Когда надвигаются штормы, он предсказывает, смогут ли самолеты взлетать и приземляться; над бескрайними сельскохозяйственными угодьями он предупреждает посевы о надвигающихся вредителях; внутри темных туннелей он отображает переплетение скал и труб под нашими ногами; а на заснеженных горах он измеряет глубину снежного покрова, чтобы геодезисты могли составлять карты с точностью до миллиметра.
Каждая из этих сцен тихо питается радаром. В последние годы китайские ученые разработали семейство отечественных радаров, которые служат как национальной обороне, так и повседневной жизни, незаметно меняя то, как мы живем и работаем.
Страж каждого путешествия
Видит сквозь туман, когда человеческие глаза не могут
Для путешественников безопасность превыше всего. Действуя как верный «диспетчер воздушного движения», радар постоянно сканирует небо, фиксируя положение, скорость и курс каждого самолета — даже когда видимость падает почти до нуля — предоставляя пилотам данные, необходимые для безопасной посадки.
В международном аэропорту Пекин Дасин C-диапазонный, полностью цифровой, активный фазированный метеорологический радар — первый в своем роде в гражданской авиации — выполняет 40-слойное объемное сканирование за 90 секунд с пространственным разрешением 75 м. Распределенные модули передачи-приема увеличивают среднее время наработки на отказ с 600 часов до более чем 3000 часов, превращая пелену тумана в прозрачный лист чисел.
Такое же «гипер-зрение» теперь выходит на дороги. Объединяя лазерные, миллиметровые и оптические камеры с алгоритмами принятия решений, планирования маршрута и моделирования сцен на основе искусственного интеллекта, беспилотные автомобили могут видеть далеко за горизонтом человека, получая мгновенные оповещения о дорожных работах, проезде на красный свет, пересекающем движении или пешеходах, скрытых за припаркованными грузовиками.
«Мы также построили ультразвуковой радар, который наблюдает за зоной 0–10 м вокруг транспортного средства», — говорит китайский инженер. «Он дополняет миллиметровые волны и лидар для создания многослойного защитного кокона и обеспечивает предотвращение столкновений с дверями, проверку глубины преодоления брода и автоматическую парковку. На данный момент мы отгрузили 20 миллионов единиц».
Первый реагирующий, когда надвигается катастрофа
Подсчет взмахов крыльев саранчи с расстояния в километры
Новые метеорологические радары Китая — фазированные решетки с двойной поляризацией S-диапазона, фазированные решетки C-диапазона и остальная часть семейства — могут вынюхивать штормовой очаг, пока он еще формируется, и отправлять предупреждения на телефоны и диспетчерские вышки на несколько минут раньше, чем раньше.
Но радар — это больше, чем метеорологический глаз; это также рентгеновское зрение. Радар с проникающей способностью (GPR) работает неразрушающим способом, предоставляя четкие изображения с точностью до сантиметра того, что находится под землей, будь то проверка облицовки туннеля, картирование коренных пород, осмотр плотины или поиск провала под городской улицей.
Когда землетрясения разрушают здания, радар спасения жизни посылает ультраширокополосные импульсы через завалы; слабые отражения дыхания или сердцебиения извлекаются из хаоса и преобразуются в признаки жизни на экране, направляя спасателей к выжившим в течение золотого часа.
У фермеров тоже появился новый союзник. Традиционная разведка вредителей означает обход рядов с сеткой и блокнотом — медленно и всегда слишком поздно. Первый в Китае высокоточный, многодиапазонный, полнополяризационный энтомологический радар теперь каждую ночь смотрит в небо, измеряя частоту взмахов крыльев насекомых, длину тела, вес, радиолокационное поперечное сечение и даже ориентацию головы. Результатом является первая национальная база данных траекторий мигрирующих вредителей, закладывающая техническую основу для общенациональной платформы раннего предупреждения, которая может сказать фермерам «опрыскайте завтра», прежде чем приземлится хоть одна моль.
Куда движется радар
Умнее, многодиапазоннее и — вполне возможно — квантовое
Радары завтрашнего дня объединят искусственный интеллект с радиофизикой в реальном времени. Сети глубокого обучения будут просеивать необработанные эхо-сигналы, мгновенно маркируя каждый контакт — грузовое судно, стелс-дрон, стая птиц — и предсказывая, что каждый из них сделает дальше, в то время как когнитивные двигатели будут на лету перенастраивать формы волн, чтобы оставаться на шаг впереди помех.
В лаборатории квантовые и терагерцовые радары переходят от доски к прототипу. Квантовый радар запутанности, построенный в Нанкине, уже распознал квантовую сигнатуру стелс-цели на расстоянии 200 км. После доработки такие комплексы могут переписать правила военно-морских сражений и береговой обороны.
От стратосферы до морского дна радар стал и щитом, и датчиком для современного Китая. Поскольку технология продолжает стремиться к большей автономии, более широкому спектру и квантовым горизонтам, следующая глава радара пишется сегодня — и она будет еще ближе к повседневной жизни, чем мы можем себе представить.
(Источник статьи: опубликовано в People's Daily)
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!