Ứng dụng radar: Chuyển từ nhà binh sang dân sự
Từ quân sự...
Trên thực tế, radar là máy dò. Từ trên vệ tinh đang quay theo quỹ đạo trái đất, radar hiện đại có thể dò tìm bên dưới sa mạc của Ai Cập và nhìn thấy những lòng sông cổ cũng như phế tích. Từ cách xa hàng kilomet, chúng có thể nhìn xuyên qua các đám mây hoặc sương mù để tính toán một con tàu tại bến cảng trông giống cài gì bằng cách dò những hình mẫu từ chuyển động lắc lư của nó. Radar được gắn trong những chiếc máy bay nhỏ, không người lái để cung cấp cho các tư lệnh quân đội một bức ảnh trực tiếp về chiến trường nào đó trong mọi điều kiện thời tiết, ngày cũng như đêm.
Trong quân đội, radar vẫn là xương sống của hệ thống phòng không chống tên lửa của Mỹ cũng như các quốc gia khác. Rick Yuse, phó chủ tịch Chương trình Phòng vệ Tên lửa tại Công ty Raytheon, một nhà thầu lớn của Bộ Quốc phòng Mỹ, cho biết: ''Radar làm mọi thứ từ giám sát quy mô lớn cho tới nhận dạng một vật thể đe doạ cũng như định hướng tên lửa đánh chặn. Công nghệ ngày nay cho phép con người chế tạo radar mạnh mà những nhà khoa học chế tạo các giàn radar khổng lồ vào cuối những năm 1930 sẽ không thể tưởng tượng được''. Mặc dù các giàn radar phòng vệ tên lửa khổng lồ chẳng hạn như hệ thống BMEWS (hệ thống cảnh báo sớm tên lửa đạn đạo) có thể cao tới 10-12 tầng song nhiều loại radar ngày nay lại nhỏ tới mức đáng ngạc nhiên.
Chẳng hạn radar điện tử AESA (Active Electronically Scanned Array), sử dụng cho máy bay F-15 của không lực Hoa Kỳ, không có các bộ phận động song có thể theo dõi nhiều mục tiêu và đồng thời định hướng tên lửa tới các mục tiêu này. Mỹ có kế hoạch trang bị AESA cho thêm 161 chiếc F-15 nữa và một số loại máy bay quân sự trong tương lai. AESA đáng tin cậy hơn so với các radar cổ hơn và cuối cùng có thể được sử dụng để giúp đánh chặn tên lửa đầu đạn hạt nhân tầm thấp. Một số bằng chứng cho thấy nó đủ mạnh để đánh bại các radar mặt đất nếu chùm tín hiệu của nó được tập trung vào một điểm hẹp. Mặc dầu vậy, nhiệm vụ này sẽ do Thor - hệ thống mới làm nhiễu radar, sẵn có vào năm 2008 - đảm nhiệm.
Một loại radar khác đang được chế tạo, SAR mini, đã giành được sự quan tâm lớn trong những tháng gần đây. SAR thường được gọi là ''radar hình ảnh'' bởi nó có khả năng hiển thị những vật thể tĩnh bằng hình ảnh rõ nét. Nó đã được sử dụng trong các máy bay do thám chẳng hạn như U-2 trong nhiều năm. Hiện các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia đang thu nhỏ nó để lắp vừa máy bay không người lái tí hon. Hình ảnh của SAR khác xa so với đốm sáng thường được nhìn thấy trên màn hình radar sơ khai. Theo George Sloan, trưởng dự án SAR mini tại Sandia, dù nặng chưa tới 13,6kg nhưng từ khoảng cách nhiều kilomet, SAR mini có thể phân biệt hai lon coca cola đứng cách nhau vài centimet.
George Sloan nói: ''Nhiều hình ảnh radar phải được diễn dịch bởi một nhà phân tích hình ảnh. Điều đó không tồn tại ở SAR, nghĩa là quân đội có thể tự xem hình ảnh và nhanh chóng hành động. Tôi có thể cho cậu con trai mười tuổi của tôi xem những hình ảnh này và cháu có thể nhận ra một chiếc ô-tô, xe tải, toà nhà hoặc bất kỳ thứ gì khác. Chúng tôi hy vọng thử nghiệm radar SAR mini trên máy bay vào đầu năm 2005. Cuối cùng, SAR mini sẽ đủ nhỏ và rẻ tiền để gài vào bom định hướng chính xác khi các hệ thống định hướng như GPS không hoạt động hoặc bị nhiễu.
Một trong những mối quan tâm lớn ngày nay tập trung vào một hệ thống radar có thể nhìn qua lá cây, nơi ẩn nấp của kẻ thù. Theo Doc Dougherty, giám đốc khoa học tại Raytheon, đây là một vấn đề rất khó giải quyết. Những người khác lại tập trung vào tiềm năng của radar được sử dụng trên vệ tinh. Chúng có thể lấp đầy lỗ hổng thông tin mà các radar khác bỏ qua. Sandia cũng đang nghiên cứu các loại radar tí hon, có thể gắn lên xe quân sự và cuối cùng là mọi binh sĩ để nhận dạng họ, cắt giảm thương vong do quân ta bắn nhầm quân ta. Mặc dầu vậy, trước mắt vẫn còn nhiều thách thức như cắt giảm giá thành, hoặc ngăn chặn quân đội đối phương vô hiệu hoá hay bắt chước loại công nghệ này.
