Нанооружие — собирательное название всех принципиально новых видов техники, вооружения и военного оснащения, функционирование и боевое применение которых опирается на достижения в области современных нанотехнологий .

Военные нанотехнологии

Существующие нанотехнологии возникли и сформировались как многопрофильная научно-техническая дисциплина на стыке физики , химии , биологии , медицины и материаловедения . В большинстве развитых стран программы по их развитию считаются одними из самых приоритетных инновационных направлений . Например, в 2000 году администрация американского президента Клинтона запустила проект Национальная нанотехнологическая инициатива ( англ. National Nanothecnology Initiative (NNI)), который объединил усилия более чем двух десятков федеральных агентств, связанных с созданием, использованием и регламентированием использования нанотехнологий. С момента запуска этого проекта на разработку нанотехнологий только правительством США было затрачено более 20 млрд долларов, в дополнение к ним часть финансовых средств выделяется по линии Управления перспективных исследовательских проектов ( англ. DARPA ). Общая сумма вложенных инвестиций продолжает оставаться под грифом «совершенно секретно», однако анализ имеющихся в публичном доступе положений бюджета позволяет заключить, что на военные разработки уходит от трети до половины израсходованных финансовых ресурсов .

Как указывает американский физик и изобретатель Луис Дель Монте, созданные нашей цивилизацией нанотехнологии представляют значительную опасность для существования человечества в целом. Риск этой опасности получил количественную оценку со стороны экспертного сообщества Конференции рисков глобальной катастрофы ( англ. Global Catastrophic Risk Conference ), которая была проведена в Оксфордском университете в 2008 году. В соответствии с их прогнозами существует вероятность 19 %, что к концу этого столетия человечество будет полностью уничтожено, причём наиболее вероятными причинами катастрофы названы (5 %), сверхразумный искусственный интеллект (5 %), традиционные войны (4 %) и рукотворная пандемия , вызванная задействованием биологического оружия (2 %) .

В настоящее время научное сообщество полагает, что разработка современных нанотехнологических средств уничтожения позволяет получить в руки боевой потенциал, сопоставимый по разрушительности с ударной мощью оружия массового поражения . Одной из наиболее ужасающих перспектив называют появление нанороботов с элементами коллективного разума (см. роевой интеллект ), которые могли бы использовать окружающую их среду для воспроизводства себе подобных машин . «Рой» таких боевых единиц мог бы атаковать свою цель на молекулярном уровне, в буквальном смысле разбирая её на атомы для ремонта и строительства всё новых и новых «подкреплений» (см. « серая слизь »). Миниатюрный размер такого средства поражения делает детектирование его наличия крайне затруднительным, а доставку к «целевой аудитории» — совершенно необременительной. В соответствии с прогнозами, примерно к середине XXI века существование подобных машин станет реальностью, а война с их использованием скорее всего приведёт к уничтожению 90 % населения планеты за несколько недель .

В этой перспективе создаваемые нанотехнологии выступают как новый класс вооружений, который будет доминировать на полях возможных грядущих сражений. В контексте его значения один из американских адмиралов в 1995 году заявил :

Обладание таким оружием и его размещение пока не регламентируется никакими международными обязательствами и договорённостями. В связи с этим Китай , Российская Федерация и Соединённые Штаты фактически уже начали новую гонку вооружений , а другие страны (в первую очередь Германия ) в любой момент готовы к ней присоединиться .

Однако процесс совершенствования военных нанотехнологий несёт с собой и некоторые неявные аспекты. Например, появление принципиально новых нановооружений не даёт возможности адекватно оценить их боевой потенциал, изменившуюся расстановку сил и геополитические возможности обладающего ими противника. Вдобавок, о налаживании производства нанооружия исключительно трудно получить какую-либо информацию, так как его выпуск можно осуществлять сетью отдельных разрозненных объектов, не выдавая ведение там каких-либо работ заметными внешними признаками . Особенно пугает то, что увеличивая и без того прогрессирующее неравенство стран, социумов и политических игроков, нанотехнологии вносят элемент независимости техносферы от человеческого фактора . Кроме этого, сочетание возможности сконцентрировать большое количество энергии с относительной технологической простотой делает обладание нановооружением очень заманчивой идеей для террористов всех мастей и стран-изгоев .

