Fenntartható fejlődés gyakorlati szemmel

aexo3.jpg

Mi lenne, ha egyetlen katona képes lenne felemelni és a repülőgéphez rögzíteni egy 227 kilós bombát? Ha gyorsabban futna a harcmezőn, mint a leggyorsabb agár? Ez néhány éven belül bekövetkezik.

A szupererős katonák mögött nem csoda, hanem komoly mérnöki teljesítmény áll. Évtizedek óta a katonai vezetés és a védelemipar egyik „szerelemgyereke” a katonák fizikai képességeinek megsokszorozása, a testhez rögzített külső, gépi rásegítéssel. Az exoskeletonnak, külső csontváznak nevezett elképzelés lényege, hogy a katona (vagy éppen a munkás, ha a polgári alkalmazás lehetőségeit nézzük) törzsét és végtagjait egy elektronikus motorokkal ellátott gépezet veszi körül.

Ez a „csontváz” követi a katona lépéseit, mozdulatait, egyfajta speciális szervomotorként felerősítve őket – hasonlóan a gépjárművekben már ismert szervokormányokhoz és szervofékrendszerekhez. Az XO2-es nevű kísérleti exoskeletonnal már 180 kilogrammot emelhet fel a viselője, miközben akkora erőfeszítést kell csak tennie a karjaival, mintha csak 10 kilós súlyt tartana a kezében.

Már készül a Vasember

Nem meglepő, hogy az amerikai hadsereg, mint az aktív háborúk vívásában élen járó haderő, élharcosa az exoskeletonok fejlesztésének is. A megvalósításhoz talán legközelebb álló Tactical Assault Light Operator Suit (TALOS) program már nem is pusztán egy mozgássegítő külső csontváz, hanem egy, a Vasember mozifilmekből ismerős, integrált külső páncélzat megalkotását célozta meg.

Viselője nem csupán gyors és erős, de okos is: a ruhával az amerikai légierő volt vezérkari főnöke, John Jumper tábornok szavaival „ugyanazt a lopakodóképességet és a távolról támadás lehetőségét akarjuk nyújtani az egyes katonáknak is, mint amivel a vadászrepülőgépeink már rendelkeznek. A katonákra mint rendszerekre kell gondolni.”

Amikor a páncél egyben klíma is

A hivatalosan csak 2013. május 15-én bejelentett TALOS-programot persze elsősorban a különleges műveleti erők parancsnoksága (a USSOCOM) támogatja teljes mellszélességgel, hiszen ők azok, akik jellemzően a legveszélyesebb helyekre küldik a katonákat. A TALOS nem csupán a súlyok felemelésében vagy hordozásában segíthet, hanem a jelenlegi, meglehetősen nehéz repeszálló mellény-sisak párosnál könnyebb tömeggel biztosít majd jobb ballisztikus védelmet a lövedékek és repeszek ellen. A beépített hűtő-fűtő rendszer gondoskodna az operátor testhőmérsékletének védelméről (Irakban és Afganisztánban is komoly gondot okoz a talpig páncélozott katonákra veszélyes hőség).

A ruha szenzorai nemcsak a testhőmérsékletet, hanem a pulzust, a test helyzetét és a kiszáradás jeleit is folyamatosan figyelik, és ha kell, riasztják a katonát és a harctéri interneten keresztül a parancsnokait is. A TALOS végső változata a tervek szerint képes lesz szükség esetén – például viselője megsebesüléskor – oxigénnel ellátni a katonát, és automatikusan csillapítani a vérzést. A TALOS együttműködik az operátor rádióival, GPS-alapú navigációs rendszereivel, fegyvereivel. Gyakorlatilag a ruha tudna majd mindent, amihez eddig külön eszközöket, rendszereket vitt magával és használt a katona a harcmezőn. Az egész rendszert igyekeznek a lehető legkisebbre, legvékonyabbra szabni, hogy a jelenleg is használt egyenruhák alá beférjen.

Az amerikai baka tele van kütyükkel

Ez mind gyönyörűen hangzik, de van rögtön két, komolyabb probléma is. Egyrészt honnan lesz ehhez elegendő energia? Mint azt a USSOCOM parancsnoka, William H. McRaven admirális is bölcsen megállapította, nehéz lenne minden operátor után egy generátort kötni.

Márpedig már 2011-ben egy átlagos amerikai katona egy átlagos, háromnapos afganisztáni bevetésre 71 darab kisebb-nagyobb elemet és akkumulátort vitt magával, a nála lévő rendszerek (rádió, navigáció, éjjellátó szemüveg stb.) táplálására. Ez tette ki a rajta lévő tömeg (fegyverek, ruha, élelmiszer, lőszer, rádió és minden, amit a hátizsák és a málhamellény elbír, nagyjából 45 kilogramm tömeggel) közel 20 százalékát, ami nem kevés.

