Jak termowizja i noktowizja może wygrać wojnę na Ukrainie?

Brak odpowiedniej ilości kamer termowizyjnych (termowizorów) i noktowizorów dotyczy praktycznie każdej armii. Tak naprawdę tylko wojska specjalne są wystarczająco wyposażane w tego rodzaju systemy, ponieważ noc od zawsze była sprzymierzeńcem komandosów. O ile w przypadku państw zachodnich braki w systemach obserwacji nocnej są związany głównie z ograniczeniami budżetowymi, o tyle w przypadku Federacji Rosyjskiej są one również efektem braku odpowiednich technologii.

I nawet jeżeli na Kremlu zapadłaby pilna decyzja o doposażeniu każdego rosyjskiego żołnierza w noktowizor lub/i termowizor, to jej wprowadzenie w życie siłami własnego przemysłu byłoby po prostu niemożliwe – ze względu na brak odpowiednich technologii. Zupełnie inną sytuację mają Ukraińcy. Jeżeli bowiem kraje zachodnie solidarnie i wszystkie przerzucą ze swoich zasobów dużą ilość noktowizorów i termowizorów na Ukrainę, to w ciągu dwóch-trzech tygodni potrzebnych na szkolenie w stosowaniu tego sprzętu (użycie jest bardzo proste), ukraińskie wojska lądowe będą w stanie kontynuować swoje działania w nocy – i to na dużą skalę. Będzie to o tyle proste, że naprzeciw nich staną wtedy „ślepi" Rosjanie.

Potrzeby ukraińskie są jednak duże i dotyczą dwóch klas, powiązanych ze sobą urządzeń: noktowizyjnych i termowizyjnych. Pozwalają one na widzenie w ciemności, jednak działają według zupełnie innych zasad.

Noktowizor to nie termowizor

Zarówno „standardowe" noktowizory, jak i termowizory są urządzeniami pasywnymi. Oznacza to, że przeciwnik nie ma możliwości stwierdzenia, że jest obserwowany, a więc staje się łatwym celem. Jego sytuacja staje się jeszcze gorsza, jeżeli sam nie będzie posiada nowoczesnych termowizorów i noktowizorów. Wtedy starcie będzie przypominało walkę ślepego z widzącym, w której ten pierwszy ma najczęściej niewielkie szanse na wygraną. W toczącej się wojnie Rosjanie mogą grać tylko stronę „ślepą". Przy pomocy Zachodu Ukraińcy mogą „przejrzeć" i stać się stroną „widzącą".

Potrzebne do tego są urządzenia noktowizyjne i termowizyjne, które robią praktycznie to samo, ale różnią się od siebie sposobem działania i wykorzystywanym pasmem częstotliwości. Noktowizor to tak naprawdę odbiornik i wzmacniacz światła szczątkowego, odbitego od obserwowanych obiektów. Jest to urządzenie wykorzystujące pasmo bliskiej podczerwieni (od 800 nm do nawet 1770 nm).

Z kolei termowizory, mówiąc najkrócej - rejestrują ciepło, a więc odbierają sygnały w podczerwieni w paśmie powyżej 3000 nm (3μm) emitowane (nie odbite) przez obiekty znajdujące się w polu widzenia układu optycznego. Mierzona jest więc temperatura, z tą tylko różnicą w porównaniu do termometru, że pomiar dokonywany jest na stosunkowo dużą odległość.

Wcześniej do odbioru promieniowania cieplnego wykorzystywano jeden detektor, na którym „tworzono" obraz skanując poszczególne punkty przestrzeni specjalnym, ruchomym układem optycznym. Obecnie w urządzeniach termowizyjnych stosuje się już matrycę światłoczułą FPA (Focal Plane Array), składającą się z odpowiednio rozmieszczonych w pionie i poziomie wielu elementów światłoczułych (fotodetektorów). Matryca ta od razu przetwarza obraz padający na nią przez nieruchomy układ optyczny na sygnał elektryczny.