Направления и пути применения нанотехнологий

Среди наиболее приоритетных целей развития современных военных нанотехнологий выделяют проекты по разработке защитных и самовосстанавливающихся систем, работы по снижению заметности ( маскировке ) существующих образцов вооружения и по уменьшению их энергопотребления. Особый интерес вызывают устройства по детекции химико-биологических загрязнений и опасных веществ, комплексы связи и средства обнаружения, так называемых, «невидимых» боевых единиц противника , построенных по технологии « стелс », конструкционные материалы на базе нанообьектов, новые энергетические ресурсы и боеприпасы .

В связи с этим, в рамках военной наноиндустрии активно развиваются научно-исследовательские проекты по созданию :

• наноматериалов двойного назначения с заданным набором специальных характеристик;
• биомедицинских препаратов и материалов;
• углеродных наноструктур и наночастиц (фуллеренов, нанотрубок и т. п.);
• и др.

При этом под понятием наноматериала понимается вещество любой химической природы, структурные элементы которого имеют пространственные размеры менее 100 нм хотя бы в одном из своих измерений. Как правило, такие соединения приобретают качественно новые функциональные и эксплуатационные характеристики, которые могут быть обусловлены эффектами масштабирования .

Конструкционные материалы

Особый интерес вызывает создание неорганических неметаллических бронематериалов, а также — металлических сплавов с уникальным сочетанием теплофизических, электромагнитных, эмиссионных и других характеристик . Уже сейчас широкое применение нашли композиционные материалы с нанопримесями, которые придают исходным веществам прочность, огнестойкость, упругость, твёрдость и другие свойства . Кроме этого, подобные открытия обещают появление, например, так называемых, «электромеханических красок», состоящих из наномеханизмов. Предполагается, что они позволят быстро сменить цвет покрытой ими поверхности, предотвратить развитие на ней коррозионных процессов и даже — устранять её мелкие повреждения. Если же в их состав удастся ввести системы оптических матриц, то окрашенная ими военная техника вполне сможет приобрести свойство невидимости .

Появление в связи с этим нового направления — наноинженерии поверхности — даёт возможность развивать методы и технологии формирования поверхностей с заданными (или даже — управляемыми) прочностными, трибологическими и отражательными параметрами. В настоящее время достигнутые результаты в этой области включают в себя разнообразные нанотехнологические покрытия для снижения термомеханической эрозии, улучшения антифрикционных свойств, защиты от воздействия микроорганизмов и т. п. В качестве конечной цели наноинженерии поверхностей заявляется разработка интеллектуальных саморегулирующихся наноструктурированных покрытий из широкой номенклатуры доступных материалов .

Источники и аккумуляторы энергии

В настоящее время главные работы в области накопления, хранения и преобразования энергии ведутся преимущественно в направлении снижения энергопотребления существующей техники. Однако альтернативным вариантом является создание принципиально новых устройств, например — высокоэффективных топливных элементов на основе водорода , сверхлёгких и гибких солнечных батарей из нанокомпозитов, миниатюрных генераторов с высокой удельной мощностью и т. п. Значительный научный интерес вызывает идея разработки соматических (телесных) генераторов электроэнергии, которые бы занимались преобразованием в электричество тех видов энергии, которые в избытке циркулируют по человеческому телу (энергия биохимических реакций, механическая энергия движения, температурные градиенты и др.) .

