Neue Hoffnung in den Minenfeldern

Entlang eines Weges am Rande einer von Unkraut übersäten Farm in Kambodscha hört ein Mann aufmerksam zu, während er seinen Metalldetektor über den Boden fegt. Wenn der Quietschton des Detektors das Vorhandensein von vergrabenem Metall signalisiert, stoppt der Mann, wiederholt den Durchlauf und markiert die Stelle sorgfältig. Bald folgt ein zweiter Arbeiter und legt sich auf den Boden, den Kopf eine Armlänge von der markierten Stelle entfernt und tastet den Boden vorsichtig mit einem Stock ab. Beide Männer sind erfahrene Minenräumer, einer ein pensionierter Veteran der britischen Armee weit weg von zu Hause, der andere ein Einheimischer, der darauf trainiert wurde, Minen zu finden. Beide kennen die Kosten von Fehlern: plötzliche schwere Verletzung oder Tod.

Nach etwa 20 Minuten intensiver Sondierung des harten Schmutzes beurteilt der liegende Arbeiter nach Sehen und Fühlen, ob er den runden Metallkörper einer vergrabenen Mine getroffen hat oder nur den zufälligen Schutt eines alten Schlachtfeldes: eine Kugel, ein Stück Schrapnell , ein Stück Draht, eine leere Blechdose. Er weiß, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das entdeckte Metall in einigen Bereichen eine Mine ist, in einigen Bereichen nur eins zu hundert ist, aber der Metalldetektor seines Partners kann einen Sprengsatz nicht von jedem anderen Objekt unterscheiden, das nur einen Bruchteil einer Unze Metall enthält.

Technologie, die in autonomen Autos verwendet wird

Beam es runter

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom Oktober 1997



  • Siehe den Rest der Ausgabe
  • Abonnieren

Was auch immer es ist, das metallische Objekt muss sorgfältig freigelegt werden, um seine Form und Farbe zu zeigen. Wenn es sich um eine Mine handelt, platzieren die Arbeiter eine bescheidene Sprengladung daneben, spulen lange Drähte ab und ziehen sich 100 Meter zurück, um sie in die Luft zu sprengen. Dann wiederholt sich die Aufgabe: Der Bediener des Metalldetektors nimmt seinen Patienten mit dem Kehren wieder auf und lauscht auf Anzeichen des nächsten vergrabenen Metallgegenstandes in seinem Weg, während sein Partner auf seinen nächsten angespannten Versuch im Dreck wartet.

Nach Schätzungen der Vereinten Nationen liegen weltweit mehr als 100 Millionen Minen vergraben, die ihre Kriege überdauern, vor langer Zeit aufgegeben und jahrzehntelang auf ihre unbeabsichtigten Opfer warten. Die Herstellung einer Antipersonenmine kostet nur wenige Dollar, aber ihre Entfernung kostet jetzt das Hundertfache. Allein in Kambodscha, wo einige der dichtesten Minenfelder der Welt liegen, lauern auf einer Fläche von der Größe von Missouri rund 10 Millionen Minen. Im vergangenen Jahr räumten dreitausend Arbeiter Landminen auf 12 Quadratkilometern kambodschanischen Landes, was 8 Millionen Dollar kostete. Sie wurden nicht überbezahlt. Aber selbst wenn jemand bereit wäre, die Rechnung zu bezahlen, würde die Entminung Kambodschas bei diesem Tempo etwa 10.000 Jahre dauern. Erschwerend kommt hinzu, dass die Teilnehmer an den heutigen Konflikten neue Minen mit einer Rate von 10 oder mehr anlegen als die derzeitige Ausbeute der Minenräumer, die jetzt weltweit vielleicht 100.000 Minen pro Jahr räumen. Eine chronische und wachsende Krise steht bevor.

Am ergreifendsten ist der menschliche Tribut, den die verbliebenen Landminen fordern: jährlich etwa 10.000 Tote und mindestens doppelt so viele schwere Verletzungen, darunter viele kleine Kinder und ältere Dorfbewohner in armen Ländern. In Kambodscha haben Landminenunfälle zu einem Amputierten pro 250 Menschen geführt. Die Beseitigung verbleibender Landminen ist jedoch nicht nur zum Schutz von Leib und Leben erforderlich. Langfristig stören Landminen normale wirtschaftliche Aktivitäten wie Reisen und Transport und verweigern den Bauern lebenswichtiges Ackerland, was oft Hunger verursacht und große Agrarbevölkerungen zur Abwanderung in städtische Zentren und Flüchtlingslager zwingt.

