גישה חדשנית לאיתור חומרי נפץ שאינם מתכתיים

This post is also available in: English (אנגלית)

נוכחות חומרי נפץ לא-מתכתיים שלא התפוצצו במטווחים של צבא ארה"ב, ביניהם חומרים פחות מוליכים כמו סיבי פחם הטמונים בקרקע, מסכנים את החיילים, בפרט שלא ניתן לגלות אותם באמצעות הפיתרונות שבידי מחלקת ההגנה האמריקאית כיום.

טכנולוגיה שפותחה לאחרונה מאתרת חומרי נפץ מאולתרים בעלי תכולת מתכת נמוכה או ללא מתכת. מכשיר האינדוקציה האלקטרומגנטית בתדר גבוה פותח על ידי דר' בנג'מין בארואוז ממרכז המחקר והפיתוח ההנדסי של צבא ארה"ב. הטכנולוגיה מוגנת הפטנט הוכיחה הצלחה בניסויי האיתור של חומרי נפץ מאולתרים שאינם מתכתיים או בעלי תכולת מתכת נמוכה, המהווים איום על הלוחמים.

בעזרת הרקע שלו בהנדסת חשמל מ-MIT, שיער בארואוז כי איתור מטרות עם מוליכות שבין מתכת לקרקע עשויה להיות אפשרית. "סיבי פחם מוליכים יותר מהאדמה, אך מוליכים פחות ממתכת. כשחשבתי על מה שקורה כשמקרבים תדרים אלה למתכת הבנתי שהאלקטרונים במטרות בעלות מוליכות נמוכה זקוקים לדחיפה חזקה יותר כדי להגיב כמו שהם מגיבים כשמדובר במתכות, מפני שלאלקטרונים קשה לנוע במטרות בעלות מוליכות נמוכה, בדומה להבדל בין להניע את היד דרך מים לבין להניע אותה דרך האוויר.

“בתדרים כאלה, הדרך לדחוף אלקטרונים חזק יותר היא באמצעות תדר גבוה יותר, ובכיוון הזה התקדמנו תוך שמירה על הנחות פיזיקליות בהן השתמשנו במודלים ובהבנה שלנו", הוא מסביר, לפי erdc.usace.army.mil.

לאור העובדה שסיבי הפחם מוליכים פחות פי אלף ממתכת, החוקר הסביר את הצורך בפיתוח חיישן חדש שיפעל בתדרים הגבוהים יותר שבין 100 קילו-הרץ ל-15 מגה-הרץ.

החיישן של החוקרים הצליח לאתר פגזים מסיבי פחם בקרקע, וכן כבלים ומוטות פחם, שהם מרכיבים טיפוסיים של חומרי נפץ מאולתרים.

צוות החוקרים הצליחו למצוא מטרות בעלות מוליכות נמוכה הקשורות בחומרי נפץ אלה וכן חללים ריקים בקרקע שעשויים להצביע על חומר נפץ מאמוניום חנקתי, הודות לפעולה בתדרים גבוהים יותר בהשוואה למאתרי מתכות רגילים.

"מאתרי המתכות הקיימים לאיתור חומרי נפץ מאולתרים, שנמצאים בשימוש חיילי חי"ר בזירה, משלבים שני חיישנים נפרדים לגורם אחד. החיישן הראשון הוא חיישן אינדוקציה אלקטרומגנטית בתדר נמוך, שמצטיין באיתור מטרות ממתכת. החיישן השני הוא חיישן מכ"ם חודר-קרקע שמצטיין באיתור הפרעות מתחת לפני הקרקע אך מתקשה להבחין בין הסוגים שלהן; לדוגמא, מתקשה להבחין בין סלע למתכת."

חיישן האינדוקציה האלקטרומגנטית בתדר גבוה בו השתמשו החוקרים מגשר על הפער בין שתי צורות החישה האלה ומאפשר לחיישן הנישא ביד על ידי החייל לאתר עצמים מתכתיים דקים ביותר כמו כבלים, מטרות בעלות מוליכות נמוכה כגון מוטות פחם מסוללות תא D וחללים בקרקע שמצביעים על המצאות חומר נפץ מאולתר שאינו מוליך, כגון כזה המורכב מאמוניום חנקתי.