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Chiedi a Smithsonian: come funziona la visione notturna?

La tecnologia di visione notturna, che un tempo era piuttosto goffa, è diventata così leggera e potente che sta spostando il paradigma di battaglia per le forze statunitensi. La notte è diventata giorno.

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La capacità di usare uno scopo per vedere di notte fu sviluppata per la prima volta negli anni '30 dai militari tedeschi, ma presto le forze americane seguirono l'esempio. Ora, la tecnologia per la visione notturna è considerata uno strumento essenziale nell'equipaggiamento di un soldato o di un aviatore, consentendo loro di muoversi in sicurezza senza timore di attacchi a sorpresa e di cercare bersagli nell'oscurità quasi totale o attraverso spesse tende di fumo, nebbia e polvere durante il giorno.

"Migliora la loro mobilità, la loro sopravvivenza e la loro letalità", afferma il tenente colonnello Timothy Fuller, responsabile del prodotto per i sensori di manovra del soldato presso il soldato dell'ufficio esecutivo del programma dell'esercito americano (soldato PEO), una struttura di ricerca e sviluppo, con sede a Ft. Belvoir, Virginia.

Mirini e occhiali per la visione notturna vengono utilizzati 24 ore su 24, afferma Fuller.

La tecnologia non decollò fino alla fine degli anni '50, quando il soldato PEO aveva un obiettivo semplice, ma non così facile: la "conquista dell'oscurità", secondo una storia dell'esercito.

Esistono due modi per aumentare ciò che un essere umano può vedere nell'oscurità o in altre condizioni oscurate: il miglioramento dell'immagine (tradizionalmente pensato come visione notturna) e l'imaging termico.

Con il miglioramento dell'immagine, un ambito utilizza un obiettivo per catturare la luce riflessa dalla luna o dalle stelle e la fa passare attraverso un tubo intensificatore di immagine. All'interno di quel tubo c'è un fotocatodo che quando colpito dall'energia della luce, o fotoni, emette elettroni.

Rivestito con un composto fotosensibile all'interno, il tubo trasforma rapidamente un singolo elettrone in molte migliaia in un effetto a cascata.

Alla fine del tubo, gli elettroni colpiscono uno schermo ricoperto di sostanze chimiche che emettono luce chiamate fosfori. Questi fosfori convertono gli elettroni in fotoni, creando un'immagine sullo schermo, di solito verde, poiché si pensa che gli umani elaborino meglio l'immagine con quel colore. Una lente oculare consente all'utente di ingrandire e mettere a fuoco l'immagine.

Il concetto di accelerare gli elettroni per colpire uno schermo al fosforo, che crea un bagliore, funziona sullo stesso principio dei vecchi televisori e computer che funzionavano con tubi a raggi catodici, afferma Tom Bowman, direttore della divisione dei sistemi di combattimento terrestre presso la US Night's Night Vision e Direzione dei sensori elettronici.

I dispositivi di imaging termico utilizzano un sensore chiamato microbalometro per leggere la differenza di temperatura tra un oggetto e il suo ambiente, creando un'immagine dell'oggetto. I dati dal microbalometro vengono inviati a un display, in modo che l'utente possa quindi vedere l'oggetto. L'imaging termico può percepire il calore irradiato da qualsiasi oggetto, sia esso una roccia, un camion, un edificio o un essere umano, afferma Bowman. L'immagine prodotta è simile a quella di un televisore in bianco e nero.

Spesso una termocamera è abbinata alla tecnologia di miglioramento dell'immagine. "Quando abbiamo oscurità totale, il canale termico aiuta", afferma Fuller.

Gli originali dispositivi di visione notturna di prima generazione furono utilizzati a partire dalla seconda guerra mondiale e fino all'inizio della guerra del Vietnam. Il primo pratico dispositivo di visione notturna per fanti era lo Starlight Scope, introdotto nel 1964 e utilizzato dalla fanteria durante il conflitto del Vietnam. Il dispositivo da sei libbre, lungo (circa 18 pollici), che utilizzava una batteria pesante, ingombrante e specifica per il settore militare, non era esattamente adatto per un carico leggero.

Gran parte dei progressi nella tecnologia della visione notturna negli ultimi 50 anni è stata la creazione di apparecchiature più portatili e leggere, sebbene sia stata migliorata anche l'acuità visiva. La cosiddetta tecnologia di seconda generazione ha dato ai soldati una visione 20/50. Ciò è stato migliorato con l'attuale tecnologia di terza generazione a 20/20, il che significa che i soldati possono vedere anche di notte come durante il giorno, dice Bowman.

Gli ambiti montati su cime di armi come i fucili si sono ridotti da otto sterline a circa una sterlina, dice Bowman.

Gli occhiali sono stati introdotti sul campo nel 1977. L'intensificazione delle immagini è cresciuta notevolmente da allora, e l'ultima tecnologia combina visione notturna e imaging termico in un auricolare che pesa circa una libbra, incluso il pacco batteria che si fissa sul retro del casco e racchiude quattro batterie AA (che consentono quasi 8 ore di utilizzo). Negli anni '70, i soldati che utilizzavano gli occhiali potevano rilevare una figura umana a 150 metri di distanza; ora possono vedere circa 1.000 piedi nel buio.

In questi giorni, ci sono baby monitor per la visione notturna, binocoli, telescopi da caccia e telecamere di sorveglianza.

Ma il cittadino medio non può acquistare nulla dotato degli anticipi più recenti. "Non stai acquistando un equipaggiamento militare", afferma Bowman. Dice che ciò che è disponibile "è qualcosa di simile a ciò che avremmo messo in campo negli anni '70".

E l'ultima tecnologia è strettamente protetta. "L'esercito è vigile, per dirla in parole povere", a proposito del controllo dell'inventario, afferma Fuller.

È il tuo turno di chiedere a Smithsonian.

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