Márpedig a TALOS rendszerei várhatóan igen sok energiát fogyasztanak majd. Így akár az a helyzet is előállhat, hogy az extra hordozható teher nagy részét éppen a rendszer működéséhez szükséges akkumulátorok foglalják majd el. A fejlesztők reményei szerint a lítiumion-akkumulátorok új generációja már képes lesz megfelelő energiasűrűséggel rendelkezni ahhoz, hogy a jelenlegi akkumulátortömegek egy nagyságrenddel csökkenjenek. Emellett megoldandó kérdés még az akkumulátorok minél gyorsabb, lehetőleg percekben mérhető idejű feltöltése is.

A folyékony páncélzat lehet a jövő

Másrészt az is gondot jelenthet, ha a TALOS műszaki hiba vagy harci sérülés miatt működésképtelenné válik. Ekkor a katona mindenképp sérülékeny helyzetbe kerül: akár benne marad a már nem  működő exoskeletonban, akár lebontja magáról, elveszíti szupererejét. Egyes vélemények szerint a TALON-hoz hasonló, komplex rendszerek helyett a nanotechnológiát alkalmazó, új generációs, sokkal könnyebb repeszálló mellények és sisakok fejlesztését és hadrendbe állítását kellene minél hamarabb megoldani, mert ezek sokkal kisebb technológiai kockázatot hordoznak magukban.

A TALOS-rendszer saját tömegén csökkenthet a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatóinak folyékony páncélzata. A ferrofluidok (mágneses térben erősen polarizálható folyadékok) mikorméter nagyságú szemcséket tartalmazó, mágneses RH (magneto-rheological) típusát alkalmazó páncélzat fejlesztése még csak a korai fázisban tart, de ígéretesnek tartják a kutatók. A folyadék részecskéi mágneses mező vagy elektromos töltés hatására milliszekundumok alatt képesek szilárd anyagot alkotni – így akár repesz- és golyóálló mellényként működni.

Így működik a folyékony páncél

A kérdés ez esetben is a rendszer energiaigénye, illetve a meghibásodások, sérülések kezelése, esélye. A fejlesztők számára rossz hír, hogy a katonát védő páncélzat hibája emberéletekbe kerülhet, így okkal-joggal szednek ízekre minden új fejlesztést, és lehetőleg még a tesztelések során igyekeznek minden lehetséges hibalehetőséget a lehető legdurvább módszerek alkalmazásával is kideríteni.

Már tesztelik a szuperpáncélt

A TALOS három, még működő elektromotorok nélküli prototípusát mindenesetre már 2014 júniusa óta nyúzzák a USSOCOM berkein belül a kijelölt szakemberek. A jelenlegi tervek szerint már akár 2018-ban a különleges erők operátoraihoz kerülhetnek az első, sorozatgyártott TALOS-rendszerek. Ehhez azonban az kell, hogy a hadseregen kívül a résztvevők, azaz 56 cég, 16 kormányügynökség, 13 egyetem és 10 nemzeti kutatóközpont együttműködése sikeres legyen.

De nem a TALOS az egyetlen jelentkező a meglehetősen jövedelmezőnek ígérkező piacon. A DARPA, az amerikai védelmi minisztérium fejlesztőszervezetének Warrior Web programjának középpontjában a Vasember merev páncélzatához képest teljesen eltérő kialakítású, puha és könnyű ruházat áll.

Az elképzelés szerint úgy lehet majd jelentősen növelni a katonák képességeit, hogy az egész rendszer energiából nem fogyaszt többet majd 100 wattnál, ami nagyjából egy laptopéval egyezik meg.

A Warrior Web esetén a kitűzött cél visszafogottabb: az egyenruha alatt kényelmesen hordható exoskeleton csak a katonák izmainak munkáját segíti, csökkentve a terhelésüket. Az izmok mellett védeni kívánják a bokákat, a térdeket, a gerincet, melyek a mintegy 45 kilogrammos harci felszereléssel végzett ugrálások, vetődések, rohanások, hason csúszások közben fokozottan sérülékenyek. A WW-ruha nem kiváltja, hanem kiegészíti a hagyományos vagy a jövőben kifejlesztendő testpáncélzatot. Nem integrálja a kommunikációs, navigációs, célzórendszereket sem, ezeket a katona vagy az operátor a továbbiakban is külön egységenként vagy más rendszerhez csatolva használhatja majd. Itt is még csak a korai fejlesztésekről lehet beszélni: még a prototípus elkészítésének tervezett időpontja sem ismert.

Trautmann Balázs haditechnikai szakszerző a Magyar Honvéd és a Honvédelem.hu munkatársa.