и малого веса таких материалов, они уже сейчас вполне пригодны для применения в качестве средств защиты полицейских и некото рых ругих должностных д лиц. В настоящее время в России и за рубежом ведутся исследования с целью обеспечения эффективности «жидкой» брони для защиты военнослужащих от современного стрелкового оружия и осколков большинства взрывных устройств. Такое поведение суспензии может быть использовано и в амортизационных устройствах различных конструкций, где возможно ограничение максимальной скорости потока суспензии за счет нелинейного изменения вязкости. Как отмечается, бронежилеты из такого материала способны достаточно эффективно защитить человека от удара ножом, некоторых осколочных боеприпасов и пуль, выпущенных из огнестрельного оружия.

Желеподобный наноматериал поглощает энергию пули. ü гель, амортизирующий удар ü мгновенно поглощает импульс силы ü амортизируя очень сильное воздействие (например, пули или ножа), мгновенно переходит в твердое состояние и образует непробиваемый щит ü По окончании силового воздействия, материал возвращается в исходное желеподобное состояние.

Рис. 9. 4. Костюм солдата будущего

При медленном движении молекулы легко скользят друг вдоль друга, однако при высокоэнергетическом воздействии они зацепляются друг за друга, фиксируя монолитную твердую поверхность. При этом молекулы поглощают энергию.

Для того чтобы сделать костюм толщиной в несколько миллиметров достаточно прочным, в нем предполагается использовать решение, подсмотренное в живой природе, а именно структуру паутины. В настоящее время созданы нановолокна из полиуретана диаметром около 100 нм, которые структурно похожи на обычную паутину, только гибче, легче и жестче настоящей. Жесткость костюму будут обеспечивать наночастицы, присоединяющиеся к определенным участкам волокон, соединяя их между собой. Костюм солдата будущего будет настоящим произведением технической мысли: все жизненно важные параметры солдата (пульс, кровяное давление, энцефалограмма, температура тела и др. ) будут измеряться встроенными в костюм датчиками. Состояние солдата будет выведено как на проектор на шлеме, так и на медицинский компьютер. Ряд полимерных линейных приводов (актюаторов), из которых будет состоять костюм, по сигналу от «медицинского» компьютера будет делать определенные его участки жестче или мягче. Если, например, солдат сломает ногу, местный экзоскелет позволит захватить ее в искусственные шины, сформированные тканью костюма. По словам конструкторов, специально сконструированные наномашины усилители, входящие в состав экзоскелета брони, смогут увеличить силу солдата на 300%.

Костюм будет способен распознавать химическую или биологическую атаку. Для этого уже создан чип, на котором содержится около 1, 5 миллиона живых клеток человеческой печени, чувствительной, как известно, к различным вирусам и ядам. Чип представляет собой две ультратонкие пластины из кремния, разделенные рядом микроканалов и расположенные специальным образом на костюме. Как только к клеткам поступят вещества, вредные для человека, они выработают определенный химический ответ, который будет интерпретирован «медицинским» компьютером, и солдат получит сообщение об опасности. Это позволит ему защититься от химической или биологической атаки раньше, чем она станет смертоносной.

Солдат будущего сможет пробираться по джунглям неслышно, как бабочка, порхающая с листка на листок и менять, подобно хамелеону, цвет. Если нужно, он даже сможет регулировать температуру поверхности обмундирования для того, например, чтобы стать невидимым или не выделяться из окружающей среды. Наночастицы вводятся в полимеры, в результате чего меняются свойства материалов. Скажем, становится возможным делать шлемы на 40 60% легче существующих, или изготовлять ткань для палаток, которая, когда рвется, сама себя зашивает. Ожидается прорыв и в военной медицине… В ближайшем будущем появятся медицинские устройства размером с почтовую марку. Их всего лишь надо наложить на рану. Устройство самостоятельно проведет анализ крови, подберет нужные медикаменты и впрыснет их в кровь.

