Ingleses criam tanque (quase) invisível

O Ministério da Defesa britânico capturou a atenção da mídia mundial em outubro de 2007 ao anunciar que havia obtido sucesso em um projeto que tornava um tanque de guerra invisível ao olho humano. Ainda que o governo britânico esteja preservando o segredo quanto aos detalhes, divulgou a idéia básica da tecnologia empregada.

A tecnologia, que está sendo desenvolvida pela empresa inglesa BAE Systems, protege o tanque de guerra com uma camuflagem dinâmica: ela é controlada por computador e muda em tempo real para reproduzir o local onde o veículo está.

1. 18 câmeras instaladas nas extremidades do tanque capturam imagens da paisagem e enviam para o computador de bordo.
2. O computador divide as imagens em vários pedaços, que são enviados para telas de alta definição espalhadas pela lataria do tanque.
3. A paisagem é reproduzida por essas telas, fazendo com que o tanque fique totalmente camuflado – e pareça não existir.

O tanque é revestido de silício, o que na prática faz dele uma tela de cinema com grande poder de reflexão. Câmeras de vídeo posicionadas no veículo registram imagens em tempo real do ambiente que o cerca, e projetores exibem essas imagens na superfície do tanque. Para observadores que assistiram a testes secretos conduzidos pelo exército britânico em outubro de 2007, a única coisa visível eram as imagens do terreno projetadas no tanque.

As forças armadas britânicas planejam ter os tanques invisíveis prontos para o combate em 2012, mas a técnica pode ter vida útil limitada devido a algumas dificuldades. As câmeras ou projetores podem apresentar defeitos, e o tanque pode ser visível, de ângulos diferentes. Trata-se de uma maneira complicada e difícil de tornar um objeto invisível (o HowStuffWorks discutiu essa tecnologia em outro artigo, sobre capas de invisibilidade). O uso de câmeras e projetores cria uma ilusão de óptica à maneira dos ilusionistas de salão, e o diretor de pesquisa do projeto britânico não está completamente satisfeito com a tecnologia.

“O próximo estágio seria tornar o tanque invisível sem [as câmeras e projetores]”, disse o físico John Pendry ao Daily Mail, “o que é intrincado e complicado, mas possível”.

Além de Pendry, universidades de todo o mundo e as forças armadas dos Estados Unidos estão explorando as possibilidades de usar técnicas de camuflagem visual de próxima geração que manipulam a luz em si. A Agência de Pesquisa de Projetos Avançados de Defesa (Darpa) – divisão de pesquisa do Pentágono – recebeu aprovação para um projeto de pesquisa que custará US$ 15 milhões e vai consumir três anos para investigar os ofuscantes urbanos. Esse ambicioso projeto é uma tentativa de criar um escudo protetor para soldados em situação de combate urbano. Um escudo que se abra rapidamente em espaços restritos e proteja um soldado contra o fogo inimigo seria uma grande vantagem, mas a Darpa vai além. O escudo também tornaria invisível o soldado abrigado sob ele, e seria capaz de se auto-reparar, fechando buracos abertos por disparos inimigos.

É provável que a Darpa venha a encontrar sucesso em seu projeto – um dia. Os conhecimentos de física necessários já existem, e quando a tecnologia para criar os componentes necessários for desenvolvida, ao longo dos próximos dez anos, esses dispositivos de proteção podem sair da ficção científica e chegar à realidade.

Mas como isso seria possível? Como seria possível manipular a luz? Tudo se baseia em partículas muito pequenas. Leia sobre metamateriais na página seguinte.

Metamateriais

Recentemente, pesquisadores vêm estudando as possibilidades associadas a um tipo artificial de matéria conhecido como metamaterial.