Экипировка солдата

Использование для создания нового боевого снаряжения наноуглеродных материалов позволит перейти от традиционного военного обмундирования к сверхлёгкой многофункциональной экипировке, которая обещает значительно увеличить боевые возможности, защищённость и автономность действий каждого военнослужащего. Её совмещение с моторизованными приводами экзоскелета открывает перспективу увеличить силу солдата примерно на 300 % . В такой системе бронирование человека осуществляется с помощью « жидкой брони », принцип действия которой основан на свойствах самосгущающейся взвеси силикатных наночастиц, которые способны сформировать высокопрочное защитное покрытие используя энергетику ударного воздействия поражающего элемента (пули, осколка и т. п.) . Дополнительной мерой безопасности станет оснащение персональной экипировки нанодатчиками для обнаружения опасных химических и биологических агентов во внешней среде; информирование об их присутствии предполагается с помощью отображения данных прямо на сетчатку глаза бойца .

Снижение заметности

Появление новых маскировочных устройств обязано своим существованием особым свойствам специальных растворов фуллеренов. Благодаря им реально снизить уровень заметности перспективных образцов новой боевой техники примерно в два—три раза в широком диапазоне частотного спектра, обеспечив электромагнитную совместимость бортовой радиоэлектроники и её высокие технические характеристики (эксплуатационные, массогабаритные и другие) .

Одним из перспективных способов маскировки является покрытие поверхности объекта подвижными пигментационными элементами, которые обладают способностью поворачиваться к наблюдателю нужной частью, обладающей определённым цветом. В более сложном варианте возможна вариация поверхностных свойств материала в субволновом диапазоне частот, что позволит получить новый цвет или узор окраски — так называемый «активный камуфляж». Из его недостатков известно только то, что он защищает исключительно от наблюдения с некоторого заданного азимутального направления. Кроме этого, внедрение материалов, обладающих управляемым светопоглощением в инфракрасном и видимом спектре, позволит формировать на обмундировании солдат или на внешних поверхностях боевой техники нужные отражательные паттерны , которые можно будет видеть с помощью специального оборудования и использовать для опознания «свой/чужой» .

Электронная компонентная база

Стремительная миниатюризация компонентной базы современной электроники позволила уменьшить её активные элементы до размеров менее 0,1 микрона и создать запоминающие устройства ёмкостью более 10 ¹² бит. Одновременное увеличение пропускной способности военных телекоммуникационных систем в сотни раз открыло возможность вывести ситуационную осведомлённость военнослужащих всех звеньев на качественно новый уровень, предоставляя средства дистанционного наблюдения за окружающей обстановкой, вплоть до мониторинга физиологического состояния каждого бойца .

Предполагается, что за счёт новых нанотехнологий быстродействие и объём физической памяти вычислительной техники вырастет в ближайшие два десятилетия на четыре порядка. Всё это будет сопровождаться неуклонным снижением её размеров и энергопотребления, что позволит снабжать миниатюрными компьютерами все виды военного оснащения, боеприпасов и вооружений (вплоть до личного оружия, полевой формы и т. п.) .

См. также

• Оружие на новых физических принципах

Примечания

Использованные материалы

• Ю. Альтман. Военные нанотехнологии. Возможности применения и превентивного контроля вооружений. — М. : «Техносфера», 2006. — 424 с. — ISBN 5-94836-096-2 .
• В. Буренок , А. Ивлев, В. Корчак. Развитие военных технологий XXI века: проблемы, планирование, реализация. — Тверь: «Купол», 2009. — 624 с. — ISBN 978-5904297-01-5 .
• В. Буренок. Технологические и технические основы развития вооружения и военной техники. — М. : «Граница», 2010. — 216 с. — ISBN 978-5-217-03458-1 .
• И. Владленова. (рус.) // Future Human Image. — 2014. — С. 112—133 .
• С. Тараненко. Наполовину мёртвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии. — 2-е. — М. : БИНОМ, 2015. — 251 с. — ISBN 978-5-9963-3011-9 .
• (рус.) // Медицинские новости. — 2013. — № 4 . — С. 54—58 .
• J. Altmann and M. Gubrud. Anticipating military nanotechnology // IEEE Technology and Society Magazine. — 2004. — Vol. 23. — P. 33–40. — doi : .
• L. Del Monte. Nanoweapons: a Growing Threat to Humanity. — Potomac Books, 2017. — ISBN 9781612349145 .