Heutzutage wird die Verwendung eines Metalldetektors, einer tragbaren Sonde und einer Sprengladung trotz ihrer mühsamen und gefährlichen Natur allgemein als die zuverlässigste Methode zur Minenräumung akzeptiert. Die Erkennungsmethode funktioniert, weil die meisten Minen ein Metallgehäuse haben oder zumindest einige Gramm Metall enthalten, normalerweise einen Schlagbolzen und die zugehörige Feder, die im Detektor ein Signal auslöst, selbst wenn eine Mine vergraben oder unter bewachsener Vegetation verborgen ist.

Der Engpass liegt jedoch in der Unterscheidung zwischen den wenigen echten Minen und den vielen Fehlalarmen. Angesichts der Vielzahl von Metallgegenständen, die sich im Boden ehemaliger Schlachtfelder befinden können, kann die Fehlalarmrate bis zu 1.000 Fehlalarme für eine echte Mine betragen. Das Ergebnis ist, dass der Suchende den Großteil seiner Zeit für das mühsame Freilegen von ungefährlichen Metallschrotten aufwendet. Und nach Hunderten von Fehlalarmen wird der Job noch gefährlicher: Eine Überraschungsmine kann Minenräumer verstümmeln oder töten, deren Geduld nur einmal nachgelassen hat, wodurch sie die Form, die sie entdecken, falsch einschätzen. Darüber hinaus birgt die zunehmende Verwendung von kunststoffummantelten Minen die ominöse Gefahr falscher Negative: dass echte Minen stumm und tödlich bleiben, selbst wenn sie von einem Metalldetektor gefegt werden.

Trotz der zugegebenermaßen düsteren Lage gibt es jedoch Anlass zu Optimismus, seit wir im vergangenen Sommer auf einer einwöchigen Sitzung das globale Landminenproblem erörtert haben. Das vom MIT Program in Science and Technology for International Security an der American Academy of Arts and Sciences in Cambridge, Massachusetts, durchgeführte Treffen brachte eine unterschiedliche Gruppe von Teilnehmern zusammen, darunter ein Außendienstmitarbeiter aus Laos mit langjähriger Erfahrung in der Minenräumung; Forscher mit Fachkenntnissen in Physik, Chemie, Elektrotechnik, Materialwissenschaften und Anthropologie; mehrere Leute, die an Hightech-Minensuchprogrammen arbeiten; und drei Experten für Minenräumung vom Militär, die der Gruppe eine ernüchternde Sammlung von Antipersonenminen (ohne Sprengstoff) brachten. Unsere unerwartet hoffnungsvolle Ansicht, die durch spätere Studien untermauert wird, ist, dass, obwohl kein Allheilmittel zur Lösung des Minenräumungsproblems in Sicht ist, vielversprechende Technologien erhebliche Hilfe bieten können. Eine Reihe von Entwicklungstechniken zum Beispiel erkennen Landminen, indem sie andere physikalische und chemische Eigenschaften als den Metallgehalt erfassen, wodurch die Aufgabe der zuverlässigen Unterscheidung zwischen Minen und Metallschrott erheblich unterstützt wird. Unsere Analyse zeigt, dass innerhalb von fünf Jahren erschwingliche Technologien vor Ort verfügbar sein könnten, um eine humanitäre Minenräumung von beispiellosem globalem Ausmaß durchzuführen, wenn die Nationen genügend Unterstützung leisten.

Eine Einführung zu Landminen und ihrer Entfernung

Rund 700 verschiedene Minenmodelle sind weltweit zu finden. Die Designs unterscheiden sich stark, insbesondere bei den Minen, die in den letzten 20 Jahren entwickelt wurden. Die am häufigsten vorkommenden Landminen sind die Millionen, die von den Militärs so großer Mächte wie der ehemaligen Sowjetunion, China und den Vereinigten Staaten verwendet und in die ganze Welt verkauft werden. Mehr als ein Dutzend Industrieländer, darunter die Tschechoslowakei, Frankreich, Italien und Jugoslawien, haben ebenfalls Minen produziert und verkauft oder verschenkt.

