نبذة تاريخية أصبحت العمليات الليلية في ظروف الحرب الحديثة من الأهمية بحيث أصبح لها تكتيكاتها وأسلوبها ومعداتها الخاصة. ونظراً لما توفره العمليات الليلية من مزايا عديدة، تولي الدول اهتماماً كبيراً القدرات القتالية لجيوشها، لتمكنها من الاستمرار في أعمال القتال ليلاً ونهاراً. وأدى التطور السريع في تكنولوجيا الكهروبصريات إلى ظهور تطبيقات واسعة خاصة في المجال العسكري، حيث ظهرت تطبيقات كثيرة لأغراض الرؤية، وتسجيل صور الأهداف المختلفة في حالات الإضاءة المنخفضة. ولقد كانت العمليات الليلية في الماضي تعتمد على إضاءة أرض المعركة، واستخدام مقذوفات المدفعية، أو المشاعل المضيئة، أو قنابل الطائرات، إلا أن هذه الطريقة كانت تعتبر سلاح ذو حدين، فهي رغم قدرتها على إضاءة أرض المعركة، إلا أنها في نفس الوقت كانت تحدد مواقع وأماكن القوات المستخدمة لها. وفي الحرب العالمية الأولى استخدمت بواعث الضوء. وبالرغم من اكتشاف الأشعة تحت الحمراء سنة 1800م، إلا أنها لم تستخدم على نطاق واسع إلا مع بدء الحرب العالمية الثانية، عندما فاجأ الألمان الحلفاء بمعارك ليلية بالدبابات، بدون استخدام بواعث الإضاءة، ولكن باستخدام بواعث كاشفة لأرض المعركة بالأشعة تحت الحمراء، مثبتة على دبابات، إلا أن البريطانيين تمكنوا من اكتشاف هذه الأجهزة، فكان يتم اكتشاف البواعث بواسطة نظارات حساسة للأشعة تحت الحمراء، حيث يتم تحديد موقعها وتدميرها.وتأتي الولاياتالمتحدةالأمريكية في مقدمة الدول التي زاد اهتمامها أخيراً بالعمليات الليلية، وكانت حربا كوريا وفيتنام هما حقلا التجارب لأجهزة الرؤية الليلية. وبدأ في أواخر الخمسينات وبداية الستينيات من القرن الماضي ظهور واستخدام أجهزة الرؤية الليلية السلبية ، التي تعمل بتكثيف ضوء النجوم. وفي منتصف الستينيات بدأ تصميم أجهزة الرؤية الحرارية، ومع بداية السبعينيات بدأ تطوير هذه الأجهزة والبحث في جعلها أصغر حجماً، وأقل وزناً وتكلفة، ثم بدأ استخدام أجهزة الرؤية والتصوير الحراري على نطاق واسع خلال السنوات العشرة الماضية. وبذا أصبحت أجهزة الرؤية الليلية بأنواعها بديلا لإضاءة أرض المعركة بالطرق التقليدية القديمة. ويمتاز استخدام هذه الأجهزة بقلة التكاليف، وبالقدرة على استخدامها لفترات طويل ومستمرة. فيزياء الضوء من المعروف أن عملية الرؤية تتم بواسطة انعكاس أشعة الضوء المرئي من الجسم الذي ننظر إليه على أعيننا والتي بدورها تكون صورة للجسم على شبكية العين وتنتقل معلومات الصورة من خلال الألياف البصرية إلى الدماغ ليترجم صورة الجسم. ومن هنا فإن عملية الرؤية تعتمد أساسا على أشعة الضوء المرئي سواء كان مصدره أشعة الشمس أو مصابيح الإضاءة الكهربية. ولهذا السبب فإن في الظلام لا يمكن للعين رؤية الأشياء لعدم توفر الضوء المرئي المنعكس من الجسم إلى العين. السؤال الآن كيف يمكن تحسين مدى الرؤية في الظلام؟ للإجابة على هذا السؤال يجب أن نلقى بعض الضوء على الطيف الكهرومغناطيسي الذي يحيطنا، وإن ما نراه من ألوان هو جزء بسيط من الطيف الكهرومغناطيسي . الضوء هو عبارة عن موجات كهرومغناطيسية، تتقسم حسب الطول الموجي والتردد Frequency إلى نطاقات طيفية Bands، وهي: الأشعة الكونية Cosmic Rays أشعة جاما أشعة أكس الطيف الضوئي الميكروويف موجات الراديو لكل منطقة على الطيف الكهرومغناطيسي طاقة محددة تعتمد على الطول الموجي: حيث أن الطول الموجي الأقصر له طاقة أكبر. وبالتالي يكون اللون الأزرق ذو الطول الموجي الأقصر في الطيف المرئي له طاقة اكبر من اللون الأحمر لأن له طول موجي أكبر. ويأتي طيف الأشعة تحت الحمراء قبل اللون الأحمر وهذا يعني أن طاقتها أقل. الأشعة تحت الحمراء تقسم إلى ثلاثة مناطق كما تقسم الأشعة المرئية إلى سبعة ألوان مختلفة (ألوان الطيف المعروفة) وهذه المناطق الثلاثة لطيف الأشعة تحت الحمراء هي: المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء Near-infrared وهي أقرب ما يمكن من الطيف المرئي والتي يبلغ مداها من 0.7 مايكرون إلى 1.3 مايكرون. المنطقة الوسطى Mid-infrared وهي المنطقة من الطيف الكهرومغناطيسي في المدى 1.3 مايكرون إلى 3 مايكرون. وهذه الأشعة المستخدمة في أجهزة التحكم عن بعد الرموت كنترول. الأشعة الحرارية Thermal-infrared وهي التي تحتل أكبر مدى من الطيف الكهرومغناطيسي من 3 مايكرون إلى 30 مايكرون الأشعة الحرارية Thermal-infrared هي أشعة تنبعث من الأجسام نتيجة لدرجة حرارتها وليست أشعة تنعكس عن الأجسام. ويعود انبعاث الأشعة الحرارية في منطقة الأطياف تحت الحمراء من إثارة الذرات المكونة للجسم عند درجات حرارة فوق الصفر المطلق وعودتها إلى حالة عدم الإثارة وهذا يسبب إلى انطلاق الأشعة الكهرومغناطيسية في المنطقة تحت الحمراء. حيث أن الذرات في حالة إثارة مستمرة excitation إلى مستويات الطاقة العليا excited level ثم عودتها إلى مستوى الطاقة الأرضي ground-state energy level. الذرة ومستويات الطاقة عند اكتساب الكترونات الذرة طاقة نتيجة لدرجة حرارتها تنتقل إلى مدارات ذات طاقة اعلي ثم ما تلبث وأن تعود إلى مستوى الطاقة الأساسي Ground State مطلقة الطاقة التي اكتسبتها في صورة طيف كهرومغناطيسي في منطقة الأشعة تحت الحمراء بطول موجي يتراوح من 3 مايكرون إلى 30 مايكرون حسب درجة الإثارة. فعلى سبيل المثال عند تسخين ملعقة على لهب تبدأ درجة حرارة الملعقة بالازدياد وينتج عند كل درجة حرارة انبعاث للأشعة تحت الحمراء (الحرارية) إلى أن تصل درجة الحرارة إلى حد معين تبدأ فيه الملعقة بالتوهج ويحمر لونها وهنا نكون قد دخلنا في الأطوال الموجية المرئية لأن درجة الحرارة تقترب من 500 درجة مئوية وتصل أقصى درجات التوهج عندما يصبح لون المعلقة قريبا من اللون الأبيض (أكثر من 1000 درجة مئوية). نستنتج من ذلك أن كل جسم يشع طيف كهرومغناطيسي عند درجات الحرارة فوق الصفر المطلق وكلما ازدادت درجة الحرارة ازدادت درجة الإثارة وهذا ويؤدي إلى انبعاث طيف كهرومغناطيسي يكون في منطقة الأشعة تحت الحمراء عند درجات الحرارة المنخفضة وكلما ازدادت درجة الحرارة اقترب الطيف المنبعث إلى الطيف المرئي. ومن هنا تعتمد فكرة الرؤية الليلية على الأشعة تحت الحمراء (الحرارية) المنبعثة من الأجسام، وهذا ما سنقوم بشرحه الآن....... كيف تعمل أجهزة الرؤية الليلية بواسطة نظام عدسات شبيه بعدسات كاميرا الفيديو يعمل على تجميع الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام الأشعة الحمراء المجمعة تسقط على مصفوفة من المجسات