Другим изобретением является разработка так называемого плаща невидимки. В таких исследованиях заинтересованы различные спецслужбы и армейские круги, которые и финансируют данные разработки. Основная задача, стоящая перед разработчиками данного маскирующего устройства, заключается в том, чтобы сделать объект невидимым за счет выполнения двух необходимых требований: свет не должен отражаться от объекта и должен полностью обходить его. При этом необходимо, чтобы наблюдатель видел только задний фон, а не сам предмет, замаскированный устройством невидимкой. По данным интернет ресурса Рhуsorg. соm, ученые и инженеры из центра нанотехнологий Бирка (Вiгск Nапоtechnologyу Сеntег) при университете Пердью, опираясь на теоретические расчеты, выполненные в 2006 году британскими физиками, создали виртуальную модель, состоящую из множества наноигл, торчащих наружу из центральной спицы, которая напоминает круглую массажную щетку. За счет отклонения кончиками игл видимого света объекты позади щетки становятся видны, но сам предмет, окруженный цилиндрическим массивом наноигл, — невидим. Для изготовления наноигл необходимо оборудование, которое сейчас применяется при производстве устройств с помощью нанотехнологий, так как диаметр игл в теоретической модели составляет примерно 10 нм при длине в сотни нанометров.

Военная краска Ø Учёными ведутся разработки по созданию специальной "электромеханической краски", которая позволит менять цвет наподобие хамелеона, а также предотвратит коррозию и сможет "затягивать" мелкие повреждения на корпусе машины. . Ø"Краска" будет состоять из большого количества наномеханизмов. Ø Также с помощью системы оптических матриц, которые будут отдельными наномашинами в "краске", исследователи хотят добиться эффекта невидимости машины или самолета. Миниатюрные камеры будут считывать изображение с одной стороны устройства, передавая его на фотоэлементы на другой стороне, формируя таким образом изображение заднего фона спереди машины.

В связи с открытием в 2001 году нового агрегатного состояния вещества (конденсата Бозе Эйнштейна) и проведением ряда экспериментов по умножению числа атомов (по аналогии с умножением числа фотонов в оптических лазерах) военные круги США в рамках программы «Звездные войны» заинтересовались возможностью изготовления «атомного лазера» . В проведенном группой ученых эксперименте количество атомов в пучке, проходящем через установку, удалось увеличить в тридцать раз. Такое устройство могло бы значительно увеличить мощность боевого луча и, следовательно, эффективность его применения, тем более что именно недостаточная мощность современных оптических лазеров не позволяет в полной мере реализовать намеченные планы.

В 2008 году Джон Баркер, профессор Центра исследований в области наноэлектроники в Глазго, заявил, что вместе с коллегами ему удалось создать математическую модель собирания кибернетических микроустройств в стаи. Большинство частиц могут «разговаривать» только с ближайшими соседями, но, когда их много, они могут «общаться» на больших расстояниях, Собранные в одном месте тысячи роботов образуют ударную группу, готовую действовать по воле человека. По мнению американских военных, ее можно применять, например, для поражения танков противника: «облако» микророботов, несущих заряд, окутывает бронированную машину и взрывается. Такое «облако» может использоваться и в интересах разведки. Сценарий здесь может быть таким. Распыленное в окрестностях важного объекта «облако» незаметно перемещается в его сторону. Попутно выбираются оптимальные места для размещения «субоблачков» . «Облако» видеонаблюдения, каждая «пылинка» которого представляет собой отдельный пиксель матрицы с интерфейсом связи с соседями, стремится занять лучшую позицию для большего обзора пространства. «Жучки» или, возможно, «мошки» устанавливают контроль за звуками. Самая сложная часть – передача информации в штаб разведки – в ближайшее время вряд ли сможет обойтись без засылки агента с устройством управления.