Zastosowanie matrycy FPA pozwoliło automatycznie zwiększyć rozdzielczość uzyskanego obrazu, niezawodność urządzenia (poprzez pozbycie się w nim dużej części ruchomych i delikatnych elementów optyki) oraz zmniejszyło ciężar i wielkość kamery. Mogli więc ją również otrzymać pojedynczy żołnierze.

Zmiany technologiczne dotknęły również układ chłodzenia. W urządzeniach obserwacyjnych średniego i dalekiego zasięgu (powyżej 3000 m) jest on niezbędny, ponieważ ilość pochłanianego przez fotodetektory promieniowania cieplnego (decydującego o „jakości" obrazu) rośnie tym bardziej, im większa jest różnica temperatur między nimi a obiektem. Dodatkowo szumy fotodetektorów maleją m.in. wraz z obniżaniem się ich temperatury pracy.

Obecnie w przypadku indywidualnego wyposażenia obserwacyjnego o zasięgu do 3000 m (np. celowników snajperskich) technologia pozwala na stosowanie termowizorów bez układu chłodzenia. Opracowano bowiem fotodetektory dla kamer termowizyjnych, które nie muszą być już chłodzone tak jak wcześniej do temperatury nawet – 200ºC (co komplikowało konstrukcję urządzenia oraz zwiększało jego cenę i wielkość), ale mogą również pracować w temperaturze pokojowej. W ten sposób termowizory „indywidualne" stały się mniejsze i co najważniejsze tańsze. Mogą więc być powszechnie wykorzystywane – i to nie tylko przez wojska specjalne, co jest zupełną nowością.

Sytuacja się więc inna, ponieważ jeszcze kilkanaście lat temu jako indywidualne wyposażenie żołnierza stosowano przede wszystkim noktowizory. Urządzenia termowizyjne były bowiem zbyt duże i drogie. Teraz się to zmienia, co pomaga żołnierzom w działaniach nocnych. Trzeba bowiem pamiętać, że stosowane powszechnie noktowizory mają zarówno wady, jak i zalety.

Najważniejszą ich wadą jest to są one mało skuteczne, gdy poziom światła szczątkowego jest zbyt mały. Wtedy jedynym rozwiązaniem jest zastosowanie dodatkowych podświetlaczy w podczerwieni (reflektorów), które obecnie można montować nawet na niewielkich urządzeniach noktowizyjnych. Takie noktowizory przestają być jednak pasywne i mogą zdradzić pozycję obserwatora.

Reflektory, pozornie niewidzialne dla oka ludzkiego są bowiem doskonale widoczne przez inne urządzenia tej klasy wykorzystywane przez przeciwnika. Próbuje się temu zaradzić przechodząc na wyższe pasmo, niewidoczne dla starszej generacji noktowizorów (w tym rosyjskich). Trzeba jednak pamiętać, że „aktywne" urządzenia noktowizyjne mają mniejszy zasięg niż w przypadku prowadzenia obserwacji pasywnej.

Kamery termowizyjne nie mają tej wady i pozwalają na obserwację w „ciemnej" nocy, będąc odporne na zmiany przejrzystości powietrza. W ten sposób dymy i mgły, które skutecznie blokują działanie systemów optycznych w paśmie widzialnym, dla pasm wykorzystywanych w termowizji są zupełnie przejrzyste. Termowizja jest również bardzo dobrym rozwiązaniem dla systemów automatycznej detekcji, ponieważ detektory IR nie reagują na ruch obiektów już istniejących w obrazie, ale na pojawienie się czegoś, co nagle się wyróżni temperaturowo od otocznia (np. intruz).

Kamer termowizyjnych nie można też oślepić, ponieważ nie widzą one światła białego. Inaczej jest w przypadku noktowizorów. Wadą starszych urządzeń noktowizyjnych, takich, jakie w większości wykorzystują Rosjanie, jest możliwość oślepienia żołnierza poprzez nagłe włączenie silnego źródła światła (np. przez rzucenie granatu hukowo-błyskowego).