A matéria atômica de ocorrência natural exibe comportamento baseado nas moléculas que a compõem – os materiais que compõem o produto concluído determinam que propriedades o produto terá. Por exemplo, considerem a relação entre a madeira e a luz. A madeira, como toda matéria natural, reflete e refrata luz. Mas o volume de luz refletido ou refratado depende de como as ondas eletromagnéticas da luz interagem com as partículas -por exemplo, elétrons- que formam a madeira.

No caso dos metamateriais, é a soma das partes, e não as partes por si sós, que determinam a maneira pela qual o material se comporta. Os pesquisadores descobriram que, com o uso de certos materiais – como ouro e cobre dispostos em certas formas e padrões – é possível combinar as propriedades dos materiais envolvidos. Em outras palavras, diferentemente da matéria natural, o comportamento dos metamateriais depende das propriedades dos materiais que o compõem mas também da forma como esses materiais foram combinados.

Assim, como os metamateriais poderiam fazer com que um objeto parecesse invisível? Para simplificar a explicação, David Smith, da Universidade Duke, propõe o seguinte paralelo: imagine um tecido formado de fios. No tecido, a luz só pode viajar pelos fios (ou seja, não poderia percorrer os espaços e cavidades entre os fios). Caso você faça um buraco no tecido com um alfinete, a luz contornaria esse orifício e retomaria seu percurso original mais adiante, já que ela só poderia viajar pelos fios. Assim, para as ondas de luz, o buraco não existe. Caso você insira um objeto no buraco, as ondas de luz contornariam também o objeto, o que na prática o tornaria invisível [fonte: Technology Review].

É isso que os metamateriais teoricamente são capazes de fazer. Eles guiam a luz em torno de um objeto, em lugar de refletir ou refratar a luz. Assim, para as ondas de luz -e os olhos humanos que as percebem-, o objeto poderia não estar lá. Caso as ondas de luz sejam guiadas pelos metamateriais em um percurso que contorne o objeto, e caso voltem a se reunir por trás dele, retomando o curso original, o objeto tampouco teria sombra. Essa é outras das metas no uso de metamateriais como mecanismos de ocultamento.

Smith é um dentre diversos pesquisadores que estão usando metamateriais para manipular microondas – as ondas eletromagnéticas usadas em um sistema de radar. Para manipular efetivamente um comprimento de onda de qualquer tipo, o metamaterial usado precisa ser menor que o comprimento de onda em questão. Já que os comprimentos de onda das microondas têm dimensões de centímetros, os cientistas precisam de tecnologia – já existente – capaz de criar metamateriais pequenos o bastante para manipular essas ondas, fazendo com que elas contornem um objeto. Um bombardeiro stealth, envolto nos metamateriais apropriados, por exemplo, seria invisível ao radar. O escudo seria visível, mas o radar não conseguiria detectar o avião.

Tornar o avião inteiro invisível a olho nu é um desafio ainda maior. Para começar, no momento não existe tecnologia que permita fabricar metamateriais em escala pequena o bastante para manipular ondas de luz. O comprimento de onda da luz é da ordem dos nanômetros (bilionésimos de metro), e os metamateriais necessários para bloquear a luz teriam de ser ainda menores. Outro desafio é que o um dispositivo de ocultamento feito de metamateriais teria de ser organizado de maneira a manipular a luz em todo o espectro visível, porque as diferentes cores existem em comprimentos de onda diferentes. E, por fim, um dispositivo de ocultamento deixaria a pessoa que ele abriga na escuridão, porque a luz não o atingiria, ou seria desviada em torno do dispositivo.

Se as pesquisas e o financiamento ao trabalho com metamateriais forem mantidas em seu ritmo atual, esses desafios podem ser superados em breve. Uma demanda do projeto da Darpa é que o escudo seja assimétrico. Isso significa que o usuário no interior deve ser capaz de ver o que acontece do lado de fora, mas se mantendo invisível para pessoas no exterior do aparelho. Quando esses problemas forem resolvidos, o exército do futuro pode ser muito difícil de avistar.

Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br