Первые разработки в области наноскопических датчиков уже успешно применяются в военных целях. Новые поколения сенсорных массивов и аналитического программного обеспечения создадут новые возможности для внедрения в чужие базы данных и перехвата нужной информации. Испытанные американцами во время военной кампании в Афганистане микроскопические датчики Sтаt Dusts ( «умная пыль» ), похожие на пушинки миллиметровых размеров, показали высокую эффективность. Их новизна заключается в том, что сигналы большого количества разнородных элементарных датчиков принимаются и анализируются централизованно, а сами датчики очень дешевы в производстве, так как являются массовым продуктом. Микроскопические частички Sтаt Dusts разработала и изготовила группа исследователей под руководством профессора химии и биохимии Майкла Сэйлора из калифорнийского университета в Сан Диего

Сэйлор заявил: «Эти пылинки — ключ к разработке роботов размером с песчинку. В будущем можно будет создать миниатюрные устройства, передвигающиеся в крошечных средах вроде вен или артерий к определенным целям, обнаруживать там химические или биологические составы и передавать информацию во внешний мир. Такие устройства могли бы использоваться для контроля чистоты питьевой или морской воды, обнаружения опасных химических или биологических агентов в воздухе и даже нахождения и уничтожения поврежденных клеток в организме человека» . Создание «умной пыли» — это результат электрохимического процесса механической обработки и химических модификаций. Вначале был взят кремниевый чип, из которого гравировкой химикатами получили пористую фотонную структуру. Затем эту структуру модифицировали, чтобы получилось цветное двустороннее зеркало — красного цвета с одной стороны, зеленого — с другой (рис. 74).

Рис. 74 Схема изготовления и работы «умной пыли»

Стороны пористой зеркальной поверхности наделены практически противоположными свойствами. Одна сторона — гидрофоб, то есть водоотталкивающая, но «любящая» маслянистые вещества, другая — гидрофил (привлекательная для воды). После разрушения зеркального чипа ультразвуком от него остаются микроскопические частички диаметром с человеческий волос. Каждая из них — это крошечный датчик, и поэтому создается семейство самоорганизующихся сенсоров. При появлении влаги пылинки поворачиваются «гидрофильной» красной стороной к воде, а «гидрофобной» зеленой — к воздуху. Когда же появляется маслянистое (нерастворимое в воде) вещество, частички окружают каплю, прижимаясь к ней «гидрофобной» стороной. Ввиду того, что стороны разноцветные, по окраске можно определить, что происходит в этой «пыльной» среде. По словам М. Сэйлора, частицы можно запрограммировать на миллионы реакций, что даст возможность обнаружить присутствие тысяч химических веществ одновременно. Длины волн света или цвета, отраженного от поверхностей пылинок после реакции на химический или биологический агент, — это своего рода штрихкод. Каждая частичка слишком мала, чтобы по ее цвету определить изменения, однако совокупность сотен или тысяч пылинок уже достаточно заметна для лазера даже на расстоянии 20 м. В университете Сан Диего поставили цель разглядеть изменения с расстояния 1 км.

Работу над «пылинками» профессор М. Сэйлор с коллегами ведет в течение нескольких лет. В 2002 году они представили частички с односторонней зеркальной поверхностью. Финансовую поддержку ученым оказывает Национальный научный фонд США, озабоченные борьбой с терроризмом военные в лице управления научных исследований ВВС и агентства Пентагона по передовым оборонным разработкам ВАКРА.

Умная пыль Это компьютерные микрочипы в пластиковой оболочке, которая сможет менять свою форму при подаче электрического импульса и таким образом двигаться в заданном направлении. Размер этих частичек от 100 до 1 нм. При помощи беспроводных сетей эти микроустройства будут объединяться в облака. И вот такое облако пыли, несущих заряд, окутывает бронированную машину и взрывается. В перспективе для такой пыли не будет не выполнимых задач.

нанороботы убийцы • На сегодняшний день такие страны как Россия, Китай, Израиль, Великобритания занимаются разработкой одних из самых амбициозных проектов – создание миниатюрных машин. Эти устройства похожи на мельчайшее насекомое, размер которого около 200 микрон. • себестоимость таких насекомых составит около 10 центов, а производить их будут так называемые "нанофабрики" прямо на поле боя. • Уже создана математическую модель процесса собирания таких микроустройств в стаи для обмена информацией между ними и выполнения совместных действий.