الحساسة للأشعة تحت الحمراء تعمل على رسم خريطة حرارية للجسم تسمى thermogramتقوم أجهزة الكترونية بتحويل الصورة الحرارية thermogram إلى نبضات الكترونية. تقوم وحدة معالجة الإشارة signal processing unit بترجمة الصورة الحرارية المأخوذة من المجسات إلى معلومات لتعرض على الشاشة. ترسل وحدة معالجة الإشارة signal-processing unit المعلومات إلى الشاشة على شكل مناطق ملونة تعكس درجات الحرارة وجميع المعلومات المجمعة تكون الصورة. هناك نوعان من أجهزة الرؤية الليلية أحدهما يعمل عند درجة حرارة الغرفة ويعرف باسم Un-cooled وبإمكانه رصد فروقات في درجة الحرارة تصل إلى 0.2 درجة مئوية وهو أكثر انتشاراً. والنوع الأخر يعمل تحت درجات حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة وذلك بتبريده ويعرف باسم Cryogenically cooled وهو مرتفع الثمن وبإمكانه رصد فروقات في درجة الحرارة تصل إلى 0.1 درجة مئوية ولمسافات تصل إلى 300 متر. يوضح الشكل التالي درجة وضوح الرؤية في ثلاث حالات مختلفة (من اليمين) رؤية بواسطة ضوء النهار وتليها صورة للرؤية الليلية بواسطة مصابيح السيارة ويليها صورة ليلية باستخدام كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء الحرارية. الرؤية في ضوء النهار الرؤية في الليل الرؤية باستخدام الأشعة تحت الحمراء الحرارية أنواع أجهزة الرؤية الليلية يمكن تقسيم أجهزة الرؤية الليلية إلى ثلاثة أقسام هي : التلسكوب Scopes وهي الأجهزة التي تثبت على الأسلحة لإصابة الأهداف الليلية أو التي تحمل باليد للانتقال من الرؤية الليلية إلى الرؤية الطبيعية. المنظار Goggles وهي في الغالب ما تثبت على الرأس وتستخدم للتجول بواسطتها خلال الليل. الكاميرا Cameras وهي تشبه كاميرا الفيديو التقليدية ولكن تعتمد على التصوير بواسطة الأشعة تحت الحمراء وتستخدم في طائرات الهليوكوبتر أو مراقبة الأبنية. استخدامات أجهزة الرؤية الليلية للأجهزة الرؤية الليلية العديد من التطبيقات مثل التطبيقات في المجالات العسكرية وفي الأبحاث الجنائية وفي رحلات الصيد الليلية وفي البحث عن الأشياء المفقودة وفي التسلية وفي أنظمة الحماية والمراقبة. وتجدر الإشارة إلى أن أول وأهم تطبيقات أجهزة الرؤية الليلية هي الاستخدامات العسكرية في التجسس على تحركات الخصم ومعداته في إثناء الليل، كما يستخدمه رجال الأعمال في مراقبة أبنيتهم من اللصوص والمعتدين. كما يستخدمه رجال التحريات الجنائية في دراسة تحركات اللصوص من الآثار الحرارية التي تركتها إقدامهم على الأرض وتحديد فترة الاعتداء ومتابعة المسروقات وغيره أجهزة الرؤية الليلية الإيجابية تعمل هذه الأجهزة في النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراء (75.0 : 5.1) ميكرون، وتتكون من باعث يتضمن مصدر ضوئي، وعاكس مرشح، يسمح بنفاذ الأشعة تحت الحمراء (من 75.0 إلى 5.1 ميكرون)، وجهاز الرؤية الذي يتكون من مجموعات بصرية، وصمام تحويل الصورة، ومصادر للطاقة. ويقوم الباعث بإصدار الأشعة تحت الحمراء في اتجاه الهدف، فتسقط عليه، وتنعكس في اتجاه جهاز الرؤية، مكونة صورة غير مرئية، حيث تقوم عدسة جهاز الرؤية بإسقاطها على صمام تحويل الصورة، فيتم تحويل الصورة إلى صورة مرئية على شاشة في الصمام، ترى