По нерадостным оценкам, в среднем каждые 90 минут кто-то в мире получает ранения или гибнет от противопехотной мины или другого наследия войны. Еще более удручает то, что, по данным Консультативной группы по обучению риску подрыва взрывоопасных предметов (EORE AG), включающей свыше дюжины агентств ООН и НПО, в последние годы наблюдается «резкий рост» числа жертв среди гражданского населения. Эти организации и многие другие прилагают титанические усилия, чтобы помочь пострадавшим странам и сообществам восстановить безопасное использование своих земель.
Взрывы мин могут быть смертельными, приводя к слепоте, ожогам, потере конечностей и ранениям осколками. Несмотря на то, что многие страны прекратили производство и использование наземных мин, 59 стран и территорий все еще загрязнены минами или другими взрывными устройствами. В 2019 году мины и аналогичные взрывные устройства стали причиной не менее 5 554 инцидентов в 55 странах и регионах. Гражданское население составило большинство (80%), а дети — почти половину среди гражданских жертв (43%).
В 1980-е годы в Афганистане было сброшено более миллиона мин. На Корейском полуострове, после окончания Корейской войны в 1953 году, было установлено около двух миллионов мин. Сегодня считаются, что новые мины применяются на севере Мьянмы, а самодельные взрывные устройства используются негосударственными вооруженными формированиями по всему миру. На таких загрязненных территориях требуются долгие и сложные операции по разминированию, и инновационные технологии, несомненно, сыграют решающую роль в обеспечении безопасности населения, живущего под угрозой мин.
Использование радара для обзора под землей
Чауки Касми, ведущий научный сотрудник Центра исследований направленной энергии (DERC) при Институте технологических инноваций (TII) в ОАЭ, верит, что его команда может стать частью решения. DERC разработал систему обнаружения мин, использующую георадар — поисковую технологию, исторически применяемую для обследования бетона и кладки, поиска подземных коммуникаций и картографирования археологических объектов.
«С помощью наших радаров, проникающих в грунт, мы обнаруживаем скрытые объекты, находясь в воздухе на автономном беспилотном летательном аппарате», — говорит Касми. Система, получившая название NATHR-G1 («Проворный и передовой томографический гуманитарный ровер»), сканирует и обнаруживает зарытые объекты, такие как самодельные взрывные устройства, мины и другие неразорвавшиеся боеприпасы.
Вся система NATHR-G1 спроектирована, произведена и собрана в Абу-Даби. Встроенные микроволновые датчики собирают изображения заданной области или местности, поясняет Касми. Измерения, выполненные в нескольких частотных диапазонах, затем обрабатываются с использованием геопривязанной информации от наземной станции.
Обнаружение и нейтрализация угроз
Для безопасной и дистанционной нейтрализации мин в своей мобильной лазерной лаборатории DERC также разработал и протестировал мощный лазер. Исследовательская группа сотрудничает с молодыми специалистами в области науки и техники в ОАЭ с целью снижения риска, связанного с неразорвавшимися боеприпасами, при ограниченных затратах. Они надеются сделать эту технологию доступной как можно большему числу стран.
Команда также продолжает совершенствовать NATHR-G1: среди новых функций — усовершенствованный механизм обработки сигналов на основе машинного обучения для обнаружения и идентификации скрытых объектов. DERC сотрудничает с экспертами Рурского университета Бохума (Германия) и Национального университета Колумбии в Боготе. Эти исследователи в настоящее время разрабатывают комплекс искусственного интеллекта, который облегчит NATHR-G1 задачу различения безвредных металлических предметов и угроз путем анализа их электромагнитных сигнатур.
Внезапное появление энергии после катастрофы
Обнаружение мин — лишь один из инструментов гуманитарной помощи, который становится возможным благодаря системам направленной энергии. Второе применение, способное помочь спасательным операциям, — это передача энергии в зоны после стихийных бедствий, как отмечает Касми.
После катастроф повреждение водной и энергетической инфраструктуры может превратить локализованный кризис в национальную катастрофу. «Когда тайфуны и землетрясения приводят к обрушению коммунальных систем, эти события разрастаются до крупных бедствий», — говорит Касми. «А отключения электроэнергии замедляют восстановительные работы, поскольку гаснет свет для ночных спасательных операций или перестают работать жизненно важные объекты, такие как больницы и системы связи».
Передача энергии по воздуху с помощью беспроводных лучей (power beaming) может существенно повлиять на способность служб быстрого реагирования находить и спасать выживших в экстренных ситуациях. Такая передача энергии может помочь запустить системы энергоснабжения задолго до того, как удастся отремонтировать поврежденную инфраструктуру.
«Хотя такие инновации, как инструменты связи на солнечных батареях, помогают, возможность быстро развертываемых переносных энергетических установок, которые либо питают генераторы, либо подключаются к действующим сетям, коренным образом изменит гуманитарное восстановление», — объясняет Касми.
Передача энергии с помощью лазера
Передача электроэнергии по заданному электромагнитному лучу (power beaming) может осуществляться с помощью лазера или микроволн. Хотя микроволновые подходы имеют более длительную историю, лазерные методы демонстрируют многообещающие результаты в недавних испытаниях и демонстрациях. Лазерная передача энергии выигрывает за счет более узкой концентрации, что позволяет использовать меньшие по размеру передающие и приемные установки.
Лазерная передача берет электричество из доступного источника, преобразует его в свет с помощью лазеров и проецирует через открытый воздух — так называемое «свободное пространство» — или через оптоволокно. На приемном конце специализированные солнечные элементы, настроенные на длину волны лазера, преобразуют этот интенсивный свет обратно в электричество.
«Передача энергии потенциально способна решить такие проблемы, как обеспечение интернетом и связью людей в отдаленных районах, где нет традиционно развитых энергосетей или инфраструктуры», — отмечает Касми, объясняя, почему эта технология является приоритетом для DERC. «Это может значительно усилить гуманитарную помощь после стихийных бедствий, поскольку мир готовится к более частым экстремальным погодным явлениям».
Потребность в таких решениях огромна, поскольку изменение климата увеличивает частоту экстремальных погодных явлений и температур. В сентябре 2022 года ураган «Иан» обрушился на юго-восток США, оставив 5,1 миллиона домов и предприятий без электричества на пять дней и более. Во время муссонных наводнений в Пакистане летом власти спешно принимали меры для защиты электростанций и сети. В сентябре 2022 года тайфун «Нору» на Филиппинах оставил миллионы людей без света. Даже локальные угрозы чреваты серьезным ущербом для энергетических систем: например, сильное обледенение в Словении в 2014 году оставило 250 000 человек без электричества на срок до 10 дней из-за повреждения инфраструктуры.
Касми отмечает, что для передачи энергии по лучу остаются технические препятствия, такие как необходимость обеспечить передачу на большие расстояния и повышение КПД. Кроме того, необходима проактивная кампания по информированию общественности, чтобы развеять опасения или необоснованные страхи по поводу лазерных технологий. Тем не менее, передача энергии по лучу обладает потенциалом стать мощным новым средством поддержки человеческих популяций в столетии, отмеченном ростом числа экстремальных природных катаклизмов.
Хотя усовершенствования в технологиях направленной энергии часто привлекают внимание в таких секторах, как навигация для автономных транспортных средств или питание спутников на низкой околоземной орбите, их гуманитарное применение может оказаться наиболее преобразующим. Георадары и лазерная передача энергии — лишь два примера использования направленной энергии для содействия гуманитарной готовности, реагированию и восстановлению, с потенциалом улучшить безопасность, здоровье и жизнь миллионов людей по всему миру.