Продолжая тему миниатюризации военных систем и использования в них нанотехнологий, следует рассказать о разработках беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которые все боль ше используются военными разных стран в разведывательных и боевых операциях. В связи с этим стоит отметить интенсивные полеты российских и грузинских БПЛА иностранного производства в канун на чала грузино осетинской войны 2008 года, а также полеты израильских аппаратов над территорией Палестины. В настоящее время на вооружение стран НАТО поступают уже сверхмалые БПЛА, созданные с применением последних наноси технологических разработок в конструкционном, энергетическом, радиотехническом и навигационном оснащении. Норвежская компания Рrох Dynamics создала самый маленький в мире беспилотный разведывательный вертолет РD 2 В 1 асk Ноrnet ( «Черный шершень» ) с оптической камерой, способной вести наблюдение на открытой местности и внутри помещений. Вес «шершней» составляет всего 15 г, диаметр двухлопастного несущего винта — 10 см, а масса сервомоторов РDS 2 — всего 0, 5 г. Особенность вертолета в том, что он практически неслышен с расстояния в несколько метров.

Выполнять эти мини насекомые могут громадные задачи: ØСобирать информационную картину поля боя (путём видео и звуко съёмки). ØПереносить заряд взрывчатки и сбрасывать в нужную цель. ØВыступать в роли ядоносителя. На такие устройства загружается доза яда – ботулизм, летальная доза которого составляет 100 нанограммов. Пентангон к примеру разрабатывает комаров киллеров. Они практически невидимы глазу. И по виду действительно могут напоминать комаров. Но реально являться микроскопическими устройствами с автономными источниками питания, манипуляторами, движителями, системами связи и микрокапсулами с ядом. Попав внутрь тела, комар киллер ждет сигнал, который может быть отправлен по радио или со спутника. А получив, вскрывает капсулу с ядом.

Оружие будущих войн

В комплекс беспилотной системы общей массой 0. 7 кг включены три БПЛА РD 100 В 1 асk Ноrnet, пульт управления, зарядное устройство и транспортный контейнер размером 8 x 12 x 20 см с пультом управления на основе жидкокристаллического дисплея с диагональю 6 дюймов и устройством для записи сигнала, получаемого с камер, установленных на аппарате. Компания Рrох Dynamics планирует начать поставку полно функционального нанобеспилотника РD 100 Рrох Dynamics по тенциальным заказчикам уже в 2010 году. Аналогичные разработки ведутся и в других странах. В США разработан еще более миниатюрный аналогичный БПЛА NAV (Nano Аir Vehichе) длиной всего 7, 5 см, массой менее 10 г, полезной нагрузкой около 2 г, скоростью 5 10 м/с, дальностью полета более 1000 м и возможностью зависания над объектом не менее чем на 60 с. При этом данное нанотехнологическое воздушное транспортное средство Nano Аir Vehichе приводится в движение взмахами крыльев и предназначено не только для военных миссий, но и для применения в городских условиях при мониторинге различного назначения и проведении спасательных операций.

По данным создателей, в БПЛА применены революционные разработки в аэродинамической конструкции подъемных устройств, обеспечивающих парящий полет, а также бортовое программное обеспечение, позволяющее избегать столкновений с препятствиями не только на улице, но и в закрытых помещениях. NAV оснащен современной навигационной системой с GPS и, кроме видеонаблюдения, может выполнять различные функции в зависимости от типа устанавливаемых на него нанодатчиков. По сообщениям российских интернет изданий, отечественные разработки БПЛА пока не отличаются аналогичной компактностью. БПЛА вертолетного типа, выпускаемые ижевской компанией «Беспилотные системы» , серий 2 А 1 А 421 06 и 7 А 1 Л 421 06 при максимальном взлетном весе 12, 5 кг имеют длину 1, 57 м, ширину 0, 54 м и высоту 0, 57 м При диаметре несущего винта в 1, 77 м отечественный БЛПА имеет возможность нести полезную нагрузку массой до 3, 5 кг. Однако эта характеристика, пожалуй, не является достоинством российского БЛПА, а указывает на несравнимо огромные, по сравнению с зарубежными аналогами, габариты и вес его оснащения.

