تبدو إمكانية الرؤية في الظلام كفكرة رائعة جداً، فأجهزة الرؤية الليلية جعلت من ذلك أمراً ممكناً، وإننا نرى تلك الأجهزة طوال الوقت في الأفلام، حيث تلاحظ ذلك العميل السري واضعاً تلك النظارات ومتسلًّلاً إلى مبنى الأشرار الفخم، ثم يُسقط الأعداء مستخدماً الظلام المحيط به كوسيلة للتخفي.
يمكن بوساطة أجهزة الرؤية الليلية Night Vision Device (NVD)، أن ترى شخصاً على بعد يفوق 183 متراً في ليلة شديدة الظُلمة. وقد أُتخدمت هذه الاجهزة لأول مرة في الحرب العالمية الثانية, ودخلت حيز الاستخدام الواسع خلال حرب فيتنام.
وتعتمد معظم هذه الأجهزة، سواء كانت نظارات أو مناظير أو كاميرات، على نوعين من تقنيات الرؤية الليلة:
* النوع الأوّل: يستخدم تقنية تحسين الصورة، والتي تبدو فيه الصور المعروضة خضراء اللون.
* النواع الثاني: الذي يستخدم تقنية التصوير الحراري، والتي تبدو فيه الصور رمادية مائلة إلى الزرقة.
أقسام الأشعة تحت الحمراء
أولاً قبل أن نشرح طريقة عل هذه الأجهزة لا بد أن نتعرف على أقسام الأشعة:
- الأشعة تحت الحمراء القريبة (Near-infrared): وهي أقرب ما يمكن من الطيف المرئي, والتي يبلغ مداها من 0,7 مايكرون إلى 1,3 مايكرون.
- الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (Mid-infrared): وهي المنطقة من الطيف الكهرومغناطيسي في المدى 1,3 مايكرون إلى 3 مايكرون. وهذه الأشعة هي المستخدمة في أجهزة التحكم عن بعد (الريموت كنترول).
- الأشعة تحت الحمراء الحرارية (Thermal-infrared): وهي التي تحتل أكبر مدى من الطيف الكهرومغناطيسي من 3 مايكرون إلى 30 مايكرون.
التقنية المستخدمة في النوع الأول لأجهزة الرؤية الليلية هي تقنية تحسين الصورة، تعتمد على استقبال وتجميع أصغر الكميات من الضوء الذي يشمل الجزء السفلي من الأشعة تحت الحمراء للطيف الضوئي، والتي تكون غير مرئية بشكل واضح بالعين المجردة، والقيلم بتضخيمها بحيث تصبح مرئية بسهولة.
ويتم استخدام المهبط الضوئي بواسطة محسّنات الصور لتحويل الفوتونات إلى إلكترونات، واستخدام جهد كهربائي عالٍ لتكبير هذه الإلكترونات ضمن صفيحة ذات قنوات صغيرة قبل اصطدامهم بشاشة مغطاة بالفوسفور.
وهنا يأتي الجزء المثير، فتبقى الإلكترونات في مساراتها بعد عبورها الصفيحة، وبذلك يتم منح صورة ممتازة ما دامت الإلكترونات تظل محاذية للفوتونات الأصلية. وعندما تصطدم الإلكترونات بالشاشة، تثير طاقتهم الفوسفور والذي بدوره يحرّر الفوتونات. ويقوم الفوسفور بتكوين تلك الصورة الخضراء التي تراها عندما تنظر خلال نظارة للرؤية الليلية.
أما في النوع الثاني فإن التصوير الحراري يلتقط الجزء العلوي من الطيف الضوئي للأشعة تحت الحمراء، والتي تبعثها الأجسام كطاقة حرارية بدلاً من انعكاسه كضوء. فالأجسام الأكثر سخونة، كأجسام العملاء السريين تظهر بشكل واضح، لأنها تبعث هذا النوع من الضوء أكثر من الأجسام الباردة كالمباني والأشجار.
تستطيع هذه الأجهزة تحسس درجات حرارة تتراوح بين -20 و1980 درجة مئوية.
ويبدأ السحر، أو بالأحرى، العلم عند العدسات والتي تركز الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من كل الأجسام الموجودة ضمن نطاق الرؤية وتستخدم مصفوفة طورية من العناصر الكاشفة للأشعة تحت الحمراء لخلق إطار صُوَري لدرجة الحرارة ويُسمى “المخطط الحراري thermogram”، والذي يُتَرجَم بدوره إلى نبضات كهربائية ثم إلى بيانات لجهاز العرض، والذي يظهرها بألوان مختلفة وفقاً لشدة الأشعة تحت الحمراء.
استخدامات أجهزة الرؤية الليلية
- الاستخدامات العسكرية.
- كما يستخدم في المراقبة الليلية.
- كما يستخدمه رجال التحريات الجنائية في معرفة تحركات اللصوص من الآثار الحرارية التي تركتها أقدامهم على الأرض.
- كما يستخدم في رحلات الصيد الليلية.
- البحث عن الأشياء المفقودة في مكان مظلم.
مكونات جهاز الرؤية الليلية
1. نظام عدسات شبيه بعدسات كاميرا الفيديو يعمل على تجميع الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام.
2. الأشعة المجمعة تسقط على مصفوفة من المجسات الحساسة للأشعة تحت الحمراء تعمل على رسم خريطة حرارية للجسم تسمى thermogram.
3. تقوم أجهزة إلكترونية بتحويل الصورة الحرارية thermogram إلى نبضات إلكترونية.
4. تقوم وحدة معالجة الإشارة signal-processing unit بترجمة الصورة الحرارية المأخوذة من المجسات إلى معلومات لتعرض على الشاشة.
5. ترسل وحدة معالجة الإشارة signal-processing unit المعلومات إلى الشاشة على شكل مناطق ملونة تعكس درجات الحرارة. وجميع المعلومات المجمعة تكون الصورة.
التشويش على أجهزة الرؤية الليلية
يمكن بأكثر من طريقة التشويش على هذه الأجهزة , ومن هذه الطرق:
- السواتر النارية: إذا ما أحرقت مكاناً أمامك بحيث يعزل بينك وبين الجهاز, فإن الحرارة الناتجة عن الحريق ستصدر أشعة حرارية يستقبلها الجهاز, مما يجعله يكوّن صورة لهذا الدخان, هذه الصورة تحجب ما هو خلف الدخان.
- تصمم ملابس القتال الحديثة حتى تعمل على خفض إشارات درجة حرارة الجسم.
- استخدام مواد عزل حراري للأهداف ذات القيمة العالية.
- استخدام شباك من مواد لا تسمح بنفاذ الأشعة تحت الحمراء.