Der wichtigste praktische Unterschied zwischen den verschiedenen Arten von Landminen ist ihr beabsichtigtes Ziel. Minen, die groß genug sind, um Fahrzeuge zu zerstören, werden als Panzerabwehrminen bezeichnet. Diese Minen, ungefähr so ​​groß wie große Kochtöpfe und Pfannen, enthalten 10 Pfund oder mehr hochexplosiven Stoffes. Wesentlich häufiger sind Antipersonenminen etwa so groß wie Thunfischbüchsen. Sie enthalten hochexplosive Stoffe von weniger als einer Unze bis zu einem halben Pfund oder mehr und wurden entwickelt, um Einzelpersonen oder kleine Gruppen zu Fuß zu verstümmeln oder zu töten.

außer Kontrolle geratene treibhauseffekt venus

Minen unterscheiden sich auch in der grausamen List ihrer Konstruktionen. Anspruchsvolle Minen jeder Größe können zum Beispiel Gegenmaßnahmen gegen Minenräumung beinhalten. Einige, die ein akkordeonartiges Abzugsdesign verwenden, können dem plötzlichen Schock einer nahen Explosion standhalten und detonieren nur, wenn sie langsamer gedrückt werden, beispielsweise durch den Druck eines Fußes; andere verwenden Anti-Störungs-Geräte, die die Mine explodieren lassen, wenn sie gehandhabt wird, um potenzielle Minenräumer zu verletzen oder zu töten. Begrenzende Minen ragen einen Meter über dem Boden empor, um in Fragmente mit einem tödlichen Radius von 90 Fuß zu zerbrechen. Und einige größere Minen können sogar gerichtete Splitter ausstoßen: Die große US-Mine Claymore, die in Vietnam eingesetzt wird, hat zum Beispiel eine tödliche Reichweite von 50 Fuß für Personen, die in ihre Schusslinie geraten.

Da die Herstellung und das Verlegen der größeren Panzerabwehrminen teurer sind, sind sie viel weniger zahlreich, immer ausgeklügelter und im Allgemeinen auf Straßen oder in der Nähe von Militäranlagen und anderen Verkehrs- und Kommunikationszentren zu finden. Im Gegensatz dazu sind Antipersonenminen billig, zahlreich und an vielen verschiedenen Orten verbreitet. Der Schaden, den Antipersonenminen anrichten – die Opfer monatelang oder lebenslang lähmen – ist wirtschaftlich um Größenordnungen mehr wert als ihre Kosten von ein paar Dollar pro Stück. Nach diesem grausamen Kalkül sind sie selbst gegen irreguläre Infanterie oder die ärmsten unbewaffneten Dorfbewohner kostengünstig. Aufgrund ihrer Verbreitung und Verfügbarkeit, weil sie eher zufällig platziert werden und weil sie den Großteil der anhaltenden Geißel ausmachen, sind diese Antipersonenminen unser Steinbruch, der besondere Schwerpunkt der humanitären Minenräumungsbemühungen.

Sicherlich sind Minen keine neuen Waffen, und Armeen haben seit langem Methoden und Organisationen zur Minenräumung entwickelt. Tatsache ist jedoch, dass die heutige Aufgabe der groß angelegten humanitären Minenräumung neu ist und eine schnelle Lösung durch den Einsatz militärisch ausgebildeter Kampfingenieure nicht wirklich möglich ist. Humanitäre Minenräumung beinhaltet das Aufspüren und Deaktivieren praktisch jeder Mine in einem weiten Gebiet in Friedenszeiten auf unbestimmte Zeit – ein Wohn- und Arbeitsplatz für viele Menschen, deren Ressourcen oft knapp und das Leben mühsam sind. Humanitäre Minenräumung erfordert eine fast 100-prozentige Erkennung. Die Suche kann sehr langsam sein, eine große Anzahl von Fehlalarmen ist akzeptabel, wenn auch kostspielig, und alle Operationen können auf gute Wetter- und Tagesbedingungen beschränkt werden. Bei diesen dramatisch unterschiedlichen Anforderungen ist es nicht verwunderlich, dass die Minenräumungsmethoden und -ausrüstungen stark variieren.

Im Gegensatz dazu haben die meisten militärischen Minenräumungsbemühungen einen kapitalkostspieligen Brute-Force-Ansatz favorisiert, bei dem motorisierte Fahrzeuge mit Stahlrollen oder Laufflächen verwendet werden, die in der Lage sind, Antipersonenminen zu zünden, indem sie darüber fahren, wobei Schäden an den Fahrzeugen durch intelligentes Design und schwere Abschirmung minimiert werden . Einige sind schwer gepanzerte Lastwagen, die grob über Minen fahren und den meisten Antipersonendetonationen mit nur geringen und weitgehend reparablen Schäden standhalten. Andere versuchen, wie große Bulldozer, Minen aufzuheben und zu entfernen und dabei einen Weg freizumachen.

