Quét vi sóng - công cụ thám báo mới?

Chúng ta đã có radar gần một thế kỷ. Là một phần nhỏ trong hộp công cụ công nghệ của nhân loại, radar rất thanh lịch và đơn giản về khái niệm: Bạn gửi đi sóng vô tuyến, thu nhận phản xạ của chúng bằng một bộ thu và nghiên cứu sóng để phân biệt mọi thứ ở đâu và ở xa như thế nào. 

Còn công nghệ radar mới này cho phép lực lượng cứu hộ dễ dàng tìm thấy người trong các tòa nhà bốc cháy đầy khói hoặc theo dõi những mảnh vỡ bay trong không gian. Hệ thống của NIST dựa vào vi sóng - chính sóng chứ không phải thiết bị - mặc dù đó là thứ phát ra xung quanh để hâm nóng thức ăn. Vi ba là sóng vô tuyến ngắn nhất của họ sóng vô tuyến. Bước sóng của chúng nằm trong khoảng từ kích thước của thước đo trường học đến độ dày của một đồng xu. Chúng đã được sử dụng trong radar - ví dụ như thiết bị theo dõi tốc độ ôtô trên đường thường dựa vào vi sóng. Nhưng vi sóng có những lợi thế nhất định so với ánh sáng khi tạo ra hình ảnh. 

Fabio da Silva, một trong những nhà nghiên cứu đứng đầu nỗ lực tại NIST, cho biết: “Rõ ràng là tôi không thể nhìn xuyên qua những bức tường đó. Tuy nhiên, trong chế độ vi sóng… bạn sẽ có thể ‘nhìn thấy’ xuyên qua bức tường”. Thật vậy, đó là lý do tại sao bộ định tuyến của bạn có thể truy cập bất kỳ nơi nào trong nhà của bạn hoặc tại sao điện thoại di động bắt được tín hiệu ngầm - chúng được liên kết với Internet bằng vi sóng có thể xuyên qua tường và sàn nhà. Điều đó cũng có nghĩa là hệ thống mới của nhóm nhà nghiên cứu có thể tiếp cận ngay cả những vật liệu tương đối dày đặc như tường thạch cao và bê tông. Nó cũng sẽ không bị cản trở bởi thời tiết bất lợi như mây dày và mưa.

Radar truyền thống không hiệu quả trong việc nhanh chóng tạo ra các hình ảnh chi tiết. Mohammadreza Imani, Giáo sư Đại học bang Arizona (Mỹ) và nhà nghiên cứu hình ảnh vi sóng, cho biết: “Trong nghiên cứu của NIST, để có được hình ảnh, hệ thống radar thường cần quét các mẫu chiếu sáng của chúng, điều này thường làm chậm tiến trình xử lý hình ảnh”. Nhóm nhà nghiên cứu NIST muốn tạo ra một hệ thống có thể khắc phục được hạn chế đó. Để có nguồn cảm hứng, nhóm NIST xem xét thiết bị mới được gọi là “máy ảnh 1 pixel” - về bản chất là máy ảnh không có ống kính. Chúng phát ra ánh sáng và sử dụng thiết bị dò cực nhanh và cực nhạy, đo thời gian ánh sáng quay trở lại. Nếu có được hệ thống xử lý dữ liệu nhanh chóng, bạn có thể tạo hình ảnh một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Một phần quan trọng khác của hệ thống dựa trên một thứ gọi là “ánh sáng bay”, hoạt động với cách sóng dội ra khỏi mọi thứ để đến được thiết bị thu của chúng. Ngoài hình ảnh, “ánh sáng bay” thường được sử dụng bởi phần mềm 3D để tạo ra hình ảnh thực tế hơn. Đối với da Silva và đồng nghiệp, một trở ngại lớn là kết hợp tất cả các khái niệm này vào một hệ thống quét có thể sử dụng được. Vì vậy, họ chuyển sang GPS, định vị bạn bằng cách tìm vị trí của bạn so với nhiều vệ tinh. Da Silva và đồng nghiệp sử dụng nhiều nguồn vi sóng và một máy thu duy nhất, dựa vào thuật toán máy tính để kết nối tất cả lại với nhau. Kết quả là hệ thống có thể quét một khu vực có kích thước bằng một căn hộ trên mức trung bình, sau đó tìm các vật thể nhỏ đến 1 milimet - tất cả chỉ trong vòng micro giây. Nhóm nhà nghiên cứu hy vọng hệ thống được sử dụng cho các ứng dụng tương tự như mục đích ban đầu của radar: theo dõi các vật thể siêu âm, di chuyển với tốc độ gấp 5 lần tốc độ âm thanh. Ví dụ bao gồm vụ nổ hoặc mảnh vỡ trong không gian, sau đó là mối đe dọa lớn hơn khi quỹ đạo Trái đất ngày càng trở nên lộn xộn với rác do con người tạo ra.

Kết quả của nhóm dựa trên nhiều cuộc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm tại NIST. Kể từ đó, Da Silva rời NIST để đến với một công ty khởi nghiệp là Wavsens, nơi ông hy vọng tiếp tục làm việc trên hệ thống và cuối cùng biến nó thành công cụ có thể đưa ra thị trường và được sử dụng rộng rãi hơn. Ông bình luận: “Chúng tôi hy vọng sẽ có một cái gì đó giống như thử nghiệm nguyên mẫu được thực hiện trong thời gian sắp tới. Sau đó, chúng tôi có thể có một công cụ được triển khai hoặc thử nghiệm trong một số ứng dụng thực tế”.

Mặc dù câu chuyện hiện được dẫn dắt hoàn toàn theo luồng tư duy khoa học, song thực tế đã xuất hiện câu hỏi: Nếu công nghệ mới này được các cơ quan đặc biệt sử dụng để theo dõi hay thám thính đối tượng của họ ở những địa điểm nhạy cảm như sứ quán hay khách sạn quốc tế, thì sẽ thế nào? Xem ra sự phát triển của công nghệ chưa hề có điểm dừng, kể cả đối với hoạt động tình báo.