Radar usa micro-ondas para "enxergar" através das paredes no estilo Superman

Um novo sistema de radar desenvolvido por cientistas do US National Institute of Standards and Technology (NIST), nos EUA, é capaz de rastrear objetos em movimento através das paredes ou viajando em velocidades hipersônicas em tempo real, no estilo da visão de raio X do Superman só que utilizando tecnologia de micro-ondas.

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O método é uma variação do radar convencional que envia um pulso eletromagnético, espera pelos reflexos e mede o tempo de ida e volta do sinal para determinar a distância até um determinado alvo. O novo dispositivo usa comprimentos de onda mais longos para atravessar objetos sólidos e gerar dados precisos sobre o que está atrás deles.

“Como usamos sinais de rádio, eles passam por quase tudo, como concreto, drywall, madeira e vidro. É muito legal porque não só podemos olhar atrás das paredes, mas leva apenas alguns microssegundos para fazer um quadro de imagem. A amostragem acontece na velocidade da luz, o mais rápido possível fisicamente”, celebra o físico do NIST Fábio da Silva, que liderou o projeto.

Como é possível?

O equipamento criado pelos pesquisadores envia sinais de micro-ondas por meio de vários transmissores com apenas um receptor extremamente sensível. A equipe utilizou técnicas de modelagem para desenvolver uma fórmula matemática capaz de reconstruir imagens. Cada transmissor emite padrões diferentes de pulsos que interferem no espaço e no tempo entre si, gerando informações suficientes para criar uma figura específica.

Os cientistas do NIST usaram essa fórmula para reconstruir uma cena com 1,5 bilhão de amostras por segundo e uma taxa de quadros de imagem de 366 kilohertz. Em comparação, isso é cerca de 100 a mil vezes mais quadros por segundo do que uma câmera de vídeo de celular consegue fazer.

“Exploramos o conceito de radares que compartilham áreas de cobertura, mas, em nosso caso, usamos muitos transmissores e um apenas um receptor. Dessa forma, qualquer coisa que reflita em qualquer lugar do espaço, seremos capazes de localizar e criar imagens em alta resolução”, afirma Silva.

Os testes

Os pesquisadores usaram uma câmera anecóica (sem eco) para fazer imagens de uma cena 3D com uma pessoa que se movia atrás de uma parede de gesso. Com um transmissor de potência equivalente a 12 celulares enviando sinais simultaneamente, eles conseguiram criar imagens a uma distância de até 10 metros.

Com antenas transmissoras operando em frequências de 200 megahertz a 10 gigahertz e um receptor conectado a um digitalizador de sinais, os dados foram transferidos para um computador e enviados para uma unidade de processamento gráfico onde as imagens com 4.096 pixels foram reconstruídas em tempo real.

“O sistema atual por si só já tem um alcance potencial de operar a vários quilômetros de distância de forma muito precisa e eficiente. Com algumas melhorias, essa extensão ainda pode ser muito maior, limitada apenas pela potência dos transmissores utilizados e pela sensibilidade do receptor”, completa Silva.

Superpoderes

Deixando de lado as histórias em quadrinhos, esse novo método de “enxergar” através de paredes pode ser utilizado em situações de emergência de busca e resgate, para encontrar pessoas soterradas ou presas sob escombros em um desabamento. Além disso, o sistema também seria útil para rastrear detritos espaciais ou medir a velocidade das ondas de choque em um terremoto.

Os cientistas também esperam que a descoberta possa melhorar condições de segurança, já que o sistema poderia ser empregado para detectar objetos que se movem em velocidades hipersônicas como aviões e mísseis intercontinentais teleguiados. Monitorar sinais vitais, como frequência cardíaca e respiração, também estão na lista de superpoderes dessa nova “visão” de raio X.

Fonte: NIST