Solche Fahrzeuge sind besonders geeignet für die sogenannte militärtaktische Minenräumung, die darauf abzielt, Minenfelder zu durchbrechen, Korridore, Wege und Straßen schnell für den Kampfeinsatz selbst während des Gefechts, oft innerhalb von Stunden, zu räumen. Doch der Brute-Force-Ansatz ist für die äußerst anspruchsvolle Aufgabe der humanitären Minenräumung weitgehend ungeeignet: Wenn er auf unebenem Boden angewendet wird, kann er möglicherweise nicht jeden Sprengkörper zur Detonation bringen. Doch genau diese Sicherheit brauchen die Einheimischen. Der übliche Test für den Erfolg der Minenräumung ist direkt und öffentlich: Während die Nachbarschaft zuschaut, schließen sich die Minenräumer an den Händen, um eine Reihe zu bilden und gehen über das gesamte Grundstück. Würden Sie sich selbst mit weniger zufrieden geben?

Leider erschwert die große Vielfalt der Sicherungsmechanismen, der Stellungsmethoden und des Geländes die gründliche Neutralisierung von Antipersonenminen entscheidend. Obwohl sie zweifellos heroisch und gut für die Welt der niedrigen Technologie geeignet ist, ist die derzeitige Kriech-und-Probe-Methode der humanitären Minenräumung eindeutig unerschwinglich langsam, teuer und gefährlich. Aufgrund dieser Nachteile können Kriech- und Sondenminen, wie sie derzeit praktiziert werden, nur marginale Auswirkungen auf das globale Landminenproblem haben. Eine echte Lösung erfordert die Entwicklung und den schnellen Einsatz neuer Methoden und Geräte, die die humanitäre Minenräumung zu erschwinglichen Kosten um das Hundertfache beschleunigen können.

Verbessern von Kriechen und Sondieren

Wir glauben, dass drei derzeit verfügbare Technologien, wenn sie zusammen verwendet werden, innerhalb der nächsten zwei Jahre eine 10- bis 20-fache Verbesserung gegenüber der heutigen Minenräumungsrate bieten könnten. Diese Technologien umfassen die Erkennung durch eine Variante des elektronischen Metalldetektors (genannt das Magnetometer mit mäanderförmiger Wicklung); sicheres und schnelles Ausheben durch ein Gerät, das als Luftmesser bezeichnet wird; und Detonation durch einen billigen und leicht einzusetzenden schaumartigen Sprengstoff. Alle drei dieser verbesserten Minenräumungstechnologien erfordern noch Feldtests und Verfeinerungen, aber die Entwicklungsaufgaben sehen bescheiden aus.

Das grundlegende Funktionsprinzip des neuen Meandering Winding Magnetometer (MWM)-Detektors entspricht dem herkömmlicher Metalldetektoren, die einen gepulsten elektromagnetischen Induktionssensor verwenden. Aber während herkömmliche Detektoren ein elektromagnetisches Feld erzeugen und erkennen, wenn es durch leitendes Material in ihrem Weg gestört wird, erzeugen MWM-Detektoren ein variierendes Magnetfeld, das Ströme in metallischen Objekten anregt, die sich hauptsächlich in eine Richtung ausrichten und vom Detektor gelesen werden können. Ein MWM-Detektor, der etwas größer als ein herkömmlicher Metalldetektor ist, kann somit einen groben Hinweis auf die Größe und Form eines vergrabenen metallischen Objekts erhalten, indem er die Auslesungen dieser sogenannten Wirbelströme kombiniert. Der MWM-Detektor, der derzeit von Jentek Sensors Inc., Brighton, Massachusetts, entwickelt wird, kann Berichten zufolge die ungefähre Größe, Form, Tiefe der Verschüttung und die Art des Materials der äußeren Hülle eines vergrabenen Metallobjekts bestimmen. Labornachweise deuten darauf hin, dass das Gerät einem erfahrenen Bediener genügend Informationen liefern kann, um zu erkennen, ob es sich bei einem vergrabenen Objekt um bloße Unordnung, eine Mine oder ein größeres Stück Blindgänger handelt.

Feldtests eines MWM-Prototyps der ersten Generation zeigen, dass er die Fehlalarmrate um den Faktor 5 bis 10 unter die eines herkömmlichen Metalldetektors senken kann. Angesichts dieser Unterscheidungskraft könnte eine verfeinerte Version eines solchen MWM-Geräts die Untersuchungszeit eines Quadratmeters schrottreichen Bodens von 10 auf 20 Minuten auf einen Bruchteil einer Minute reduzieren.

