Radar quântico – fim do stealth? - Poder Aéreo – Aviação, Forças Aéreas, Indústria Aeroespacial e de Defesa

Radar quântico pode tornar tecnologias stealth ineficazes

A tecnologia “stealth” pode não ser muito furtiva no futuro graças a um projeto de US$ 2,7 milhões do Departamento de Defesa Nacional do Canadá para desenvolver um novo sistema de radar quântico. O projeto, liderado por Jonathan Baugh no Instituto de Computação Quântica (IQC) da Universidade de Waterloo, usa o fenômeno do emaranhamento quântico para eliminar o pesado ruído de fundo (clutter), derrotando assim tecnologias furtivas anti-radar para detectar aeronaves e mísseis com precisão muito maior.

Desde o desenvolvimento da camuflagem moderna durante a Primeira Guerra Mundial, as forças militares das grandes potências têm estado em uma corrida armamentista contínua entre sensores mais avançados e tecnologias stealth mais eficazes. Usando materiais compósitos, novas geometrias que limitam as reflexões de microondas e tintas de absorção de radar especiais, as modernas aeronaves furtivas conseguiram reduzir seus perfis de radar ao de um pequeno pássaro – se é que podem ser vistos.

Esta furtividade é composta pelas modernas tecnologias de interferência e engano de radar e por fenômenos naturais. Na verdade, uma razão pela qual o Departamento de Defesa Nacional do Canadá está buscando o projeto de radar quântico é que, além de o Canadá estar na fronteira de ataques estratégicos contra o Ocidente, também é uma região extremamente hostil ao radar convencional.

“No Ártico, o clima espacial, como tempestades geomagnéticas e explosões solares, interfere na operação do radar e torna a identificação efetiva de objetos mais desafiadora”, diz Baugh. “Ao passar do radar tradicional para o radar quântico, esperamos não apenas superar esse ruído, mas também identificar objetos que foram projetados especificamente para evitar a detecção.”

Esquema do novo experimento de imagem com proteção quântica. Os pulsos de fóton único polarizados de um laser HeNe são refletidos do objeto e capturados em uma câmera de multiplicação de elétrons (EMCCD) por meio de um filtro de interferência (IF). Uma placa de meia onda (HWP) e um separador de feixe de polarização (PBS) são usados para fazer a medição da base de polarização apropriada. Quatro imagens correspondentes às quatro polarizações medidas são obtidas. O ângulo de reflexão é exagerado na figura para maior clareza, mas é inferior a 5 graus. Na realidade, o objeto consiste em uma silhueta de avião furtivo refletivo

Físicos usaram a mecânica quântica para criar um sistema de imagem não bloqueável que poderia ser usado na detecção de aeronaves. Com imagens protegidas por quantum, objetos são detectados por fótons saltando deles – qualquer tentativa de uma aeronave para contornar o sistema seria sinalizada, pois mudaria o estado quântico dos fótons. Os físicos, baseados na Universidade de Rochester, em Nova York, demonstraram a técnica em um avião em escala reduzida, tentando falsificar sua forma para um pássaro. Sua imagem protegida por quantum foi capaz de detectar a imagem falsificada.

O radar convencional sofre de um problema universal de todas as comunicações de rádio e detecção, que é a relação sinal-ruído. Ou seja, se houver muito ruído aleatório misturado com o sinal que você está tentando detectar, não importa o quanto você aumenta o volume. Isso só aumenta o barulho também.

O radar quântico, por outro lado, contorna isso usando algo chamado iluminação quântica para filtrar o ruído, tornando os fótons de saída que compõem o sinal do radar identificáveis. Isso é feito por meio do princípio do entrelaçamento quântico. É quando dois fótons são gerados ou feitos para interagir de forma que suas propriedades sejam ligadas entre si. Quando isso acontece, se você puder determinar a posição, o momento, a rotação ou a polarização de um fóton, poderá verificar a posição, o momento, a rotação ou a polarização complementares de seu parceiro.

O resultado disso é que, disparando um fóton para fora da antena do radar e retendo seu par, é possível filtrar os fótons não-pareados do feixe de retorno. Dessa forma, o ruído de fundo e o bloqueio eletrônico são eliminados e a imagem do radar fica clara o suficiente para detectar até mesmo as aeronaves invisíveis mais avançadas.

O radar quântico em desenvolvimento no IQC está atualmente confinado ao laboratório sob o programa Ciência e Tecnologia da ADSA (All Domain Situational Awareness) da Departamento de Defesa Nacional, mas espera-se que um dia esteja maduro o suficiente para substituir as atuais 54 estações de radar do Sistema de Alerta do Norte (NWS) do North American Aerospace Defense Command (NORAD) no Ártico, que podem precisar ser substituídas a partir de 2025.

“Este projeto nos permitirá desenvolver a tecnologia para ajudar a mover o radar quântico do laboratório para o campo”, diz Baugh. “Isso pode mudar a maneira como pensamos sobre a segurança nacional”.

FONTE: University of Waterloo

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