Το πρώτο πράγμα που δυσκολεύει οποιονδήποτε μπαίνει στο κόσμο της νυχτερινής παρατήρησης είναι ποια τεχνολογία να επιλέξει και τι σημαίνουν όλοι οι διαφορετικοί όροι. Σε αυτό το άρθρο θα κάνουμε μία εισαγωγή σε αυτά εμβαθύνοντας λίγο περισσότερο στο κύριο διαχωριστικό που υπάρχει ανάμεσα σε αυτές τις τεχνολογίες, τις γενιές τους.

Από το Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο όταν πρωτοεμφανίστηκαν, μέχρι και σήμερα που χρησιμοποιούνται ευρέως, οι συσκευές νυχτερινής παρατήρησης έχουν περάσει από αρκετά στάδια. Ωστόσο, ο βασικός σχεδιασμός τους παραμένει ο ίδιος. Είναι ένα ολοκληρωμένο σύστημα που προσφέρει ορατότητα σε συνθήκες χαμηλού, ή καθόλου, φωτισμού. Η καρδιά τους είναι το λεγόμενο «image intensifier» (ενισχυτής εικόνας). Ο ενισχυτής εικόνας είναι ένα σύστημα που ενισχύει με διάφορες τεχνολογίες τη φωτεινότητα από την εικόνα που λαμβάνει. Πέρα από αυτό, οι συσκευές νυχτερινής παρατήρησης έχουν συνήθως ειδικές κατασκευές στρατιωτικών προδιαγραφών, συστήματα προσάρτησης σε εξοπλισμό (όπλα, κράνη, κτλ.), προηγμένα συστήματα φακών ή ακόμα και τηλεσκοπικούς φακούς, όπως επίσης μπορούν να έχουν και ενεργά συστήματα ενίσχυσης όπως φακούς υπέρυθρης ακτινοβολίας (IR). Βλέπετε παρακάτω μία πολύ βασική δομή ενός «image intensifier» (ενισχυτή εικόνας).

Γενιά 0
Πρακτικά, αυτό ήταν το ξεκίνημα των συσκευών νυχτερινής παρατήρησης. Όλα ξεκίνησαν το 1929 από τον Ούγγρο φυσικό Κάλμαν Τιχάνι που εφηύρε μία κάμερα που κατέγραφε το υπέρυθρο φάσμα (IR) και τη χρησιμοποίησε ως μέσο αντιαεροπορικής άμυνας στη Μεγάλη Βρετανία. Σύντομα αυτό εξελίχθηκε και μέχρι το Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο ήδη υπήρχαν οι πρώτες φορητές συσκευές νυχτερινής παρατήρησης για στρατιωτική χρήση. Βλέπετε ενδεικτικά το αμερικανικό τυφέκιο ελεύθερου σκοπευτή M3 από τις αρχές του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου. Το όπλο ήταν εξοπλισμένο με μία διόπτρα σκόπευσης ευαίσθητη στην υπέρυθρη (IR) ακτινοβολία (η ακτινοβολία αυτή δεν είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι αλλά με τη τεχνολογία του Κάλμαν Τιχάνι γίνεται ορατή μέσα από ειδικές συσκευές) και συνοδεύονταν από ένα ισχυρό IR προβολέα με τη μπαταρία του να μεταφέρεται σε μία βαλίτσα. Αυτό προσέφερε ορατότητα ακόμα και στο απόλυτο σκοτάδι σε αποστάσεις μέχρι και 64 μέτρων.

Πρώτη Γενιά
Αυτή ήταν η γενιά που απογείωσε τη νυχτερινή μάχη με συσκευές νυχτερινής παρατήρησης. Πρακτικά εμφανίστηκε τα μέσα της δεκαετίας του 1960 και βασίζονταν σε ένα συνδυασμό από ενεργά μέσα (προβολείς IR) και παθητικά μέσα (φωτοκάθοδος S-20). Αυτός ο συνδυασμός της προσέφερε περίπου 1000 φορές ενίσχυση του ορατού φωτός, κάτι που φαντάζει αστείο για τα σημερινά δεδομένα. Τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα αυτής της γενιάς ήταν η μεγάλη αντίθεση στη φωτεινότητα, οι θολές άκρες που έγιναν αργότερα γνωστές ως φαινόμενο Geometric Distortion (Γεωμετρικής Παραμόρφωσης), καθώς και το ότι η πλάκα φωσφόρου της συνέχιζε να λάμπει μετά την απενεργοποίηση της (μερικοί ίσως να θυμούνται και παλιές οθόνες που είχαν το ίδιο χαρακτηριστικό). Ίσως το πιο γνωστό παράδειγμα διόπτρας νυχτερινής παρατήρησης πρώτης γενιάς είναι η AN/PVS-1 που χρησιμοποιήθηκε ευρέως στο Πόλεμο του Βιετνάμ. Μάλιστα, σχεδόν πάντα χρησιμοποιούνταν χωρίς προβολέα IR για να μην δίνει ίχνος στον εχθρό (εάν ο εχθρός έχει ένα οποιοδήποτε δέκτη φάσματος IR μπορεί να δει το φως του προβολέα IR). Αυτό ασφαλώς σημαίνει ότι απαιτεί κάποιο φωτισμό όπως αστέρια ή φεγγάρι για να λειτουργήσει αποδοτικά ο ενισχυτής εικόνας.

