Tập đoàn Northrop Grumman vừa tiết lộ nguyên mẫu phương tiện không người lái dưới nước mang tên Manta Ray. Chiếc tàu không người lái này được thiết kế mô phỏng theo hình dạng của loài cá đuối dưới đại dương. Manta Ray được chế tạo để có thể họat động độc lập trên biển trong thời gian dài, đồng thời mang theo nhiều hệ thống cảm biến và vũ khí. Chương trình do Cơ quan Nghiên cứu Dự án Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) phát triển và đã được chế tạo trong 4 năm.
Những yêu đầu đặt ra cho Manta Ray
Manta Ray bắt đầu được phát triển từ năm 2020 và mục tiêu của dự án là tạo ra một "phương tiện không người lái dưới nước (UUV) có khả năng hoạt động lâu dài, tầm hoạt động xa và mang được tải trọng lớn". Đồng thời, chiếc UUV này phải thực hiện các nhiệm vụ dưới nước một cách độc lập và ít cần đến sự can thiệp của con người.
Điều này không dễ dàng như chúng ta nghĩ, bởi nước biển có tính ăn mòn, các sinh vật biển (như hà, sứa và rong biển) có thể gây ô nhiễm cho các bộ phận chuyển động, khó khăn về việc cung cấp năng lượng cho con tàu. Đó là một loạt các thách thức kỹ thuật phức tạp mà các chuyên gia DARPA phải giải quyết trong việc phát triển Manta Ray.
Dự án Manta Ray sẽ góp phần nâng cao công nghệ trong việc chế tạo UUV. Nếu dự án muốn thành công thì cần phải giải quyết các vấn đề như khắc phục ô nhiễm sinh học do sinh vật biển gây ra, khả năng chịu ăn mòn, động cơ đẩy hiệu suất hơn, vấn đề về năng lượng, khả năng phát hiện và phân loại các mối nguy hiểm...
Học hỏi từ thiên nhiên
Manta Ray là một ví dụ về việc mô phỏng sinh học hoặc tìm kiếm giải pháp cho các vấn đề kỹ thuật từ thiên nhiên. Điều này thường được thể hiện rõ ràng nhất trong quá trình phát triển máy bay, trong đó cơ cấu nâng của các loại máy bay đã được mô phỏng theo cánh của các loài chim. Những chú chim thường là nguồn cảm hứng cho các kỹ sư muốn chế tạo máy bay có tính khí động học cao hơn.
Hình dạng cơ thể của cá đuối cực kỳ hiệu quả để bơi dưới nước, cho phép loài động vật khổng lồ này lướt trong nước bằng những cú vỗ chậm rãi, nhẹ nhàng mà không tốn sức. Phương pháp lướt cho phép cá đuối tiết kiệm năng lượng và tối đa hóa hiệu quả di chuyển. Chính vì vậy mà trong suốt 100 triệu năm tiến hóa, cá đuối vẫn giữ phương pháp di chuyển này.
Chế độ lướt dưới nước này cũng cực kỳ hữu ích đối với các phương tiện UUV, được thiết kế để hoạt động tự động trong thời gian dài. Manta Ray không "vỗ cánh" như cá đuối, nhưng nó sẽ sử dụng các cánh quạt nhỏ để tự di chuyển và những cánh quạt này sẽ phải sử dụng càng ít năng lượng càng tốt.
Năng lượng tái tạo
Một yêu cầu quan trọng đối với Manta Ray là khả năng hoạt động độc lập, lâu dài mà không cần sự can thiệp của con người. Phương tiện không người lái dưới nước không chỉ phải sử dụng lượng năng lượng tối thiểu mà còn phải thu năng lượng từ biển. Khả năng tái tạo nguồn cung cấp năng lượng sẽ giúp UUV giảm kích thước và trọng lượng, khiến nó nhỏ hơn và khó bị phát hiện hơn.
Có hai cách để giải quyết vấn đề năng lượng. Một là năng lượng mặt trời, tức là sạc pin từ một tấm pin năng lượng mặt trời được tích hợp trên vỏ của UUV. Tuy nhiên, ánh sáng mặt trời sẽ nhanh chóng mờ đi khi UUV di chuyển sâu hơn vào đại dương và con tàu sẽ phải nổi lên mặt nước để sạc pin, điều này khiến nó dễ bị phát hiện.
Một nguồn năng lượng khác có thể sử dụng là năng lượng sóng. Trong một video được DARPA cung cấp vào năm 2022 về quá trình thử nghiệm Manta Ray, chiếc UUV này đã mở rộng thứ giống như một thiết bị thu năng lượng sóng để chuyển đổi chuyển động của nước thành điện năng. Điều này cho phép nócó thể hoạt động lâu dài dưới đáy đại dương và vẫn sạc được pin mà không sợ bị kẻ thù phát hiện.
Nhiệm vụ săn ngầm
Manta Ray có thể sẽ được trang bị các loại ngư lôi chống ngầm hạng nhẹ, chẳng hạn như loại ngư lôi được trực thăng tác chiến chống ngầm của Hải quân Philippines triển khai, nó đủ sức mạnh để làm hư hại một chiếc tàu ngầm.
Một chiếc UUV có thể thực hiện nhiệm vụ một cách tự động mà không cần tiếp nhiên liệu, sẽ mở ra một kỉ nguyên tiềm năng cho các loại vũ khí hoạt động dưới đại dương. Manta Ray có thể hoạt động với vai trò là một phương tiện giám sát, nó sẽ mang theo sonar thụ động, về cơ bản là những chiếc micro khổng lồ có chức năng lắng nghe đại dương để tìm ra âm thanh của tàu ngầm đối phương.
Hiện nay, Hải quân Mỹ dựa vào các tàu mặt nước chuyên dụng và một số thiết bị đặc biệt dưới nước để theo dõi tàu ngầm. Các tàu này tương đối dễ bị tấn công và không thể hoạt động liên tục trong điều kiện thời chiếng. Trong tương lai, Hải quân Mỹ có thể triển khai một hạm đội gồm hàng chục chiếc Manta Ray, được trang bị ống nghe dưới nước và hoạt động trên khắp các đại dương. Từ đó, họ có thể liên tục theo dõi các tàu chiến mặt nước và tàu ngầm của đối phương khi chúng di chuyển.
Một nhiệm vụ khác mà Manta Ray có thể được giao là tác chiến chống tàu ngầm. Một số chiếc Manta Ray sẽ được sử dụng để xác định vị trí và theo dõi tàu ngầm của đối phương, trong khi những chiếc khác sẽ được trang bị vũ khí, chẳng hạn như ngư lôi chống tàu ngầm hạng nhẹ Mk 46 để tấn công tàu ngầm đối phương. Hạm đội UUV Manta Ray có thể trở thành một mạng lưới tiêu diệt tàu ngầm di động, có khả năng tự triển khai từ khu vực này sang khu vực khác.
Khả năng chỉ huy và kiểm soát cũng sẽ được tích hợp trên Manta Ray, giúp những chiếc UUV này chia sẻ dữ liệu và chỉ huy từ xa một cách dễ dàng. Nếu phương tiện này hoàn tất quá trình thử nghiệm và hoạt động hiệu quả thì nó sẽ làm thay đổi rất nhiều chiến lược tác chiến trên biển. Tóm lại, cá đuối là một sinh vật hiền hòa của biển cả, nhưng những chiếc UUV bản sao của nó lại có thể trở thành "kẻ săn mồi" nguy hiểm trong đại dương.