مكبرة من خلال عدسات. ومن مميزات أجهزة الرؤية الليلية الإيجابية: إمكانية استخدامها في الأوساط الجوية السيئة، مثل الشبورة وستائر الدخان الصناعية، وفي الأماكن المغلقة أو الغابات، وإمكانية رصد أهداف مموهة بدرجة معينة. أما أوجه القصور في هذه الأجهزة فهي سهولة رصد بواعث الأشعة تحت الحمراء من مسافات بعيدة، مما يفقدها ميزة السرية، وضرورة الضبط الدوري لمخروط الأشعة، والتنسيق المستمر بين الباعث وجهاز الرؤية، وإمكانية تعمية الأجهزة إذا تم تشغيل بواعث ذات قدرات عالية بالمواجهة، بالإضافة إلى أن المدى محدود نسبياً.
أجهزة الرؤية الليلية السلبية للتغلب على إمكانية رصد بواعث الأشعة في الأجهزة الإيجابية ظهرت الأجهزة السلبية التي تعتمد على مستويات الإضاءة المنخفضة للضوء المرئي ليلاً (ضوء القمر والنجوم). وتعمل هذه الأجهزة بتكثيف الضوء المرئي (الطول الموجي من 35.0 : 77.0 ميكرون)، ويتم تجميع الضوء المنعكس من الأهداف مكوناً صورة مرئية خافتة على صمام التكثيف، حيث تنبعث الإلكترونات حسب شدة الإضاءة الساقطة، لتسقط على الشاشة الفسفورية، حيث تسبب توهج الشاشة وإظهار صورة الهدف. وكان صمام الجيل الأول من هذه الأجهزة يتكون من ثلاث مراحل متماثلة التركيب والتصميم، بغرض تكثيف الضوء الضعيف، للوصول به إلى القدر الذي يمكن العين البشرية العادية من التقاطه بوضوح، حيث تقوم كل مرحلة بتكبير شدة الاستضاءة 40 مرة، حتى يصل التكبير، بعد المراحل الثلاث، إلى أكثر من 60 ألف مرة. وتتلخص عيوب صمامات هذا الجيل في قصر المدى نسبياً، وزيادة الوزن والحجم، وتلف الصمامات نتيجة التعرض للضوء نهاراً، أو استمرار تعرضها لوهج المقذوفات وإضاءة أرض المعركة ليلاً. وللتغلب على هذه العيوب، ظهرت صمامات الجيل الثاني، التي تتكون من مرحلة واحدة، وتمتاز بقدرتها على التكبير الاختياري للإضاءة في النقط المختلفة، بحيث ينخفض معامل التكبير في النقط المضيئة، بينما يزيد في النقط المظلمة، مما يجعلها مناسبة عند استخدام الذخيرة المضيئة. أما صمام الجيل الثالث فيشبه إلى حد كبير صمام الجيل الثاني، إلا أنه يستخدم مواد لها حساسية فائقة للضوء في المجال المرئي والنطاق القريب للأشعة تحت الحمراء، التي تزاد نسبتها، كما تزداد انعكاساتها من الأهداف ليلاً. ولذا فإن صمامات الجيل الثالث تعمل في المجال المرئي والنطاق القريب للأشعة تحت الحمراء. وتتلخص عيوب أجهزة التكثيف في قصر المدى، والتأثر الكبير بالعوامل الجوية (ضباب- دخان- سحاب)، وبالضوء المبهر والإضاءات الجانبية، وبالكشافات الضوئية، وعدم القدرة على تمييز الأهداف المموهة. أجهزة الرؤية الحرارية بدراسة الظواهر الطبيعية، وجد أن الأجسام التي درجة حرارتها فوق الصفر المطلق (273 درجة مئوية تحت الصفر) تنبعث منها أشعة تحت الحمراء، وكلما زادت درجة حرارة الجسم كلما زادت الطاقة المنبعثة، وقل الطول الموجي لهذه الأشعة. والأهداف الأرضية التي تتراوح درجة حرارتها من (- 40 إلى + 80)، ينبعث منها إشعاع حراري بطول موجي من (8 إلى 12 ميكرون)، في حين يكون من (3 إلى 5 ميكرون) لمحركات الطائرات والأهداف الصاروخية (درجة حرارة 400 مئوية) ووجد أن نفاذية الأشعة في الجو تكون كبيرة جداً عند نطاق الطول الموجي من (8:12) ميكرون، لذا