Em um movimento estratégico para aprimorar as capacidades de operações especiais, o Comando de Operações Especiais dos EUA (SOCOM) demonstrou interesse em uma tecnologia avançada conhecida como “arco-íris acústico”. Esta abordagem inovadora busca uma forma de dispersar ondas sonoras, com o objetivo de tornar objetos ruidosos essencialmente silenciosos. Conforme um edital de Pesquisa de Inovação para Pequenas Empresas (SBIR) do SOCOM, a força está ativamente buscando emissores de arco-íris acústico, ou ARE, para integração em seus sistemas aéreos não tripulados (UAS).

A solicitação detalha que o ARE tem a função primordial de redirecionar a assinatura acústica de um UAS, além de modificar as frequências dessa mesma assinatura. Essa capacidade é considerada crucial para aprimorar a furtividade e a eficácia das operações de drones em ambientes táticos. O edital, cujo prazo de submissão encerra-se em 25 de março, sublinha a relevância estratégica da supressão acústica em um cenário de combate em constante evolução.

A urgência do silêncio no campo de batalha

Embora os drones táticos possuam dimensões reduzidas e sejam inerentemente difíceis de detectar visualmente, o ruído característico de suas hélices representa uma vulnerabilidade significativa. Essa emissão sonora pode alertar alvos potenciais sobre a presença do UAS, comprometendo o elemento surpresa e, consequentemente, colocando tanto a aeronave quanto a missão em risco de ser interceptada ou neutralizada por fogo hostil. O SOCOM enfatiza que os 'sensores acústicos estão se tornando cada vez mais prolíficos no campo de batalha', o que eleva a prioridade de mitigar a assinatura sonora dos drones.

O projeto visa equipar drones táticos das Forças de Operações Especiais do Exército com esses emissores de arco-íris acústico. As especificações exigem que os emissores redirecionem a assinatura acústica do UAS predominantemente para a atmosfera, afastando-a do solo. Paralelamente, os dispositivos devem filtrar a frequência do som que é direcionado para o solo, reduzindo-a a níveis inaudíveis para o ouvido humano. Esta dualidade de ação – redirecionamento espacial e filtragem de frequência – é fundamental para garantir que a aproximação de um drone ocorra sem detecção acústica.

Requisitos operacionais e técnicos

O objetivo central desta iniciativa é alcançar uma redução de pelo menos 50% na assinatura acústica de um drone. Para otimizar a integração em plataformas aéreas já restritas em capacidade de carga, o edital estabelece limites de peso rigorosos para os dispositivos ARE. Para um UAS de Grupo 1, que compreende aeronaves com peso inferior a 9,07 kg (20 libras), o emissor não deve exceder 1 quilograma. Para um drone de Grupo 2, com peso inferior a 24,95 kg (55 libras), o limite é de 3 quilogramas. Além das considerações acústicas e de peso, o ARE deve ser projetado com coloração que assegure uma baixa assinatura visual, complementando a discrição acústica com a discrição ótica e garantindo a máxima furtividade em diversos ambientes operacionais.

O potencial para drones de ataque furtivos

O SOCOM demonstra um interesse particular no desenvolvimento de drones de ataque furtivos. A solicitação do SBIR menciona especificamente o emprego de um 'sensor de baixo custo a partir de um UAS durante um ataque terminal ou quando direcionado pelo operador'. Esta indicação sugere que a tecnologia de silenciamento acústico poderia ser integrada a plataformas que desempenham funções ofensivas, permitindo que estas aeronaves se aproximem de seus alvos com um mínimo de detecção, aumentando a probabilidade de sucesso da missão e a segurança das forças envolvidas. A combinação de baixo custo e furtividade pode expandir significativamente o leque de operações para as quais esses drones podem ser empregados.

Da viabilidade ao protótipo: o processo SBIR

O processo de desenvolvimento desta tecnologia segue as fases estruturadas do programa SBIR. A Fase I consiste em um estudo de viabilidade, avaliando o Nível de Maturidade Tecnológica (TRL) 3. Nesta etapa, a pesquisa se concentra em demonstrar a viabilidade conceitual e analítica da solução proposta, determinando se a ideia é tecnicamente alcançável e promissora. Caso a Fase I seja bem-sucedida, o projeto avança para a Fase II, que exige o desenvolvimento de um protótipo funcional. Esta fase visa transformar o conceito demonstrado em um hardware tangível, pronto para testes e avaliações mais aprofundadas no ambiente operacional simulado ou real.

O fenômeno do "arco-íris acústico"

O conceito de “arco-íris acústico” tem gerado considerável interesse científico nos últimos anos. A base para sua compreensão pode ser traçada por meio da analogia com o fenômeno óptico dos arco-íris celestes, onde a luz solar, ao atravessar gotículas de água na atmosfera, é decomposta em seus diferentes comprimentos de onda, resultando nas cores do espectro visível. Conforme explicado em um artigo da Physicsworld, embora os arco-íris acústicos sejam menos conhecidos, eles operam sob o mesmo princípio: a decomposição espacial do som no espaço livre, onde ondas que oscilam em diferentes frequências propagam-se em direções distintas. Este controle direcional das frequências sonoras é o cerne da aplicação militar desejada.

Na natureza, alguns organismos possuem a capacidade inata de realizar essa decomposição e localização sonora. Animais como morcegos utilizam este princípio para ecolocalização, e até mesmo humanos demonstram uma capacidade limitada de discriminar a origem de sons. Contudo, replicar esse fenômeno artificialmente, e de forma eficaz, em uma ampla gama de frequências (banda larga), tem sido um desafio significativo para a engenharia acústica.

Inovação em dispersão sonora passiva

Um avanço notável nessa área foi apresentado no ano passado por pesquisadores dinamarqueses e espanhóis. Eles desenvolveram um emissor de arco-íris acústico impresso em 3D que é capaz de dividir o som de banda larga – que normalmente se irradiaria em todas as direções – em frequências separadas, que podem então ser redirecionadas individualmente. O dispositivo opera com base no princípio de “dispersão passiva”, conforme relatado pela Phys.org. Isso significa que o sistema acústico é impulsionado puramente pelas interações entre a superfície de plástico rígido do emissor e as ondas sonoras, eliminando a necessidade de qualquer fonte de energia elétrica. Esta característica é particularmente vantajosa para aplicações em drones táticos, onde a minimização do consumo de energia e do peso é crucial para a autonomia e o desempenho operacional.

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