Если говорить о проблемах авиации в целом, то следует отметить, что для реализации следующих поколений летательных аппаратов сегодня необходим технологический прорыв в создании новых конструкционных материалов при производстве двигателей, крыльев и фюзеляжей, в том числе значительном повышении доли нанотехнологий, и, самое главное, новаторские кадры, способные этот прорыв обеспечить. Военный аналитик Том Маккарти заявляет, что нанотехнологий фундаментально изменят природу войны. Во первых, это то, чего можно ожидать от инновационных и потенциально могущественных идей: нанотехнологий сделают войну гораздо более опасной и опустошительной, чем когда либо в прошлом, в частности благодаря возможности создавать оружие огромной разрушительной силы. Во вторых, нанотехнологий позволят странам вести войну при существующем миропорядке.

Отмечается, что нанооружие объединит оба пути развития вооружения. Благодаря возможностям наносборки и молекулярного конструирования станет возможным создание невидимых видов вооружений, более коварных и жестоких, чем даже биологическое или химическое оружие. Изготовленные с атомарной точностью с помощью молекулярной нанотехнологии новые виды оружия и боевых роботов окажутся, возможно, сопоставимыми с бактериями, но значительно более универсальными и мощными. Кроме того, таких нанороботов, в отличие от бактерий, можно будет программировать, а при необходимости — разбирать, используя как строительный материал для других целей на молекулярных нанофабриках. Войну выигрывает тот, кто сможет уничтожить танки, самолеты, авианосцы, а также заводы и фабрики противника. Но если супероружие эпохи нанотехнологии невидимо, вроде невидимых фабрик, тогда и цели для удара не существует, опять же за исключением людей.

«. . . Развитие радикально новых видов оружия всегда сопровождается нарушением установленных международным сообществом правил» 1. Как заявляют некоторые эксперты, технология молекулярного производства приведет к созданию значительно более опасных видов вооружения, чем существуют сегодня. Следует ожидать, что некоторые государства, отдельные группы людей или организаций предпримут попытки к их обладанию в террористических или иных целях. Можно объявить международный мораторий распространения такого оружия или полного его запрета, но будь это луки и стрелы (Второй Латеранский Собор, 1159 год) или ядерное оружие (Еенеральная Ассамблея ООН, 1946 год), ни к чему кардинальному такой мораторий не приведет. «По одному меткому выражению, мечи не перековываются на орала. Они ржавеют» , — заявляется в статье. Представьте себе устройство (боевого робота) размером с мельчайшее насекомое (около 200 мкм), способное самостоятельно перемещаться, обнаруживать незащищенных людей (солдат или просто мирное население) и впрыскивать им яды. Учитывая, что смертельная доза токсина ботулизма составляет 100 нг или около 1/100 объема всего устройства, количества подобного оружия в 50 млрд единиц, способного храниться в обыкновенном дипломате, достаточно, чтобы убить всех людей на Земле.

Однако некоторые известные эксперты и ученые отмечают более глобальную потенциальную опасность нанотехнологии. Эрик Дрекслер, активно занимающаяся пропагандой данного направления), почти 20 лет назад выдвинул катастрофический сценарий «серой слизи» (grey goo problem), который предполагает превращение поверхности планеты и всего живого на ней в единый слой однородной липкой пыли или слизи, если самокопирующиеся нанороботы, способные брать вещество из окружающей среды, выйдут из под контроля. Этой точки зрения придерживался также Билл Джой (ВШ «Тоу), один из основателей корпорации 8 ип Microsistems, который неоднократно высказывался об опасности развития нанотехнологии. Роберт Фрейтас, известный эксперт в области наномедицины, в работе «Некоторые ограничения, касающиеся угрозы уничтожения биосферы наноассемблерами и рекомендации по общественной безопасности» , заявляет, что нашествие «серой слизи» вызовет интенсивное и значительное повышение температуры, а это не позволит человечеству оперативно отреагировать на возникшую угрозу. Если же скорость воспроизведения нанороботов окажется не очень высокой и сильного повышения температуры не произойдет, то для уничтожения биосферы Земли потребуется не менее двадцати месяцев, следовательно, у человечества появится возможность противостоять опасности уничтожения.