... Tới dân sự
Tuy nhiên, thành tựu gây ngạc nhiên nhất của công nghệ do quân đội thúc đẩy này đang dần xâm nhập vào cuộc sống dân sự. Mọi người hiếm khi để ý radar xác định lỗi giao bóng nhầm ô tại các giải tennis hoặc dự báo thời tiết chính xác hơn. Sẽ còn có nhiều ứng dụng hơn nữa khi radar cung cấp dự báo thời tiết trước bảy ngày với độ chính xác ngang bằng chất lượng dự báo hai ngày hiện nay và khuyến cáo lái xe đang chuyển làn đường về một chiếc xe khác mà họ không nhìn thấy.
Toyota đang lắp đặt một hệ thống radar cảnh báo va chạm cho loại xe sang trọng hiệu Lexus LS430. Một giây sau khi radar trên xe dò thấy một vụ va chạm sắp tới gần, ô-tô sẽ tự thắt chặt dây an toàn quanh hành khách và bắt đầu giảm tốc độ. Theo phát ngôn viên Scott Pyles của Công ty Valeo Raytheon System, tới năm 2007, ít nhất một nhà sản xuất ô-tô lớn sẽ sử dụng radar để giúp lái xe đổi làn đường an toàn. Thiết bị đó, do công ty đang sản xuất, được dựa trên radar quân đội. Nó được gắn vào đằng sau và bên dưới bề mặt của xe nên sẽ tránh được hư hỏng do mưa, muối, tuyết hoặc băng.
Các vụ va chạm ở sườn xe xảy ra do lái xe không nhìn thấy một xe khác trong ''điểm mù'' của họ khi chuyển làn đường. Chúng chiếm hơn 413.000 vụ tai nạn ô-tô mỗi năm và làm bị thương hơn 160.000 người. Khi hệ thống Valeo dò thấy một xe khác hoặc khách bộ hành trong điểm mù của lái xe, nó cảnh báo bằng cách chiếu đèn điot lên gương nhìn nghiêng của lái xe. Pyles cho biết: ''Đây là một công nghệ rất đáng tin cậy và bạn có thể sử dụng nó trong mọi điều kiện thời tiết. Giá thành của nó chỉ khoảng 500-600 USD. Công nghệ tương tự cũng có thể được sử dụng để trợ giúp quá trình lùi và đỗ xe''.
Ngoài ra, radar tầm xa có thể được sử dụng để xác định tốc độ của những chiếc xe đang tới gần trong những tình huống như hoà vào dòng xe cộ trên xa lộ hoặc đánh giá liệu quẹo xe có an toàn hay không. Hiện radar bắt đầu được sử dụng để giám sát giao thông trên xa lộ, giúp các nhà hoạch định biết được số xe, tình trạng tắc nghẽn, tốc độ trung bình và thậm chí là kích cỡ xe trên đường. Độ tin cậy và khả năng ''nhìn'' của radar trong mọi điều kiện thời tiết làm cho nó trở thành một công cụ thay thế hấp dẫn đối với camera.
Trợ lý của nhà khí tượng
Radar đã mang lại những cải thiện lớn đối với dự báo thời tiết. Radar lidar, sử dụng laser chứ không phải sóng radio, có thể đưa ra những dự báo chính xác hơn. Không giống radar bình thường, lidar có khả năng đo những loại gió không có bất kỳ loại hạt nào chẳng hạn như hơi nước. Peter Tchoryk, phó giám đốc Công ty Hàng không Michigan mà đang phát triển lidar, cho biết: ''Đo gió ở tầng trên của khí quyển là thành phần quan trọng số một thường bị bỏ sót đối với các dự báo thời tiết dài hạn''.
Với sự trợ giúp tài chính từ Cục Khí quyển và Đại dương quốc gia, công ty của Tchoryk đã xây dựng các trạm mặt đất ở New Hampshire và Hawaii để thử nghiệm hệ thống theo dõi thời tiết lidar. Bước tiếp theo là phóng một khinh khí cầu mang lidar tới độ cao 30.000m - lần thử nghiệm cuối cùng trước khi lắp lidar vào máy bay. Từ độ cao trên, lidar có thể giám sát những chuyển động của các hệ thống thời tiết lớn và dự đoán các dòng gió của chúng. Kết quả là dự báo thời tiết trước bảy ngày sẽ chính xác không kém dự báo trước hai ngày hiện nay.
Tchoryk nhận xét: ''Hệ thống có tác động dài hạn về mặt nông nghiệp, dự báo bão và quân sự. Lidar cũng đang được các nhân viên thực thi pháp luật sử dụng để theo dõi những người lái xe quá tốc độ quy định trên đường quốc lộ nơi chùm laser tập trung của nó dễ dàng phát hiện ra từng chiếc xe.
Minh Sơn (Tổng hợp)