رادار: نزدیک‌تر از آنچه فکر می‌کنید به زندگی روزمره هوا، فضا، زمین و دریا - رادار در همه جا

هنگامی که طوفان‌ها نزدیک می‌شوند، پیش‌بینی می‌کند که آیا هواپیماها هنوز می‌توانند برخاست و فرود بیایند؛ در سراسر مزارع بی‌پایان به محصولات در مورد آفات ورودی هشدار می‌دهد؛ در داخل تونل‌های تاریک، پیچیدگی سنگ و لوله را در زیر پای ما نقشه‌برداری می‌کند؛ و بر روی کوه‌های پوشیده از برف، عمق برف را اندازه‌گیری می‌کند تا نقشه‌برداران بتوانند نقشه‌هایی را ترسیم کنند که میلی‌متری دقیق هستند.

هر یک از این صحنه‌ها به آرامی توسط رادار تغذیه می‌شوند. در سال‌های اخیر دانشمندان چینی مجموعه‌ای از رادارهای بومی را توسعه داده‌اند که هم به دفاع ملی و هم به زندگی روزمره خدمت می‌کنند و به آرامی نحوه زندگی و کار ما را تغییر می‌دهند.

نگهبان هر سفر

دیدن از میان مه در زمانی که چشم انسان نمی‌تواند

برای مسافران، ایمنی در اولویت قرار دارد. رادار به عنوان یک «نگهبان ترافیک هوایی» وفادار، به طور مداوم آسمان را اسکن می‌کند، روی موقعیت، سرعت و جهت هر هواپیما قفل می‌شود - حتی زمانی که دید به نزدیک صفر می‌رسد - و داده‌های مورد نیاز خلبانان را برای فرود ایمن ارائه می‌دهد.

در فرودگاه بین‌المللی پکن داکسینگ، یک رادار آب و هوای آرایه فازی فعال، کاملاً دیجیتال و باند C - اولین نوع خود در هوانوردی غیرنظامی - یک اسکن حجمی 40 لایه را در 90 ثانیه با وضوح فضایی 75 متر تکمیل می‌کند. ماژول‌های انتقال و دریافت توزیع‌شده، میانگین زمان بین خرابی‌ها را از 600 ساعت به بیش از 3000 ساعت افزایش می‌دهند و یک پوشش مه را به یک ورق شفاف از اعداد تبدیل می‌کنند.

همین «دید فوق‌العاده» اکنون در حال ورود به جاده است. با ازدواج لیزر، امواج میلی‌متری و دوربین‌های نوری با هوش مصنوعی، تصمیم‌گیری، برنامه‌ریزی مسیر و الگوریتم‌های شبیه‌سازی صحنه، خودروهای خودران می‌توانند فراتر از افق انسانی را ببینند و هشدارهای فوری برای کارهای جاده‌ای، رانندگان چراغ قرمز، ترافیک متقاطع یا عابرین پیاده پنهان شده در پشت کامیون‌های پارک شده دریافت کنند.

یک مهندس چینی می‌گوید: «ما همچنین یک رادار فراصوت ساخته‌ایم که حباب 0 تا 10 متری اطراف خودرو را تماشا می‌کند. این رادار، امواج میلی‌متری و لیدار را تکمیل می‌کند تا یک پیله ایمنی لایه‌ای ایجاد کند و از برخورد با در، بررسی عمق آب و پارک خودکار جلوگیری می‌کند. تاکنون 20 میلیون واحد ارسال کرده‌ایم.»

اولین پاسخ‌دهنده در هنگام وقوع فاجعه

شمارش بال زدن ملخ از کیلومترها دورتر

رادارهای هواشناسی جدید چین - آرایه‌های فازی دو قطبی باند S، آرایه‌های فازی باند C و بقیه خانواده - می‌توانند یک سلول طوفانی را در حالی که هنوز در حال شکل‌گیری است، شناسایی کنند و هشدارها را چند دقیقه زودتر از قبل به تلفن‌ها و برج‌های کنترل ارسال کنند.

اما رادار فراتر از یک چشم آب و هوا است؛ این یک دید اشعه ایکس نیز هست. رادار نفوذی به زمین (GPR) به صورت غیر مخرب کار می‌کند و تصاویری با دقت سانتی‌متر از آنچه در زیر است ارائه می‌دهد، چه این کار بررسی پوشش تونل، نقشه‌برداری از بستر، بازرسی سد یا جستجوی یک گودال در زیر خیابان شهر باشد.

هنگامی که زلزله‌ها ساختمان‌ها را خرد می‌کنند، رادار نجات جان، پالس‌های فوق‌العاده پهن باند را از میان آوار ارسال می‌کند؛ بازتاب‌های ضعیف تنفس یا ضربان قلب از آشفتگی بیرون کشیده شده و به علائم حیاتی روی صفحه تبدیل می‌شوند و امدادگران را در ساعت طلایی به بازماندگان هدایت می‌کنند.

کشاورزان نیز یک متحد جدید دارند. شناسایی سنتی آفات به معنای راه رفتن در ردیف‌ها با یک تور و یک دفترچه یادداشت است - کند و همیشه خیلی دیر. رادار حشره‌شناسی با وضوح بالا، چند باند و قطبش کامل چین اکنون هر شب به سمت آسمان خیره می‌شود و فرکانس بال زدن حشرات، طول بدن، وزن، سطح مقطع راداری و حتی جهت سر را اندازه‌گیری می‌کند. نتیجه، اولین پایگاه داده ملی از مسیرهای آفات مهاجر است که زیربنای فنی را برای یک پلت فرم هشدار اولیه در سراسر کشور ایجاد می‌کند که می‌تواند به کشاورزان بگوید «فردا سمپاشی کنید» قبل از اینکه یک پروانه فرود آید.

رادار به کجا می‌رود

هوشمندتر، چند باند، و - احتمالاً - کوانتومی

رادارهای فردا هوش مصنوعی را با فیزیک رادیویی در زمان واقعی ترکیب خواهند کرد. شبکه‌های یادگیری عمیق از پژواک‌های خام عبور می‌کنند و فوراً هر تماس - کشتی باری، پهپاد پنهان‌کار، گله پرندگان - را برچسب‌گذاری می‌کنند و پیش‌بینی می‌کنند که هر کدام چه خواهند کرد، در حالی که موتورهای شناختی شکل موج‌ها را در حال پرواز تنظیم می‌کنند تا یک قدم جلوتر از ایجاد اختلال باشند.

در آزمایشگاه، رادارهای کوانتومی و تراهرتز از تخته سیاه به نمونه اولیه منتقل می‌شوند. یک رادار درهم‌تنیدگی کوانتومی که در نانجینگ ساخته شده است، قبلاً امضای کوانتومی یک هدف پنهان‌کار را در 200 کیلومتری تشخیص داده است. هنگامی که این مجموعه‌ها بالغ شوند، می‌توانند قوانین جنگ دریایی و دفاع ساحلی را بازنویسی کنند.

رادار از استراتوسفر تا بستر دریا، به سپر و حسگر برای یک چین مدرن تبدیل شده است. از آنجایی که این فناوری به سمت استقلال بیشتر، طیف‌های وسیع‌تر و افق‌های کوانتومی پیش می‌رود، فصل بعدی رادار امروز نوشته می‌شود - و حتی به زندگی روزمره نزدیک‌تر از آن چیزی خواهد بود که ما می‌توانیم تصور کنیم.

(منبع مقاله: منتشر شده در People's Daily)