فإن هذه الإشعاعات قادرة على اختراق الدخان والضباب وأحوال الرؤية السيئة، وكذا سحابة الدخان الصناعية، إذا كانت في الطول الموجي من (8:12) ميكرون. ولذلك، تم تصميم أجهزة الرؤية الحرارية، لتعمل في النطاق الموجي من (8:12) ميكرون، وتعتمد على الإحساس بالتباين Contrast في درجة الحرارة بين الأهداف والخلفية التي ورائها. ووجد أن أنسب كواشف Detectors للأشعة تحت الحمراء تعمل في هذا النطاق هي كواشف مصنعة من مركب "كادميوم تلوريد الزئبقي" وتعمل بكفاءة عالية جداً إذا تم تبريدها إلى درجة حرارة (- 196 تحت الصفر المئوي)، وعند سقوط الأشعة على الكاشف تتكون إشارة كهربية يمكن استغلالها في تكوين صورة مرئية للأشعة الحرارية، المنبعثة من الهدف. ولذا يجب تبريد الكواشف إلى درجة الحرارة (- 196 درجة مئوية) للتخلص من حركة الجزئيات بها، ولكي تكون الإشارة الخارجة من الكواشف معبرة عن الأشعة الساقطة من الهدف فقط، ويتم التبريد بطرق مختلفة، منها تمرير الهواء البارد لامتصاص الحرارة، أو استخدام دائرة تبريد مغلقة، أو مولد هواء نقي مضغوط. مميزات استخدام أجهزة التصوير الحراري يمكن استخدام الأسلحة ليلاً بمدى لا يقل عن 50 60% من المدى النهاري. عدم الاعتماد على الإضاءة أو على الرؤية البصرية أثناء الليل. إمكانية الاستخدام نهاراً في حالات الرؤية الضعيفة. تفادى أعمال الإعاقة البصرية للعدو، مع التقليل من كفاءة أعمال الإخفاء والتمويه للعدو. العمل بكفاءة خلال الشبورة والغبار والضباب والدخان الصناعي وفي الغابات والأحراش. تمييز الأهداف، وذلك بالإحساس بفرق درجة التباين للصورة الحرارية المتكونة للهدف بالنسبة لخلفيتها، خاصة أثناء الليل، لانخفاض درجة حرارة الأرض الخلفية للأهداف، نتيجة غياب الشمس. لا تتأثر بالضوء المبهر، أو ضوء النهار، أو وهج القذائف والصواريخ. التحكم في إضاءة الصورة والتباين Contrast. القدرة على اكتشاف الحرارة التي تخلفها الطائرات والمركبات والدبابات بعد رحيلها بساعات. تطور أجهزة الرؤية الحرارية نظراً لارتفاع تكاليف أجهزة الرؤية الحرارية، اتجهت النية في السنوات الأخيرة إلى دراسة خفض التكاليف وذلك بإنتاج مجموعات داخلية متشابهة (Common Modules) ليمكن استخدامها في أكثر من جهاز. وقد بدأت أمريكا تنفيذ ذلك في المدة من عام 1972م إلى عام 1976م، حيث توجد هذه المجموعات الآن في الأجهزة المستخدمة مع الجيش الأمريكي، مثل الدبابة M60A3، والدبابة M1، والنظام الصاروخي "تو" Tow، والصاروخ "دراجون " Dragon، وأجهزة القوات البرية والطائرات العمودية. وبدأت ألمانيا "الغربية" تطوير الأجهزة الحرارية اعتباراً من عام 1977م لإنتاج مجموعات متشابه كما فعلت أمريكا، وفي عام 1983م كان قد تم إنتاج جهاز الرؤية الحراري رقم 1000 للدبابة (ليوبارد 2) Leopard-2، كما تقوم إحدى شركات الإلكترونيات الألمانية بإنتاج الكواشف والمبردات المتشابهة للأجهزة الحرارية. وبدأت فرنسا في تطوير المجموعات المتشابه للأجهزة الحرارية، ثم بدأ الإنتاج الكمي من الأجهزة في عام 1984م. وفي إنجلترا يختلف الوضع لأنهم صنعوا مجموعات متشابهة أكثر. وتتجه الأبحاث الآن لتطوير أجهزة الرؤية الحرارية، وإنتاج الجيل الثاني منها، وزيادة عدد عناصر الكاشف، ويهدف التطوير