Маккарти делает вывод, что нанотехнологии будут способствовать снижению степени экономического влияния отдельных государств (или даже военных блоков). В ходе боевых действий целью воюющих армий будут живые ресурсы, то есть солдаты и мирное население, а не военная техника и промышленные предприятия. Поскольку нанотехнологии обещают возможность организации промышленного производства даже в регионах, где нет минеральных ресурсов, они сделают небольшие группы людей вполне самодостаточными, что может способствовать распаду государственного устройства мирового сообщества. Если же работу самокопирующихся роботов удастся контролировать, они окажутся идеальным оружием, что вызывает повышенный интерес армейских кругов. В любом случае, поскольку функционирование всех устройств микромира носит вероятностный характер, всегда возможны непредсказуемые мутации наноавтоматов под влиянием внешних воздействий, приводящие к отказу от выполнения заданной программы и разрушительному поведению. .

Пока гипотеза «серой слизи» не выдерживает критики: ведь для автосборки нанороботу нужны пальцы манипуляторы, современные аналоги которых (микроэлементы модифицированных атомных микроскопов) значительно превосходят размеры атомов, что в принципе не позволяет создавать автономные сборщики наноразмеров Кроме того, такие манипуляторы весьма несовершенны: в них внедряются посторонние атомы, и пока неясно, можно ли исключить все эти побочные эффекты, как подобные роботы смогут получать необходимую энергию, и будет ли она рассеиваться в результате масштабных молекулярных преобразований. На данный момент гипотеза «серой слизи» (в том виде, в каком она сформулирована) противоречит законам термодинамики. В настоящее время Э. Дрекслер опроверг собственный сценарий, считая его невероятным: «История про серую слизь" является весьма захватывающей, однако те исследования, которые ведутся сейчас в области молекулярной сборки, не имеют с ней ничего общего. Идея о том, что молекулярные нанотехнологические системы могут выйти из под контроля, основана на устаревшей информации» . Впрочем, теоретическая возможность создания автосборщиков остается, и то, что кажется совершенно нереальным сегодня, завтра вполне может стать обыденностью.

Показательно, что в 2003 году один из призов Института молекулярного производства (IММ), работа которого финансируется Институтом предвидения, был присужден за теоретические разработки по созданию стражей, способных контролировать деятельность авторепликаторов. В ноябре 2003 года появилось сообщение о том, что ученые Института альтернативных биологических источников энергии (г. Роквилл, шт. Мэриленд) собрали за 14 дней точную живую копию вируса Рhi. Х из коммерчески доступных материалов. Рhi. Х известен тем, что стал первым земным существом, генетический код которого был расшифрован в 1978 году. Его геном состоит из 5386 элементов, которые ученые состыковывали вручную. В будущем ученые намерены сконструировать подобным образом искусственную бактерию и попробовать автоматизировать технологию сборки ДНК, чтобы в дальнейшем создавать более сложные живые организмы. Данный проект вызвал неодобрительные комментарии представителей ЦРУ, опасающихся, что технологии разработки вирусов могут оказаться доступными странам, поддерживающим глобальный терроризм. С идеей создания нанороботов (которые, по прогнозам, должны появиться через 10 15 лет) также был не согласен Ричард Смолли.

Хочется надеяться, что знаменитый закон робототехники, сформулированный американским фантастом Айзеком Азимовым: «Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред. Робот должен повиноваться командам человека, если эти команды не противоречат Первому закону» , — будет такой же неотъемлемой частью программ создания и применения и нанороботов.