Varjumise teadus: Tehnikaülikooli panus sõdurite kamuflaaživõime parandamisse

 (21)
Talvine maskeering Utria dessandil.
Talvine maskeering Utria dessandil.Foto: Sergei Stepanov, NPA

Enese peitmine on seoses erinevate sensorite kasutuselevõtuga lahinguväljal järjest keerulisem. Vaatleme, milliseid edusamme on ümbrusega kohaneva kamuflaaži arendamise vallas teinud Tallinna tehnikaülikooli teadlased.

Ilmus ajakirjas Sõdur 6/2014

Sõda on suure hulga inimeste tragöödia. Samas on nii sõda kui ka lahingud omamoodi strateegiline mäng, kus tuleb olla teadlik teise poole kavatsustest ja positsioonidest. Selle mängu osapooled on lihtsustatult omad ja võõrad. Vaenlased. Kui strateegiliselt või globaalselt võib vaenlaseks pidada ideoloogiad või doktriine, siis taktikalisel tasandil on üks vaenlase grupp sensorid. Varasemal ajal olid need silmad, kõrvad ja muidu meeled, nüüd on need kõikvõimalikud jälgimisseadmed: mikrofonid, kaamerad, spektromeetrid, radarid, laserskannerid, antennid ning kõik see, mis neist tulevaid signaale analüüsida suudab. Nende uudsete sensoritega tuleb osata toime tulla.

Üks võimalus on olla ümbruse moodi, varjuda või siis muutuda ümbruselaadseks: teisisõnu kamuflaaži kasutada. Lisaks muidugi on võimalus tekitada ka petteobjekte ning luua muljet, nagu kusagil oleks asju ja tegevust, mida seal tegelikult pole. Kummist, plastist ja vineerist odavate, aga muljetavaldavate sõjamasinate ning inimeste makettide valmistamisest, nagu ka muude tähelepanu kõrvale juhtivate tegevuste ning asjade tegemist siinkohal põhjalikumalt juttu ei tule. Me räägime kamuflaažist ehk tehnikast, kuidas olla ümbruse sarnane.

Seotud lood:

Laiguline muster, kus laikude juhuslikkus ning tervikkujundit läbilõikavad kujundiosad, värvid, mis imiteerivad keskkonna peegeldumise ja neelamisvõimet (näiteks klorofülliga sarnane neeldumis- ja peegeldumisspekter) on tuntud lahendused ning enamike riikide sõdurite lahingvormid just sellele tuginevadki.

Kohanev kamuflaaž

Tallinna tehnikaülikool on NATO teadus- ja tehnoloogiaorganisatsiooni töögruppidega koostöös testinud ka erinevaid n-ö staatilise kamuflaaži lahendusi, millest uudsemad on sellised, mis võimaldavad end varjata ka öönägemisseadmete eest.

Huvipakkuvam on aga olnud sellise tehnika arendamine, kus kamuflaažimuster muutub ja kohaneb ümbrusega. Niinimetatud adaptiivne kamuflaaž on tegelikult teadlastele aastakümneid proovikivi olnud, sest ümbrus ei muutu vaid aastaaegade ja asukoha tõttu, vaid muutused võivad ilmneda ka väga lühikese aja vältel, kas või ilmastikutingimuste tõttu ning igal staatilisel kamuflaažimustril ja -lahendusel on paratamatult piirid, mis oludes see toimib.

Praeguseks olemegi loonud koos teiste riikide arendusasutustega täiesti uudse kohaneva kamuflaažilahenduse, kus see püüab toimida samal moel kui arvame toimivat kaheksajalga või kameeleoni aju ja kesknärvisüsteemi osa, kui need elukad oma nahapinna värvust ning mustrit ümbrusega kohandavad. 2012. aastal sai see tehnoloogiaarendusgrupp, mida juhtis Hollandi arenduskeskuse TNO füüsik Pieter Jacobs, NATO kõrgeima teadusauhinna. Tehnoloogiapoole loojad olid selles töös TTÜ teadurid, praegune Tallinna tehnikaülikooli kaitse- ja julgeolekuuuringute keskuse juhataja Katrin Idla ja siinse loo autor.

Tavapärane on ettekujutus, et kui objekti ees on samasugune kujutis, mille objekt ära varjab, siis ongi tegu kohaneva kamuflaažiga. Nii see ehk ongi, kuid oluline on sel juhul ka asjaolu, et siis peame täpselt teadma, kus on see vaatleja objekti suhtes. Et vaatlejad või sensorid võivad paikneda kus tahes, siis selline lihtne lahendus lihtsalt ei toimi.

Meie töörühm pöördus aga sootuks teises suunas. Võtsime fookusesse nägemispsühholoogide uurimuste tulemused selle kohta, kuidas ja mida inimesed näevad. Neid tulemusi väga üldistatult kirjeldades ilmneb, et kui kujutisel tuvastatavad laigud, nende värvus ja heledus ning ka laikude paarid paiknevad kunstlikult loodud pildil sarnaselt kujutist ümbritseva keskkonnagagi, siis inimsilmal on raske näha esmapilgul tehisliku ja tegeliku kujutise erinevusi. Pikemal vaatlusel on olukord mõistagi teine, kuid just see esmapilgul raskesti eristatav kujutis võidab sõduri jaoks väärtuslikku aega.