إلى تحقيق المزايا التكتيكية والفنية الآتية: زيادة مدى الأهداف التي يمكن رصدها وتمييزها. تكبير مجال الرؤية. تبسيط الأجهزة، وذلك بتحاشي الأجزاء الميكانيكية. التيسير على المستخدم، وذلك باستخدام بعض المستشعرات التي تؤدي إلى تنفيذ بعض مهام التتبع الآلي للأهداف. أجهزة الرؤية الليلية السلبية للتغلب على إمكانية رصد بواعث الأشعة في الأجهزة الإيجابية ظهرت الأجهزة السلبية التي تعتمد على مستويات الإضاءة المنخفضة للضوء المرئي ليلاً (ضوء القمر والنجوم). وتعمل هذه الأجهزة بتكثيف الضوء المرئي (الطول الموجي من 35.0 : 77.0 ميكرون)، ويتم تجميع الضوء المنعكس من الأهداف مكوناً صورة مرئية خافتة على صمام التكثيف، حيث تنبعث الإلكترونات حسب شدة الإضاءة الساقطة، لتسقط على الشاشة الفسفورية، حيث تسبب توهج الشاشة وإظهار صورة الهدف وكان صمام الجيل الأول من هذه الأجهزة يتكون من ثلاث مراحل متماثلة التركيب والتصميم، بغرض تكثيف الضوء الضعيف، للوصول به إلى القدر الذي يمكن العين البشرية العادية من التقاطه بوضوح، حيث تقوم كل مرحلة بتكبير شدة الاستضاءة 40 مرة، حتى يصل التكبير، بعد المراحل الثلاث، إلى أكثر من 60 ألف مرة. وتتلخص عيوب صمامات هذا الجيل في قصر المدى نسبياً، وزيادة الوزن والحجم، وتلف الصمامات نتيجة التعرض للضوء نهاراً، أو استمرار تعرضها لوهج المقذوفات وإضاءة أرض المعركة ليلاً. وللتغلب على هذه العيوب، ظهرت صمامات الجيل الثاني، التي تتكون من مرحلة واحدة، وتمتاز بقدرتها على التكبير الاختياري للإضاءة في النقط المختلفة، بحيث ينخفض معامل التكبير في النقط المضيئة، بينما يزيد في النقط المظلمة، مما يجعلها مناسبة عند استخدام الذخيرة المضيئة. أما صمام الجيل الثالث فيشبه إلى حد كبير صمام الجيل الثاني، إلا أنه يستخدم مواد لها حساسية فائقة للضوء في المجال المرئي والنطاق القريب للأشعة تحت الحمراء، التي تزاد نسبتها، كما تزداد انعكاساتها من الأهداف ليلاً. ولذا فإن صمامات الجيل الثالث تعمل في المجال المرئي والنطاق القريب للأشعة تحت الحمراء. وتتلخص عيوب أجهزة التكثيف في قصر المدى، والتأثر الكبير بالعوامل الجوية (ضباب- دخان- سحاب)، وبالضوء المبهر والإضاءات الجانبية، وبالكشافات الضوئية، وعدم القدرة على تمييز الأهداف المموهة. أجهزة الرؤية الحرارية بدراسة الظواهر الطبيعية، وجد أن الأجسام التي درجة حرارتها فوق الصفر المطلق (273 درجة مئوية تحت الصفر) تنبعث منها أشعة تحت الحمراء، وكلما زادت درجة حرارة الجسم كلما زادت الطاقة المنبعثة، وقل الطول الموجي لهذه الأشعة. والأهداف الأرضية التي تتراوح درجة حرارتها من (- 40 إلى + 80)، ينبعث منها إشعاع حراري بطول موجي من (8 إلى 12 ميكرون)، في حين يكون من (3 إلى 5 ميكرون) لمحركات الطائرات والأهداف الصاروخية (درجة حرارة 400 مئوية). ووجد أن نفاذية الأشعة في الجو تكون كبيرة جداً عند نطاق الطول الموجي من (8:12) ميكرون، لذا فإن هذه الإشعاعات قادرة على اختراق الدخان والضباب وأحوال الرؤية السيئة، وكذا سحابة الدخان الصناعية، إذا كانت في الطول الموجي من (8:12) ميكرون ولذلك، تم تصميم أجهزة الرؤية الحرارية، لتعمل في النطاق الموجي من (8:12) ميكرون، وتعتمد على الإحساس بالتباين