Sobald eine Mine entdeckt wurde, bietet das jetzt im Handel erhältliche Luftmesser, wenn auch nicht in feldfertiger Form, eine deutliche Verbesserung der Effizienz und Sicherheit gegenüber dem bei heutigen Minenräumungsbemühungen üblichen Stiel. Das Luftmesser bläst Hochdruckluft durch eine kleine Handsonde und kann den meisten Schmutz wegblasen, um Minen freizulegen, ohne sie genug zu stören, um sie zur Detonation zu bringen. Vorhandene Luftmesser werden von einem 3-PS-Benzinmotor angetrieben, wie diejenigen, die Motorrasenmäher betreiben, und kosten ein paar tausend Dollar. Eine für die Minenräumung angepasste Version könnte die einfachsten manuellen Sonden ersetzen und die Fähigkeit eines Suchers zum Aufdecken einer Mine erheblich beschleunigen und gleichzeitig die Sicherheit verbessern, indem das Eingraben mit einem Stock überflüssig wird.

Die Verwendung des Produkts Lexfoam wird auch die Minenräumungsbemühungen unterstützen. Das Produkt ist im Aussehen ähnlich wie Rasiercreme eine verdünnte Dispersion eines Sprengstoffs, der in einer schäumenden Kunststoffsubstanz enthalten ist. Lexfoam ist sicher und einfach aufzutragen und kann durch eine gewöhnliche Sprengkapsel ausgelöst werden, wodurch die heikle und gefährliche Aufgabe des Anbringens einer Ladung an einer ungeerdeten Mine entfällt. Wir schätzen, dass die Verwendung eines solchen Produkts zur Sprengung der freigelegten Mine den gesamten Minenräumungsprozess erheblich beschleunigen würde, vielleicht sogar um den Faktor 2 bis 5.

Das Luftmesser würde einen Luftkompressor (oder eine Druckluftversorgung) erfordern, der auf einem handgezogenen Wagen mit Rädern getragen, in eine rucksackartige tragbare Einheit verpackt oder in ein kleines motorisiertes Fahrzeug eingebaut ist, das den MWM Metalldetektor, das Luftmesser und Lexfoam-Spender. In einer kleinen, relativ neuen humanitären Minenräumungseinheit in Fort Belvoir in Virginia baut die US-Armee jetzt ein solches Fahrzeug zusammen, das einen MWM-Detektor, einen Kompressor, ein Luftmesser, einen Plastikschild eines Bedieners zum Explosionsschutz, ein luftbetriebenes Unkraut- Cutter und einem Lexfoam-Spender. Col. Harry (Hap) Hambric, der die Entwicklung und das Testen in dieser Einheit leitet, schätzt, dass der kombinierte Einsatz dieser relativ einfachen Technologien bei geeignetem Gelände die Minenräumung innerhalb von ein oder zwei Jahren um den Faktor 10 beschleunigen könnte, und einen weiteren Faktor von 10 mit weiteren Verfeinerungen.

So wie Creep-and-Probe-Methoden jedoch schnelle technologische Verbesserungen erzielen können, kann auch die Brute-Force-Entminung von Freiflächen wie Acker und Reis von der Einführung einfacher technischer Verbesserungen fast sofort profitieren. Ein vielversprechender Ansatz schlägt vor, eine kleine Zinkenwalze mit angelenkten, federbelasteten Stacheln zu verwenden, die beim Überfahren Antipersonenminen auslösen können. Die seilgezogene (oder kurbeln) Rolle ist einfach, kostengünstig und leicht zu reparieren. Es enthält Hunderte von eng beieinander liegenden, steifen, federnd gelagerten Fingern, die bis zu 25 Zentimeter in den Boden eindringen können; die Walze wird mit Kraft von Tieren oder aus Sicherheitsabstand gehaltenen Kraftfahrzeugen über den Zielbereich hin- und hergeschleppt.

Tests unter kontrollierten Bedingungen, die 1995 von der US-Armee in Fort Belvoir durchgeführt wurden, bewiesen, dass die Walze in der Lage war, kleine Antipersonenminen sogar im Schlammboden von Reisfeldern und anderen weichen Böden zu explodieren oder anderweitig zu zerstören. Eine fußweggroße Version der Walze erwies sich auch als leicht mit einfachen Handwerkzeugen und Hardware zu reparieren. Die Walze war wirksam gegen Minen in weichem Boden und Schlamm. Mit einigen Designänderungen könnte es so konfiguriert werden, dass es auf härteren Oberflächen funktioniert, einschließlich Bereichen mit hellem Laub.

