סיקור מקיף

אנטנה חמקנית

אנטנות פלזמה נעלמות כשמכבים אותן

מאת סטיבן אשלי

מכ
מכ
המכ"ם מנצל את גלי הרדיו כדי לאפשר למטוסים, לספינות ולתחנות קרקעיות לראות למרחוק, גם בלילה ובתנאי מזג אוויר קשים. אנטנות המתכת שמשדרות וקולטות את הגלים האלה מחזירות בעצמן גלי מכ"ם, עובדה שמאפשרת לאחרים לראות אותן – חיסרון קטלני בעת מלחמה. אנטנות רדיו לא-מתכתיות מסוג חדש מפסיקות להחזיר גלי רדיו כשמכבים אותן, ויכולות אפוא להפוך לבלתי נראות לעיני מכ"ם. ההמצאה החדשנית הזאת, המכונה "טכנולוגיה של אנטנת פלזמה", מבוססת על עירור של גזים הלכודים בתוך שפופרות אטומות. העירור יוצר ענני של אלקטרונים ויונים טעונים שמסוגלים לנוע בחופשיות.

במשך עשרות שנים השתעשעו חוקרים במעבדות ברעיון של אנטנת פלזמה, אך טד אנדרסון, נשיא חברת הליקאלה מחקר ופיתוח – חברה קטנה מברוקפילד שבמסצ'וסטס – והפיזיקאי איגור אלכסב מאוניברסיטת טנסי-נוקסוויל החיו לאחרונה את העניין בתחום. המחקר שלהם מעלה מחדש את האפשרות ליצור אנטנה קטנה וחסינה בפני חסימה, שצורכת כמויות צנועות של חשמל, שקטה, לא מפריעה לאנטנות אחרות ומתכווננת בקלות לתדרים רבים.

כשמפעילים פולס חשמלי בתדירות של גלי רדיו על קצה אחד של שפופרת כזו (אנדרסון ואלכסב משתמשים בנורות פלואורסצנטיות), מייננת האנרגיה של הפולס את הגז שבתוך השפופרת ויוצרת פלזמה. "צפיפות האלקטרונים הגבוהה שבפלזמה עושה אותה למוליכה מצוינת של חשמל, ממש כמו מתכת," אומר אנדרסון. כשהפלזמה הכלואה מצויה במצב מעורר היא פולטת, קולטת או מחזירה גלים אלקטרומגנטיים בקלות. שינוי בצפיפות הפלזמה באמצעות כוונון של ההספק החשמלי משנה את תדרי הרדיו שהאנטנה משדרת וקולטת. בנוסף, אנטנות שמכוונות לצפיפויות פלזמה מסוימות יכולות להיות רגישות לתדרי רדיו נמוכים ולא להגיב לתדרים הגבוהים יותר, שבהם נעשה שימוש ברוב המכ"מים. אך שלא כמו במתכת, כשמפסיקים את החשמל, הפלזמה חוזרת במהירות להיות גז ניטרלי, והאנטנה למעשה נעלמת.

להיעלמות זו יכולים להיות כמה יישומים, אומר אלכסב. חברת לוקהיד מרטין, קבלנית של משרד ההגנה האמריקני, תבצע בקרוב ניסוי מוטס של אנטנת פלזמה (סגורה בתוך פולימר נוקשה ומבודד), שתוכננה להיות בלתי-ניתנת לגילוי על ידי מכ"ם, אפילו כשהיא משדרת וקולטת גלי רדיו בתדר נמוך. במקביל, חיל האוויר האמריקני מקווה שהטכנולוגיה תוכל להגן על הרכיבים האלקטרוניים בלוויינים מפני אותות שיבוש חזקים שטילי אויב עלולים לשדר. צבא ארה"ב תומך במחקר של מערכי אנטנות פלזמה כיווניות, שבהם מקיפים את משדר-מקלט המכ"ם בטבעת של רפלקטורים הפועלים כאנטנות פלזמה. "כשאחת מאנטנות הרפלקטורים מופסקת, עוברים האותות בגלי מיקרו המשודרים ממוקד הטבעת דרך החלון הפתוח בקרן כיוונית ביותר," אומר אלכסב. לחלופין, אותו מתקן יכול לשמש כמקלט כיווני לאיכון מדויק של משדרי רדיו.

עם זאת, לא כל החוקרים שמכירים את הטכנולוגיה נלהבים כל כך באשר לסיכוייה. וולי מנהיימר, פיזיקאי פלזמה במעבדת המחקר של הצי האמריקני, נזכר שלפני יותר מעשר שנים חקר הצי טכנולוגיה של אנטנות פלזמה. התקווה הייתה שהפלזמה תוכל לשמש בסיס לשדרוג מכ"ם המערך הפאזי המתכתי המשמש כיום בסיירות "אגיס" של הצי האמריקני ובכלי שיט אחרים ולעשותו קטן וחשאי. ממערכים אלה של רכיבי אנטנה אפשר לכוון, באופן אלקטרוני, קרניים של גלי מיקרו לעבר מטרות. החוקרים של חיל הים, מספר מנהיימר, ניסו להשתמש בטכנולוגיה של אנטנות פלזמה שכוונו בעזרת שדות מגנטיים כדי ליצור מערך "מראה גמישה" מדויק יותר. כדי שהקרניים המופקות יפעלו היטב, היה צורך בכיוון דו-צירי; לרוע המזל, המדענים הצליחו לכוונן את הקרניים לאורך ציר אחד בלבד, והצי ביטל את התכנית.

ענני אותות
צוות הסיור שלכם ספג אבידות קשות, וכעת אתם מבודדים עמוק בשטח האויב. אתם זקוקים לחילוץ מהיר, אך ההרים הסובבים אתכם חוסמים כל תקשורת. מה אפשר לעשות? ייתכן שלחוקרי אנטנות הפלזמה יש פתרון. כמה מהם רשמו פטנט על רעיון, ולפיו אנטנות שמבוססות על גז פלזמה ישדרו ויקלטו אותות גם כשאמצעי תקשורת שגרתיים יותר ייכשלו בכך. לב הרעיון הוא שמטעני נפץ ישגרו אל-על סילון של פלזמה. ענן הגז המיונן שייווצר יסייע את הפצתם היעילה של אותות אלקטרומגנטיים ממשדר רדיו מיוחד.

לרכישת מינוי חייגו 1-800-355-155

תגובה אחת

  1. רעיון יפה מאוד, עוד דוגמא לרעיון פיזיקלי שהיה ידוע הרבה זמן עד שניתן היה להשתמש בו ולפי הכתבה הצבא האמריקני לא הצליח לפני כעשור להביא רעיון זה אל הפועל ומאז נעזב הפרוייקט, או שמא זה רק כדי לא להסגיר את העובדה שיש ברשותם משהו כזה או בשלבי פיתוח מתקדמים.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן