納米武器—未來電子戰的「小精靈」

納米是一個長度單位,一納米十的負九次方米(即十億分之一米)。納米技術是在0.1~100納米的尺度空間內研究電子、原子、分子的內在運行規律和特生的嶄新技術。它的涵蓋面十分廣泛,包括納米電子技術、納米材料技術、納米機械製造技術、納米顯微技術及納米物理學和納米生物學等不同學科和領域。

納米技術是世紀之交異軍突起的新興技術,它的出現,標誌著人類在改造自然方面進入了一個新的層次,即從微米層次深入到原子、分子級的納米層次,使人類最終能夠按照自己的意願操

縱單個原子和分子,以實現對微觀世界的有效控制。專家們認為:正像產業革命、抗菌素、核能和微電子技術的出現和應用所產生的巨大影響一樣,納米技術將創造人們想象不到的推動新世紀前進的奇蹟,成為21世紀資訊時代的核心技術。因而納米技術一出現,許多國家將其列為「關鍵技術」範圍,投入巨資進行研究開發。納米技術的研究與開發時間雖然很短,但已取得了令人矚目的成果,向世人展示了其誘人的發展前景。日本NEC公司基礎研究所利用納米技術已經製成了新型量子器件——量子點陣列,突破了微電子技術的極限。美國已研製成功可由雷射驅動,寬度只有4納米的並具有開關特性的複雜分子。

這將為研製雷射計算機提供技術基礎。1993年,日本日立公司宣布,該公司與英國劍橋大學利用納米技術,研製成功存儲達16吉拉的「單分子存儲器」。將來分子電路和分子電腦一旦研製成功並實用化,就可以研製體積更小、功能更強的計算機。美國研製的納米隱身技術「超黑粉」,對雷達波的吸收率達100%,這必將促進隱身技術的新發展。在納米製造技術方面取得的進展也同樣令人振奮,科學家們用微型齒輪和發動機等組成一個螞蟻大小的人造昆蟲或微型機器人已不是什麼夢想。在日本,豐田公司組裝了一輛米粒大小運轉自如的汽車;德國科學家製成了一架直升機,它只有黃蜂大小卻能升空飛行;美國研製的微型發動機小得驚人,5立方厘米的空間里能裝下1000臺,利用這種微型發動機製造的機器人「醫生」可進入人體直腸······這一系列成果向人們顯示,納米技術的發展不但會開創一個科學技術新時代,還將會對社會各領域引發重大變革。有人甚至斷言,人類迎來的21世紀將是「納米時代」。

各具特色的納米武器

雖然目前納米技術尚不成熟,但由於其具有的明顯的軍事潛力,因此極大地刺激著人們尋求納米技術在軍事上的應用。

世界各主要軍事大國相繼制定了名目繁多的軍用納米技術開發計畫。美國開發納米技術的經費中有一半左右來自國防部系統;日本也認識到納米技術在軍事等方面應用的長遠潛力,建成了第一個分子裝配器;歐洲有關納米技術的一項軍事研究計畫已在法國一個實驗室開始起步·····目前,納米技術的軍事應用主要集中在納米資訊系統和納米攻擊系統兩大類上。

那麼,什麼是納米資訊系統呢?

納米資訊系統是指以納米技術為核心的資訊傳輸、存會、處理和傳感系統。

目前研製的主要有:

微型間諜飛行器。該飛行器只有15厘米多長,能持續飛行1小時以上,它既可在建築物中飛行,也可附在建築物或設備上進行偵察,收集情報資訊,它將成為對敵封閉設施進行偵察和軍事對抗的理想工具。

袖珍遙控飛機。它是一種不足撲克牌大小的遙控飛行裝置,機上裝有感應器,可聞出汽油機排出的廢氣,可在夜間拍攝紅照片,把最新情報傳回數百千米外的基地,或把敵軍坐標傳回飛彈發射陣地。

「間諜草」。它實際上是一種分布式戰場微型傳感網路,外形看似小草,裝有敏感的電子偵察眼、照相機和感應器、它具有人的「視力」,可探測出坦克等裝甲車輛行進時產生的震動和聲音,再將情報傳回指揮部。

高性能的敵我識別器。將用微機電系統製作的微型敵我識別器散布于整個飛機蒙皮上或車輛的外表面,能夠比較低的功率自動對詢順信號作出回答,識別敵我。

有毒化學戰劑報警傳感器。在特定的微機電系統上加塊計算機芯片(售價20美元),就可以構成袖珍式質譜儀,用來在化學戰環境中檢測氣體。而目前使用的質譜儀,每臺的售價為1700美元,重68千克以上。

納米衛星。它是微機電系統與微電子相結合的專用集成微型航天儀器系統。「納米衛星」實質上是一種分布式的衛星結構體系,或布設成局部星團,或布設成分布式星座。這種分布式體系與集中式體系相比,可避免單個航天器失靈後帶來的危害,提高航天系統的生存力和靈活性。

這些神奇的武器都是有納米攻擊系統來完成的,那麼什麼是納米攻擊系統呢?