Somit bietet diese Technologie in bestimmten Terrains die willkommene Möglichkeit, Antipersonenminen zu räumen, ohne sie vorher zu entdecken. Die Experten von Fort Belvoir schätzen die Kosten dieser mehrzinkigen Walze auf unter 20.000 US-Dollar und fügen hinzu, dass sie bei einer Massenproduktion auf bis zu 5.000 US-Dollar sinken könnten. Die Gruppe hofft, das System in Kürze im Feld testen zu können. Der Einsatz von Werkzeugen dieser Art in der Praxis – selbst diese ersten Hilfsmittel implizieren weitere Verbesserungen – wird in jedem Umfang einen großen Unterschied machen. Die ganze Arbeit kann nicht bald abgeschlossen werden; in der Tat müssen in den am stärksten betroffenen Ländern eine dauerhafte Kultur des Verständnisses und der Wachsamkeit im ganzen Land und eine zuverlässige Quelle technischer Hilfe von außerhalb des Dorfes - einschließlich Personal, Ausrüstung und Ausbildung - geschaffen werden. Die Entschlossenheit, mit der guten Arbeit Schritt zu halten und sie auszubauen, wird gedeihen, wenn sich an ein oder zwei Stellen bald sichtbare Fortschritte einstellen.

Satellitenspionage in Echtzeit

High-Tech-Erkennung

Während kurzfristige technologische Verbesserungen Hoffnung auf eine bessere Effizienz der Minenräumung bieten, bieten Technologien, die einer intensiven Forschung und Entwicklung unterzogen werden, zum Einsatz gegen den Flugterrorismus noch mehr Aussichten für die Zukunft. Tragbare, robuste Versionen dieser Technologien, die kleine Mengen Sprengstoff erkennen, wären für den Einsatz bei der Minenräumung erforderlich, aber die Aufgabe übersteigt sicherlich nicht die Fähigkeiten von High-Tech-Firmen in den Vereinigten Staaten und anderswo.

Diese Technologien könnten sich die Tatsache zunutze machen, dass Landminen charakteristische Materialien in genau definierten Formen und Größen verwenden, die ihnen mechanische, akustische, elektromagnetische und nukleare Absorptions- und Reflexionseigenschaften verleihen, die möglicherweise aus geringer Entfernung nachweisbar sind. Alle Minen enthalten hochexplosive Stoffe, die sonst im Boden selten sind, und sind daher aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung für viele Nachweismöglichkeiten offen.

Eine solche chemische Sensorik ist vielleicht der fortschrittlichste dieser Wege. Da alle Minen 10 Gramm oder mehr Sprengstoff enthalten, besteht eine Möglichkeit, den zeitaufwändigen Schritt der Unterscheidung von Minen von Fehlalarmen zu vermeiden und sowohl Plastik- als auch Metallminen zu erkennen, darin, Detektoren zu entwickeln, die auf das Vorhandensein von Sprengstoffen empfindlich reagieren, entweder in ihre kondensierte oder Dampfphase. Wir wissen, dass Minen Spuren ihres Sprengstoffs tragen, weil Hunde, die darauf trainiert sind, hochexplosive Sprengstoffe zu wittern, vergrabene Minen unter Feldbedingungen in kurzer Zeit mit einer Erfolgsquote von 95 Prozent und einer Fehlalarmrate von etwa zwei zu eins aufspüren können. Leider ermüden Hunde jedoch schnell und sind teuer in der Ausbildung und Haltung. Anordnungen von Sensoren, von denen jeder eine gewisse Spezifität für ein bestimmtes Molekül oder eine bestimmte Verbindung aufweist, werden in der Lebensmittel- und Parfümindustrie häufig verwendet, um die Bestandteile von Produkten zu identifizieren. Die US-amerikanische Defense Advanced Research Projects Agency verfolgt aktiv eine Reihe solcher Sensoren, die für die Sprengstoffdetektion auf Flughäfen bestimmt sind und die für die humanitäre Minenräumung geeignet sein könnten.

Ein Detektor, der bereits auf Flughäfen im Probebetrieb ist, zieht eine Luftprobe zu einem Sammler, der kleinste Sprengstoffspuren an eine Trennvorrichtung weiterleitet. Dort trennt ein als Hochgeschwindigkeits-Gaschromatograph bezeichnetes Instrument Sprengstoffe voneinander und von nicht-explosiven Verbindungen nach der Zeit, die jede Verbindung benötigt, um durch das Instrument zu gelangen. Jede Verbindung ergibt eine zuverlässige und charakteristische Signatur. Unter Berücksichtigung dieser Signaturzeit und ihrer Amplitude kann der Detektor die Art des Sprengstoffs und die Höhe seiner Konzentration in der Luftprobe bestimmen. Der Hersteller Thermetics Detection mit Sitz in Woburn, Massachusetts, behauptet, dass sein System das Vorhandensein von 10 bis 20 Pikogramm TNT – ein Korn, das doppelt so groß ist wie ein Staubkorn – mit der tausendfachen Empfindlichkeit eines Hundes erkennen kann. Das System ist in der Lage, Explosivstoffkonzentrationen im Picogramm-Bereich in weniger als einer Minute zu erkennen und hat auch bei Vorhandensein potenziell störender Verbindungen in der Luft oder im Boden gut funktioniert.

Unternehmensvertreter glauben, dass ein einziger tragbarer, batteriebetriebener Detektor Minen mit einer Genauigkeit von mehr als 90 Prozent erkennen könnte, während er zehn Quadratyards pro Minute scannt. Noch nicht bekannt ist, inwieweit hochexplosive Dämpfe und Partikel, die durch das Abfeuern vergangener Waffen in den Bereichen, in denen Minen vergraben sind, abgelagert werden, eine unüberschaubar hohe Geräuschkulisse erzeugen können. Detaillierte Feldmessungen an den Schauplätzen vergangener Gefechte sowie von Hintergrundpegeln in kampf- und minenfreien Gebieten müssen durchgeführt werden, bevor die Praktikabilität dieses potentiellen Minendetektors vollständig bestimmt werden kann.

Mindestens zwei weitere Technologien könnten möglicherweise verwendet werden, um Minen zu entdecken, indem ihre Hauptladungen erfasst werden. Die erste basiert auf der nuklearen Quadrupolresonanz (NQR), einem elektrostatischen Verwandten der Magnetresonanztomographie, die heute in der Medizin bekannt ist. NQR ist ein Effekt von Atomkernen, die nicht kugelsymmetrisch, sondern an den Polen leicht gequetscht oder verlängert sind. Stickstoffatome, ein nahezu universeller Hauptbestandteil von Sprengstoffen, besitzen eine solche nukleare Asymmetrie. Abhängig von der kristallinen Struktur, in der sich die Stickstoffkerne befinden, erzeugt ihre Nichtkugeligkeit einen einzigartigen Satz von sehr eng beabstandeten Energieniveaus, die für den kristallinen Festkörper selbst charakteristisch sind. Eine explosive Verbindung kann daher durch die subtile Resonanz ihrer konstituierenden Stickstoffatome identifiziert werden.

NQR-Detektoren wurden bereits auf Flughäfen getestet, wo es ihnen gelungen ist, innerhalb von sechs Sekunden den Militärsprengstoff RDX in vergleichbaren Mengen wie in einer Mine zu detektieren. Tests am Naval Research Laboratory mit Sitz in Alexandria, Virginia, haben gezeigt, dass NQR-Detektoren unabhängig von Bodenverunreinigungen wie Metallen und Magneten Sprengstoffe zuverlässig von anderen stickstoffhaltigen Materialien im Boden wie Düngemitteln oder lebenden Organismen unterscheiden können. Ein Feld-NQR-Detektor würde ähnlich wie ein tragbarer Metalldetektor funktionieren, würde jedoch einen Rucksack benötigen, um seine größere Batterie unterzubringen. Der kommerzielle NQR-Entwickler Quantum Magnetics aus San Diego schätzt, dass ein auf NQR basierender Prototyp eines Minendetektors innerhalb von zwei Jahren mit Kosten von etwa 1 Million US-Dollar entwickelt werden könnte. Der Preis für solche Detektoren, die einst in Stückzahlen von mehreren Tausend produziert wurden, würde ihrer Meinung nach wahrscheinlich unter 10.000 Dollar pro Stück liegen - etwa zwei- bis dreimal so hoch wie die Kosten für hochwertige Metalldetektoren. Mit einer angemessenen Entwicklungsfinanzierung ist es durchaus möglich, dass der NQR innerhalb von 3 bis 5 Jahren zu einem wirksamen Instrument zur Unterscheidung von Minen von Metalltrümmern wird und die Fehlalarmrate auf ein vernachlässigbares Maß reduziert.

Allerdings bereitet die Technologie derzeit einige Schwierigkeiten. Das dominierende Hindernis ist der effiziente Nachweis von TNT, dem explosiven Inhaltsstoff von 80 Prozent der Landminen. TNT hat ein intrinsisch schwaches NQR-Signal, das eine längere Integrationszeit im Detektor erfordert. Ein NQR-Minensuchgerät, das minutenlang über jeder Stelle am Boden verweilen müsste, wäre eindeutig zu langsam, könnte sich aber vermutlich dennoch als nützlich erweisen, Minen von Schrott zu unterscheiden.

