Trung Quốc nghiên cứu biến lá chắn năng lượng từ viễn tưởng thành hiện thực

Một nhóm các nhà khoa học từ viện nghiên cứu công nghệ quân sự hàng đầu Trung Quốc cho biết họ đang phát triển một công nghệ phòng thủ mới tương tự như lá chắn năng lượng trong phim khoa học viễn tưởng.

Bức màn bảo vệ vô hình bao gồm các ion tích điện sẵn sàng bảo vệ máy bay không người lái, tên lửa và các loại vũ khí khác của Trung Quốc trước các cuộc tấn công sóng vi ba (sóng tần số siêu cao, có bước sóng khoảng từ 30cm [tần số 1GH] đến 1cm [tần số 30GHz]), giống như các công nghệ được mô tả trong thế giới điện ảnh khoa học viễn tưởng.

Khi bức xạ của kẻ tấn công xuất hiện, lá chắn năng lượng sẽ hoạt động ngay lập tức và khả năng chống chịu của nó ngày càng mạnh hơn sau mỗi cuộc tấn công leo thang.

Công nghệ hiện đại dễ bị tổn thương khi đối mặt với sóng vi ba công suất cao. Ngay cả những con chip quân sự được tăng cường bằng các mạch đặc biệt cũng có thể gặp khó khăn trong việc chống lại các cuộc tấn công vi ba chứa công suất vài kilowatt ở cự ly gần.

Những sóng mạnh này tàn phá dòng điện bên trong chip và khiến nhiệt độ bên trong tăng vọt.

Nhóm nghiên cứu do Chen Zongsheng, một nhà nghiên cứu cộng tác tại Phòng thí nghiệm trọng điểm nhà nước về Công nghệ Laser xung tại Đại học Công nghệ Quốc phòng Trung Quốc, dẫn đầu cho biết, “lá chắn plasma nhiệt độ thấp” của họ có thể bảo vệ các mạch nhạy cảm khỏi các cuộc bắn phá của vũ khí điện từ với công suất lên tới 170kW ở khoảng cách chỉ 3m.

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã cho thấy tính khả thi của công nghệ đặc biệt này.

“Chúng tôi đang trong quá trình phát triển các thiết bị thu nhỏ để đưa công nghệ này vào thực tế” , Chen và các cộng tác viên của ông viết trong một bài báo được bình duyệt đăng trên Tạp chí Công nghệ Quốc phòng của Đại học Quốc gia Trung Quốc vào tháng 12/2023.

Nhóm của Chen cho biết nghiên cứu của họ được thúc đẩy bởi áp lực từ Mỹ.

“Mỹ đã đưa vào sử dụng các thiết bị như Hệ thống Từ chối Chủ động, hệ thống vũ khí xung điện từ Vigilant Eagle, tên lửa hành trình AGM-86 mang đầu đạn có thể phát vi ba và vũ khí vi ba công suất cao để phong tỏa không phận” , nhóm của Chen cho biết trong bài báo.

“Quân đội Mỹ đang tăng gấp đôi số tiền đầu tư vào lĩnh vực này. Nếu hệ thống thông tin điện tử của Quân đội Giải phóng Nhân dân Trung Quốc bị phá hủy, ngay cả những loại vũ khí và trang bị mạnh nhất cũng sẽ bị vô hiệu hóa hoặc biến thành một đống sắt vụn" , nhóm nghiên cứu cho biết thêm.

Theo thông tin công khai, quân đội Trung Quốc cũng đang phát triển vũ khí vi ba công suất cực cao - một số có công suất tối đa gần hoặc vượt quá 1GW - để tấn công các mục tiêu tầm xa như máy bay không người lái tầm cao hay thậm chí cả vệ tinh quỹ đạo thấp tương tự như Starlink của SpaceX.

Trước đây, việc bảo vệ các thiết bị điện tử chủ yếu tập trung vào mạch điện. Tuy nhiên, khi sức mạnh của những thiết bị tấn công ngày càng gia tăng, các nhà khoa học Trung Quốc đã đề xuất các biện pháp bảo vệ bổ sung, chẳng hạn như các lớp bảo vệ siêu bề mặt có thể thay đổi cấu trúc vật lý để điều chỉnh các sóng điện từ bắn tới. Tuy nhiên, lớp bảo vệ thể rắn này gặp khó khăn trong việc xử lý đồng thời các vấn đề về nhiệt và nhiễu điện tử.

Lá chắn năng lượng dựa trên plasma là một cách tiếp cận hoàn toàn mới gợi nhớ đến các nguyên tắc "lấy nhu chế cương" trong môn võ Thái cực quyền - thay vì trực tiếp chống lại các cuộc tấn công điện từ mang tính hủy diệt, nó cố gắng chuyển đổi sức mạnh của kẻ tấn công thành năng lượng phòng thủ.

Nhóm của Chen trước tiên đã chứng minh về mặt toán học rằng chiến lược này không vi phạm các định luật vật lý cơ bản và sau đó họ biến tham vọng của mình thành hiện thực, sử dụng rất ít năng lượng điện để tạo ra một lớp plasma ổn định.

Theo bài báo, khi sóng điện từ tấn công tiếp xúc với các hạt tích điện này, các hạt có thể ngay lập tức hấp thụ năng lượng của sóng điện từ rồi chuyển sang trạng thái rất hoạt động.

Nếu kẻ địch tiếp tục tấn công hoặc thậm chí tăng sức mạnh vào lúc này, plasma sẽ đột ngột tăng mật độ trong không gian, phản chiếu phần lớn năng lượng ngẫu nhiên giống như một tấm gương.

Chen và các đồng nghiệp cho biết sau khi tóm tắt dữ liệu thí nghiệm: “Plasma càng dày thì hiệu quả bảo vệ càng cao. Khi vi ba công suất cao tắt đi, plasma sẽ nhanh chóng trở lại trạng thái ban đầu do không còn năng lượng bên ngoài duy trì nó”.

Các yêu cầu của quân đội Trung Quốc đối với lá chắn năng lượng là ngoài khả năng bảo vệ mạnh mẽ còn phải bao gồm việc không bị nhiễu khi truyền sóng điện từ công suất thấp, vì máy bay không người lái hoặc tên lửa được bảo vệ cũng phải có khả năng gửi hoặc nhận tín hiệu.

Ngoài ra, để ngăn chặn đối phương cố gắng xuyên thủng plasma bằng cách thay đổi tần số vi ba, tần số phản hồi hiệu quả của lá chắn năng lượng phải càng rộng càng tốt.

Một thách thức cơ bản khác là bản thân thiết bị phát ra lá chắn năng lượng phải chịu được các cuộc tấn công vi ba công suất cao trong khi vẫn giữ được kích thước, khối lượng và mức tiêu thụ năng lượng ở mức nhỏ nhất có thể.

Nhóm của Chen cho biết họ đang giải quyết những vấn đề này.