Nowoczesne noktowizory, w tym produkowane przez polską spółkę PCO, mają systemy zabezpieczające przed tym zjawiskiem (tzw. autogating), automatycznie zmniejszające wzmocnienie w przypadku, gdy natężenie światła zaczyna zbyt szybko rosnąć. Takich urządzeń noktowizyjnych (np. polskigo MU-3M) można więc używać w miejscach, gdzie bardzo szybko zmienia się oświetlenie (np. w mieście), a nawet w słoneczny dzień. W tym przypadku konieczne jest jednak założenie znajdującej się w zestawie specjalnej przysłony lub filtru, która zabezpiecza wzmacniacz obrazu przed zdegradowaniem. I do takich rozwiązań mają obecnie dostęp Ukraińcy – a nie Rosjanie.

Jak widać w niektórych sytuacjach lepiej jest stosować kamery termowizyjne. I znowu nowe technologie, do których mają dostęp tylko Ukraińcy dają kilka możliwości. Najłatwiej jest stosować oddzielne urządzenie termowizyjne. Ale można również zastosować przystawkę, którą montuje się na monokularze noktowizyjnym lub optycznych przyrządach celowniczych (jak celownik Szafir polskiej spółki PCO).

Dzięki takiemu rozwiązaniu można uniezależnić się od poziomu oświetlenia (nie ma konieczności stosowania podświetlacza w przypadku ciemności), a dodatkowo ma się lepsze odwzorowanie szczegółów i widzenie przestrzenne – dzięki noktowizorowi.

Cechą nowoczesnych urządzeń noktowizyjnych (w tym produkowanych w Polsce) jest możliwość prezentowania obserwatorowi obrazu w innym kolorze (np. czarno białym) niż standardowym – zielonym. Ma to swoje zalety (obraz staje się wtedy wyraźniejszy przez co widać więcej szczegółów), ale również wady. Wzrok operatora się bowiem szybciej męczy niż w przypadku obrazu „zielonego", a więc tej opcji nie wykorzystuje się przy prowadzenia długotrwałych patroli).

Dać, czy nie dać

To czy Ukraińcy przejdą na działania nocne zależy tak naprawdę tylko od państw zachodnich. To one mają bowiem odpowiednią ilość zapasów systemów obserwacji nocnej i mogą je błyskawicznie przerzucić na Ukrainę, przy okazji odpowiednio szkoląc ukraińskich żołnierzy. Nie chodzi tu przy tym o obsługę sprzętu, ale o umiejętność korzystania z obrazu „nocnego", ponieważ to co jest widziane w okularze noktowizora i termowizora różni się od tego, co obserwujemy w dzień.

Dotychczasowe działania przede wszystkim wojsk specjalnych pokazały wielokrotnie, że systemy obserwacji nocnej dają możliwość skutecznej walki, w tym prowadzenia ostrzału snajperskiego. Należy się więc teraz zastanowić, czy taka kompleksowa pomoc sprzętowa przyniesie wymierny efekt na ukraińskiej wojnie, pozwalając np. fizycznie wypierać rosyjskiego agresora z zajętego przez niego terytorium.

Trzeba przy tym pamiętać, że z tygodnia na tydzień dzień będzie coraz krótszy i zimniejszy. Rosjanie będą się więc musieli się ogrzewać włączając silniki w pojazdach lub budując prowizoryczne paleniska. Zwiększy się również kontrast temperaturowy pomiędzy otoczeniem, a ukrywającymi się rosyjskimi żołnierzami. To wszystko ułatwia pracę urządzeniom termowizyjnym, dokładnie wskazując pozycje okupanta, nawet te umocnione i okopane.

Istnieje więc szansa podarowania Ukraińcom kolejnego czynnika, które zwiększa ich przewagę nad Rosjanami. Dla Polski jest to o tyle dobra sytuacja, że mamy własne, nowoczesne rozwiązania w obu domenach: noktowizji i termowizji. Polski przemysł (w tym przede wszystkim spółka PCO) może więc mieć kluczową rolę w tego rodzaju operacji pomocowej zyskując dodatkowo nowe zamówienia i znajdując środki na wprowadzanie zupełnie nowych urządzeń -  już dla polskich sił zbrojnych.