納米攻擊系統是指運用納米技術製造的微型智能攻擊武器,主要有:

微機器人電子失能系統。它由傳感系統、處理和自主導航系統、殺傷裝置、通信系統和電源系統等5個分系統組成,當微機器人電子失能系統接近目標時,能「感覺」敵方電子系統的位置,並進而滲入系統實施攻擊,使之喪失功能。

昆蟲平台。它是用昆蟲作為微機器人電子失能系統的載體,將微機器人電子失能系統領先植入昆蟲的神經系統,既可操縱牠們飛向敵方目標搜索情報,也可以利用牠們使目標喪失功能或殺傷士兵。

「螞蟻雄兵」。也稱「機械螞蟻」,只有螞蟻大小,卻具有可怕的破壞能力。它的背中裝有一個太陽能微電池作動力,可神不知鬼不覺地潛入敵軍司令部,或搜集情報,或用約炸毁電腦網路和通信線路。

「機器蟲」。它實際上是一種戰地機器人。它有大有小,大的像鞋盒一樣大,小的像一枚硬幣那樣小。牠們會爬行、跳躍或飛行,既可以幹排除地雷等危險工作,也可到千里之外去搜集資訊。

納米武器的特點

美國蘭德公司和國防研究所在對未來技術進行充分的研究後認為,納米技術將是「未來驅動軍事作戰領域革命」的關鍵技術。與傳統武器相比,納米武器具有許多不同的特點:

武器裝備系統超微型化

納米技術使武器的體積、重量大大減小。用量子器件取代大規模的積體電路,可使武器控制系統的重量和功耗成千分之一地減小。納米技術可以把現代作戰飛機上的全部電子系統集成在一塊芯片上,也能使目前需車載機載的電子戰系統縮小至可由單兵攜帶,從而大大提高電子戰的覆蓋面。用納米技術製造的微型武器,其體積只有昆蟲般大小,卻能像士兵一樣遂行各種軍事任務。由於這些微型武器隱蔽性好,牠們可以潛伏在敵方關鍵設備中長達幾十年之久。平時相安無事,戰時則可群起而攻之,令人防不勝防。

高度智能化

量子器件的工作速度比半導體器件快1000倍,因此,用量子器件取代半導體器件,可以大大提高武器裝備控制系統中的資訊傳輸、存儲和處理能力。採用納米技術,可使現有雷達在體積縮小數千分之一的同時,其資訊獲取能力提高數百倍;能夠所超高分辨力的合成孔徑雷達安放在衛星上,進行高精度對地偵察······納米技術還可以使武器表面變得更「靈巧」。利用可調動成特性的納米材料作武器的蒙皮,可以察覺細微的外界「刺激」。用納米材料製造潛艇的蒙皮,可以靈敏地「感覺」水流、水溫、水壓等極細微的變化,並及時反饋給中央計算機,最在限度地降低噪聲、節約能源;能根據水波的變化提前「察覺」來襲的敵方魚雷,使潛艇及時做規避機動。用納為材料做軍用機器人的「皮膚」,可以使之具有比真人的皮膚還要靈敏的「觸感」,從而能更有效地完成軍事任務。

以神經系統為主要打擊目標

與傳統的武器不同,納米武器以打擊敵方的神經系統為主要打擊目標,這是現代戰爭的特點和納米武器的優勢所決定的。資訊技術的發展使戰爭形態發生了根本的變化,一方面,打擊手段不斷智能化精確化,另一方面,打擊目標也從傳統的工業生產設施轉向資訊系統。納米武器由於具有超微型和智能化的明顯優勢,打擊敵方的神經系統必然是納米武器的首選目標,通過納米武器所煥發出來的巨大戰爭威力而使敵方宏觀作戰體系「突然癱瘓」,以致不得不屈服於微型武器所造成的戰爭壓力。

便于大量使用

用納米技術製造的微型武器系統,一般來說,幾乎沒有肉眼看得見的硬體單元的連接,省去了大量線路板和接頭,因此與其他的小型武器相比,其成本將低得多,而運用也十分方便。

用一架無人駕駛飛機就可以將數以萬計的微機電系統探測器空投到敵軍可能部署的地域或散布在天空中,十分容易地掌握敵人動向。而利用納米技術產出的納米衛星重量小於0.1千克,一枚「飛馬座」級的運載火箭一次即可發射數百顆乃至數千顆衛星,覆蓋全球,完成偵察和資訊轉發任務。正因如此,美國戰略研究所的一位科學家說:「道理簡單,如果美國10艘航空母艦毁了四五艘,可能會重創美國軍力。如果以這筆錢來發展袖珍武器,那麼我們可以以量取勝,毁了100艘袖珍艦艇或飛機,也無關痛癢。」

許多未來學家和戰略家認為:納米技術在軍事上的應用,將改變未來戰爭的面貌,並引發起一場真正意義的軍事革命。美國五角大樓的專家們預計,美軍5年內將有第一批「微型軍」服役,10年內可望大規模部署。

可以想像,當這些「微型軍」開始廣泛應用於戰爭中時,那些稱雄一時令人生畏的重裝備武器系統很可能或被「微型軍」所取代,或敗在牠們的手下。這樣,在下個世紀的戰場上,就會出現一種「小魚吃大魚」、「小妖擒巨魔」的奇異景觀。

這樣看來,神奇的納米武器在未來的電子戰爭中,一定會在眾多武器家族中脫穎而出,可能起到關鍵的作用,資訊化來臨的如今,納米武器也在向我們展示著它無窮的「魅力」和威力!