Δεύτερη Γενιά
Η πρόοδος από τη πρώτη στη δεύτερη γενιά ήταν τουλάχιστον εντυπωσιακή. Η δεύτερη γενιά εμφανίστηκε τα μέσα της δεκαετίας του 1970 και πρόσθεσε στις συσκευές καλύτερες φωτοκαθόδους (όπως η S-25) αλλά και φωτοπολλαπλασιαστές (πιο γνωστά ως MCP). Χάρη σε αυτά η ενίσχυση φωτός έφτασε στις τάξεις των 20.000 χωρίς προβολείς IR. Κάτι που προσφέρει καλή ορατότητα σε αποστάσεις μέχρι και 200 μέτρα. Ταυτόχρονα, οι τεχνολογικές εξελίξεις έφεραν καλύτερους φακούς που έδιναν μεγαλύτερη ευκρίνεια, ανάλυση, φωτεινότητα, και διόρθωση της γεωμετρικής παραμόρφωσης. Μέχρι και σήμερα αυτή η γενιά θεωρείται η πρώτη πραγματική τεχνολογία νυχτερινής παρατήρησης. Ένα από τα πιο γνωστά μοντέλα της δεύτερης γενιάς είναι χωρίς αμφιβολία η διόπτρα AN/PVS-4 που τη βλέπετε στην επόμενη φωτογραφία.

Αξίζει να αναφέρουμε αναφορικά με τη δεύτερη γενιά ότι οι συσκευές τύπου IIT ήταν οι πρώτες και είχαν ανάλυση 40-45 LP/mm (ζεύγη γραμμών ανά χιλιοστό), αναλογία σήματος και θορύβου 12-20, και διάρκεια ζωής της τάξης των 5000 ωρών. Οι νεώτερου τύπου ονομάστηκαν CGT και είχαν κάποιες μικρές βελτιώσεις. Για την ακρίβεια η αναλογία σήματος και θορύβου πήγε στα 16-22, είχαν μεγαλύτερους φακούς και ο χρόνος ζωής τους ανέβηκε στις 10.000 ώρες. Τέλος, στη δεύτερη γενιά είδαμε τις συσκευές HPT με ανάλυση 55-72 LP/mm, αναλογία σήματος και θορύβου 16-24, και διάρκεια ζωής 10.000 ώρες. Συχνά τα συστήματα HPT περιγράφονται και ως γενιάς 2+ και ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η διόπτρα CO-Mini-HD MG της εταιρίας Armasight που βλέπετε παρακάτω.

Τρίτη Γενιά
Τα μέσα της δεκαετίας του 1980 εμφανίστηκε η τρίτη γενιά που ήταν ακόμα ένα τεράστιο άλμα στο χώρο της νυχτερινής παρατήρησης. Για την ακρίβεια, η ενίσχυση φωτός που προσφέρουν είναι από 30.000 μέχρι και 50.000 φορές χωρίς προβολείς IR. Πως έγινε όμως αυτό; Πρακτικά, η φωτοκάθοδος ξεκίνησε να κατασκευάζεται από αρσενικό γάλλιο (ή GaAs για συντομία) που βελτιώνει πολύ την ανάλυση. Στη συνέχεια, το MCP δέχθηκε μία επίστρωση από μία ζελατίνα φιλτραρίσματος ιόντων που επιτρέπει σε λιγότερα ηλεκτρόνια να περάσουν από μέσα αυξάνοντας το χρόνο ζωής της συσκευής. Ωστόσο, λόγου αυτού του φιλτραρίσματος τα φωτεινά σημεία φαίνονται πιο έντονα. Αυτά σε συνδυασμό με άλλες μικρές βελτιώσεις όπως αυτόματη ρύθμιση φωτεινότητας, καλύτεροι φακοί, κτλ. επιτρέπουν στις συσκευές τρίτης γενιάς ορατότητα σε αποστάσεις 300 μέτρων δίχως προβολείς IR, με ανάλυση 64 LP/mm, και με χρόνο ζωής τουλάχιστον 10.000 ωρών. Σήμερα, αυτές είναι οι πιο δημοφιλείς συσκευές και με διαφορά η πρώτη σε πωλήσεις είναι η διόπτρα κράνους AN/PVS-14 που ξεκίνησε το 2000 και τη βλέπετε στην επόμενη φωτογραφία.