Contrast في درجة الحرارة بين الأهداف والخلفية التي ورائها. ووجد أن أنسب كواشف Detectors للأشعة تحت الحمراء تعمل في هذا النطاق هي كواشف مصنعة من مركب "كادميوم تلوريد الزئبقي" وتعمل بكفاءة عالية جداً إذا تم تبريدها إلى درجة حرارة (- 196 تحت الصفر المئوي)، وعند سقوط الأشعة على الكاشف تتكون إشارة كهربية يمكن استغلالها في تكوين صورة مرئية للأشعة الحرارية، المنبعثة من الهدف ولذا يجب تبريد الكواشف إلى درجة الحرارة (- 196 درجة مئوية) للتخلص من حركة الجزئيات بها، ولكي تكون الإشارة الخارجة من الكواشف معبرة عن الأشعة الساقطة من الهدف فقط، ويتم التبريد بطرق مختلفة، منها تمرير الهواء البارد لامتصاص الحرارة، أو استخدام دائرة تبريد مغلقة، أو مولد هواء نقي مضغوط. مميزات استخدام أجهزة التصوير الحراري يمكن استخدام الأسلحة ليلاً بمدى لا يقل عن 50 60% من المدى النهاري. عدم الاعتماد على الإضاءة أو على الرؤية البصرية أثناء الليل. إمكانية الاستخدام نهاراً في حالات الرؤية الضعيفة. تفادى أعمال الإعاقة البصرية للعدو، مع التقليل من كفاءة أعمال الإخفاء والتمويه للعدو. العمل بكفاءة خلال الشبورة والغبار والضباب والدخان الصناعي وفي الغابات والأحراش تمييز الأهداف، وذلك بالإحساس بفرق درجة التباين للصورة الحرارية المتكونة للهدف بالنسبة لخلفيتها، خاصة أثناء الليل، لانخفاض درجة حرارة الأرض الخلفية للأهداف، نتيجة غياب الشمس لا تتأثر بالضوء المبهر، أو ضوء النهار، أو وهج القذائف والصواريخ. التحكم في إضاءة الصورة والتباين Contrast. القدرة على اكتشاف الحرارة التي تخلفها الطائرات والمركبات والدبابات بعد رحيلها بساعات. تطور أجهزة الرؤية الحرارية نظراً لارتفاع تكاليف أجهزة الرؤية الحرارية، اتجهت النية في السنوات الأخيرة إلى دراسة خفض التكاليف وذلك بإنتاج مجموعات داخلية متشابهة (Common Modules) ليمكن استخدامها في أكثر من جهاز. وقد بدأت أمريكا تنفيذ ذلك في المدة من عام 1972م إلى عام 1976م، حيث توجد هذه المجموعات الآن في الأجهزة المستخدمة مع الجيش الأمريكي، مثل الدبابة M60A3، والدبابة M1، والنظام الصاروخي "تو" Tow، والصاروخ "دراجون" Dragon ، وأجهزة القوات البرية والطائرات العمودية. وبدأت ألمانيا "الغربية" تطوير الأجهزة الحرارية اعتباراً من عام 1977م لإنتاج مجموعات متشابه كما فعلت أمريكا، وفي عام 1983م كان قد تم إنتاج جهاز الرؤية الحراري رقم 1000 للدبابة (ليوبارد 2( Leopard-2، كما تقوم إحدى شركات الإلكترونيات الألمانية بإنتاج الكواشف والمبردات المتشابهة للأجهزة الحرارية. وبدأت فرنسا في تطوير المجموعات المتشابه للأجهزة الحرارية، ثم بدأ الإنتاج الكمي من الأجهزة في عام 1984م. وفي إنجلترا يختلف الوضع لأنهم صنعوا مجموعات متشابهة أكثر وتتجه الأبحاث الآن لتطوير أجهزة الرؤية الحرارية، وإنتاج الجيل الثاني منها، وزيادة عدد عناصر الكاشف، ويهدف التطوير إلى تحقيق المزايا التكتيكية والفنية الآتية: زيادة مدى الأهداف التي يمكن رصدها وتمييزها. تكبير مجال الرؤية. تبسيط الأجهزة، وذلك بتحاشي الأجزاء الميكانيكية. التيسير على المستخدم، وذلك باستخدام بعض المستشعرات التي تؤدي إلى تنفيذ بعض مهام التتبع الآلي للأهداف.