Hea kamuflaaži roll ongi muutlikes tingimustes aega võita. Praegu oleme seda meelt, et liikuvat objekti jooksvalt keskkonnalaadseks maskeerida on raske. Võimalik, et ka võimatu, sest inimsilm suudab liikuvaid objekte paremini märgata kui seisvaid. See on evolutsiooni kaasapanu meie looduslikku lahinguvarustusse. Kohaneva kamuflaaži tähendus on aga üldjoontes sama kui mistahes ballistilisel kaitselgi: kui vastaspool märkab objekti kas või murdosa sekundit hiljem, on võimalus pääseda ka hävitavast lasust.

Kamuflaažlahendus ja soomusekilod

Praegune olukord on ju üldjoontes selline, et mistahes tehnika on hävitatav käest või õlalt tulistatavate relvade abil, mille hindki on vaid murdosa sihtmärgi, mida hävitatakse, maksumusest. Hävitatav on see muidugi vaid juhul, kui sihtmärk on avastatud. Nii pole laias laastus paksemal soomusel või paremal kamuflaažilahendusel suurt vahet – need isegi täiendavad teineteist. Enamgi: hea kohanev kamuflaaž võiks soomust ehk asendadagi ja saavutatud kaaluvõidu võrra suurendada ka sõidukite liikumiskiirust. Nimelt just sõidukite jaoks ongi loodud esimesed kamuflaažilahendused.

Meie loodud kohanev kamuflaažilahendus koosneb elementidest, millest igaüks on kui väike arvuti ning sel on võime muuta oma värvust ja heledust ning ka pinnatemperatuuri. Valitud hulgal neist elementidest on ka nähtavas ja infrapunapiirkonnas töötavad kaamerad, mis ümber sõiduki paiknedes annavad ümbrusest putukasilmana panoraamkujutise. Just seda kujutist analüüsides töötavadki need arvutid üheskoos välja parima mustri, mis ümbrusega sobib. Liikuv sõiduk on pigem nähtav, kuid seisma jäädes kohaneb see ümbrusega ning selle avastatavus väheneb.

Mõistagi leidub alati sensoreid, millega saab ka selliseid objekte avastada, kuid neid ei ole veel sedavõrd ohtralt, et neid pelgama peaks. Kui aga räägime näiteks laserskannereist, mis tuvastavad nii objekte kui neilt lähtuvat heli, siis suudaks selline modulaarne süsteem tuvastada ka tõsiasja, et seda on laserkiirega kombatud. Ka see teadmine, et kamufleeritud sõidukit on märgatud, on oluline teadmine ja võimaldab astuda edasisi samme ohutuma tegutsemise suunas.

Uudsus ongi selles, et oleme loonud süsteemi alused, kus kamuflaaži- ning sensortehnika on seotud üheks tervikuks, nii nagu see on ka kaheksajala ning kameeleoni organismiski.

Ennekõike kaitse

NATO teadus- ja tehnikaorganisatsiooni eesmärk, kellega koos ka meie projektimeeskond töötas, pole relva-, vaid just kaitsesüsteemide loomine. Võtmeküsimus lahingutegevuses on teadlikkus kujunenud olukorrast ning oskus teha selles keskkonnas õigeid samme. Võimalik, et alles kümmekonna aasta pärast tootmisküpseks saada võiv tehnoloogia seda aga just võimaldabki: anda laiem ja üldistatud vaade ümbrusest ning samas kaitstes end muude sensorite eest.

Kaitsetemaatika on kogu aeg olnud küsimus heade ja veelgi paremate tehnoloogiate loomisest ning rakendamisest. Just tehnoloogia on see, mis kaitsetahet kõige rohkem võimendab ning ka alles hoiab, sest mida kaitstum on inimene, seda kauem püsib ka kaitsetahe. Praegu tehnika kaitsmiseks loodud lahendused on materjalide arenemisel kindlasti rakendatavad ka üksikvõitleja kaitsmiseks. Nüüdismaailmas on julgeolek koostöös tekkiv väärtus. Ka uute tehnoloogiate loomisega on sama lugu: liitlaste koostöö annab meile võimalusi edendada nii konkreetseid tehnilisi lahendusi kui aimu saada teiste tegemistest ning vajadusel neid ka siin, Eestis, kasutusele võtta. Julgeolek on kollektiivne, nagu on ka kaitse- ja julgeolekualane tehnoloogiaarendus ja teadus.

On üsna lootusetu arvata, et kaitsealane teadustegevus võiks põhineda vaid Eesti vajadustel. Nagu anname oma panuseid liitlaste ühistes sõjalistes operatsioonides, peame tegelema ka kollektiivse kaitse ja julgeolekualase tehnika arendamisega.

Võimalik, et selleks, et teada saada, mida meil endal vaja on, peame samuti paluma suurema kogemustega partnerite abi.

Ülalkirjeldatud kamuflaažitehnoloogiate projekt sai teoks samuti tänu väga kogenud partneritele. Kogu projekti koordinaator on olnud NATO teadus- ja tehnoloogiaorganisatsioon, kes muuhulgas on olnud ka mitme projekti tehniliste lahenduste rahastaja. Rahvusvahelist koostööd kaitsetehnoloogiate arendamisel on rahastanud kaitseministeerium ning testimisel on abiks olnud kaitsevägi. Asjade valmistegemisel on partnerid olnud mitu Eesti ettevõtet nagu VoltaLumen, Eli ja mitu teist. Põhilised partnerriigid on olnud Saksamaa, Rootsi, Holland ja Kanada, kuid ühel või teisel moel selle projekti arendusse kaasatud riikide nimekiri on märksa pikem.