Δύο βελτιώσεις της τρίτης γενιάς ήταν η τεχνολογία Premium στην οποία η ανάλυση φτάνει μέχρι και τα 72 LP/mm και συχνά περιγράφεται ως γενιά 3A. Επίσης, λίγο αργότερα εμφανίστηκε και η τεχνολογία Pinnacle που διατηρρεί τα ίδια χαρακτηριστικά με τη 3A αλλά διορθωθεί το πρόβλημα της διαφοράς φωτεινότητας που είναι ιδιαίτερα έντονο σε κατοικημένες περιοχές. Οι συσκευές τεχνολογίας Pinnacle ανεπίσημα αναφέρονται ως γενιάς 3P. Βλέπετε παρακάτω μία τέτοια συσκευή, είναι η διόπτρα NV Depot NVD-740.

Γενιά 3+ (ή τέταρτη γενιά για τους πολίτες)
Η πιο πρόσφατη γενιά συσκευών νυχτερινής παρατήρησης είναι η 3+ όπως αυτή ορίζεται από το NVESD (Night Vision and Electronic Sensors Directorate, Διεύθυνση Νυχτερινής Όρασης και Ηλεκτρονικών Αισθητήρων) του στρατού των ΗΠΑ. Ωστόσο, στη πολιτική αγορά οι συσκευές αυτής της τεχνολογίας περιγράφονται σχεδόν πάντα ως τέταρτης γενιάς. Το πρώτο χαρακτηριστικό τους είναι η αυτόματη ρύθμιση της τάσης της μπαταρίας για αυτόματη ρύθμιση της φωτεινότητας ανάλογα με τις συνθήκες του περιβάλλοντος, και δεύτερον ένα λεπτότερο επίπεδο φίλτρου ιόντων. Κάτι που από τη μία μειώνει το θόρυβο και έτσι προσφέρει πιο καθαρή εικόνα σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, αλλά επίσης μειώνει και το χρόνο ζωής της διόπτρα από 20.000 ώρες σε 15.000 ώρες. Έτσι αυτές οι διόπτρες πωλούνται τόσο με, όσο και χωρίς τη δεύτερη αυτή βελτίωση. Όσες έχουν το νέο φίλτρο αποκαλούνται Filmed και όσες δε το έχουν Filmless. Πρακτικά, τα χαρακτηριστικά τους είναι σχεδόν ίδια με αυτά της τρίτης γενιάς με μόνη διαφορά στη ποιότητα της εικόνας και στη διάρκεια ζωής. Ένα παράδειγμα από τέτοια διόπτρα είναι η AN/PVS-22 που εμφανίστηκε το 2010 και τη βλέπετε και στην επόμενη φωτογραφία.

Αξίζει να αναφέρουμε ότι τα τελευταία χρόνια βλέπουμε όλες τις συσκευές νυχτερινής παρατήρησης να διατίθεται τόσο με τη συνηθισμένη πλάκα φωσφόρου που δίνει αυτή τη γνωστή πράσινη απόχρωση, όσο και με πλάκες λευκού φωσφόρου (συχνά αναφέρονται ως WPT, White Phosphor Technology). Η τεχνολογία WPT δίνει μία εικόνα που έχει λευκές αποχρώσεις και μπορείτε να δείτε καλύτερα τη διαφορά εδώ.

Στη σημερινή αγορά, η καλύτερη επιλογή είναι χωρίς καμία αμφιβολία η τρίτη γενιά. Έχει την καλύτερη απόδοση και διάρκεια ζωής αναλογικά με τη τιμή της. Ενδεικτικά, μπορείτε να δείτε πραγματικές φωτογραφίες από συσκευές διαφορετικών γενεών παρακάτω. Οι φωτογραφίες είναι από την αμερικανική εταιρία Night Vision Guys και δίνει μία πολύ καλή ιδέα του τι διαφορά υπάρχει ανάμεσα τους σε πρακτικό επίπεδο.

Στο μέλλον θα εμβαθύνουμε σε συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και στοιχεία σχετικά με τις συσκευές νυχτερινής παρατήρησης. Αλλά για να γίνουν αυτά κατανοητά είναι σημαντικό να έχει πρώτα κατανοήσει κανείς κάποια βασικά στοιχεία όπως αυτά που περιγράψαμε σε αυτό το άρθρο.