Eine zweite Möglichkeit, Plastikminen anhand ihres Sprengstoffgehalts zu erkennen, besteht darin, den Boden mit einem Strahl niederenergetischer Röntgenstrahlen zu beleuchten. Aufgrund der unterschiedlichen durchschnittlichen Ordnungszahlen absorbiert der Boden auftreffende niederenergetische Röntgenstrahlen, während die leichtere Mine einen großen Teil der einfallenden Strahlung zurückstreut. In der Abbildung erscheint die Mine somit als leuchtender Fleck auf dunklem Bodengrund. Bereits 1975 vom US Army Mobility Equipment Research and Development Center durchgeführte Experimente zeigten, dass die Methode, obwohl sie damals umständlich, ungeschickt und gefährlich war, tatsächlich funktioniert und kleine (mit einem Durchmesser von sechs Zentimetern) vergrabene Plastikminen eindeutig erkennt zwei Zentimeter Erde.

Obwohl Röntgen-Rückstreudetektoren bei der Erkennung von Sprengstoffen und anderen Materialien mit niedriger Ordnungszahl auf Flughäfen und Zollstationen gute Leistungen erbringen, weisen sie beim Erkennen von Plastikminen Nachteile auf: Sie können Explosivstoffe nicht zuverlässig von anderen Materialien mit ähnlichen Ordnungszahlen (wie Wurzeln und Wasser) unterscheiden ), erkennen sie nur flach vergrabene Minen und benötigen eine starke ionisierende Strahlungsquelle, die Gesundheitsgefahren für den Bediener verursachen könnte. Ein tragbarer Detektor kann sich daher als nicht praktikabel erweisen, aber Röntgen-Rückstreudetektoren könnten schließlich in ferngesteuerten Minenräumfahrzeugen verwendet werden, um Plastikminen in Verbindung mit einem Metalldetektor wie dem Magnetometer mit mäanderförmiger Wicklung zu erkennen.

Starten einer globalen Minenräumungskampagne

wie würde ubi finanziert werden

Um die humanitäre Minenräumung in großem Maßstab durchführbar zu machen, muss die Minenräumungsrate stark erhöht werden, um die Gesamtkosten zu senken und die Ausgaben für anspruchsvollere Ausrüstung zu rechtfertigen. Dies erfordert einen schrittweisen Übergang von einem arbeitsintensiven Low-Tech-Ansatz zur Zwischenstufe der Einführung von Elektrowerkzeugen und diskriminierenden Detektoren. Die letzte Phase wird die Entwicklung autonomer, mechanisierter Minenräumsysteme erfordern, um einige der ausgefeilteren Detektionstechnologien zu integrieren, die wir beschrieben haben. Ein solcher Fortschritt erfordert kohärente, nachhaltige und angemessen unterstützte F&E-Anstrengungen im Bereich von mehreren zehn Millionen Dollar jährlich über mehrere Jahre.

Leider hat die Frustration über die marginalen Ergebnisse selbst der bisher heldenhaftesten Minenräumungsbemühungen zu einer müden Gleichgültigkeit bei der Öffentlichkeit und den Entscheidungsträgern gleichermaßen geführt. Diese Frustration hat wiederum dazu geführt, dass Chancen für neue Lösungen verloren gegangen sind. Die Konstellation humanitärer Hilfsorganisationen, die die meisten Minenräumaktionen geduldig auf sich genommen haben, darunter das Rote Kreuz, CARE und die Vereinten Nationen, um nur einige zu nennen, hatte wenig Kontakt zu Wissenschaft und Technik in Wissenschaft und Technologiebranchen, die die Minenräumungseffizienz steigern könnten. Die wissenschaftlichen und technischen Gemeinschaften in der entwickelten Welt haben ihrerseits das Problem weitgehend ignoriert. Als Beispiel für diesen Mangel an technologischer Partnerschaft wurde eine Belohnung von einer Million Pfund, die die britische Regierung vor einigen Jahren für einen akzeptablen Plan zur Minenräumung des abgelegenen und schwierigen Geländes der Falklandinseln aussprach, nicht beansprucht.

verbergen

Tatsächliche Technologien

Kategorie

Unkategorisiert

Technologie

Biotechnologie

Technologierichtlinie

Klimawandel

Mensch Und Technik

Silicon Valley

Computer

Mit News Magazine

Künstliche Intelligenz

Platz

Intelligente Städte

Blockchain

Reportage

Alumni-Profil

Alumni-Verbindung

Mit News Feature

1865

Meine Sicht

77 Mass Avenue

Treffen Sie Den Autor

Profile In Großzügigkeit

Auf Dem Campus Gesehen

Lerne Den Autor Kennen

Alumni-Briefe

Nicht Kategorisiert

77 Massenallee

Rechnen

Tech-Richtlinie

Lernen Sie Den Autor Kennen

Nachrichten

Wahl 2020

Mit Index

Unter Der Kuppel

Feuerwehrschlauch

Unendliche Geschichten

Pandemie-Technologieprojekt

Vom Präsidenten

Titelstory

Fotogallerie

Empfohlen