Інга Павлій
Відносно нещодавно в російсько-українській війні почали використовувати нову технологію для безпілотних літальних апаратів (БПЛА) – оптичне волокно, або оптоволокно. Коли дрон запускають у повітря, рухаючись вперед він залишає за собою тонку оптоволоконну нитку, яка після його використання осідає на поверхню. Попри ефективність на полі бою, вплив оптоволокна на навколишнє середовище залишається майже не вивченим. Докладніше про те, як оптоволокно може впливати на наше довкілля, читайте у цій статті.
Що таке оптоволокно та з чого воно складається
Оптичне волокно – це діелектричний хвилевід, який працює на оптичних частотах. Цей хвилевід зазвичай має циліндричну форму, обмежує електромагнітну енергію оптичного сигналу в межах своїх поверхонь і спрямовує його вздовж осі волокна. Таке поняття дають науковці Вінницького національного технічного університету М. В. Васильківський, Г. Г. Бортник, Д В. Михайлевський у виданні “Волоконно-оптичні телекомунікаційні технології”.
Британський словник дає трохи простіше визначення: оптичне волокно – це передача даних, голосу та зображень, шляхом проходження світла через тонкі та прозорі волокна.
Вивчивши ще інші визначення, можна підсумувати, що оптоволокно являє собою тонке, гнучке волокно зі скла або пластика, призначене для передачі світла (видимого, інфрачервоного або ультрафіолетового) від одного кінця до іншого з мінімальними втратами. У телекомунікаціях воно використовується як хвилевід для високошвидкісної передачі даних, голосу й зображень.
Дійсно, оптоволокно першого покоління почали використовувати ще у 1970-х роках у телекомунікаціях. Тоді люди винайшли спосіб швидкої передачітелевізійної картинки без затримок. Технологія стала невіддільною частиною подальшого розвитку компʼютерних технологій, Інтернету, мобільного звʼязку нового покоління (4G, 5G, 6G).
Оптоволоконні мережі забезпечують значно вищу пропускну спроможність порівняно з традиційними мідними кабелями. Це дозволяє ефективно передавати великі обсяги даних, які потрібні для потокових відео у високій якості, відеоконференцій, онлайн-ігор.
“Оптоволокно забезпечує мінімальні затримки в передачі даних, що є критично важливим для застосувань у реальному часі. Такі мережі менш схильні до електромагнітних завад і впливів навколишнього середовища, що робить їх більш надійними. Це важливо для забезпечення безперервності звʼязку, особливо в критичних ситуаціях. Оптичні волокна можуть передавати сигнали на великі відстані без значних втрат сигналу, мають менші розміри і вагу порівняно з мідними кабелями, стійкі до впливу вологи, корозії та агресивних середовищ, що підвищує їхню довговічність”, – йдеться у виданні “Волоконно-оптичні телекомунікаційні технології”.
Як розповідає експерт з екологічної безпеки та науковий керівник лабораторії “Довкола” Максим Сорока, зараз у світі офіційно існують три технології виготовлення оптоволокна. Частіше за все, всередині нього є сердечник (центральна частина, яка передає світловий сигнал), який виготовляють з кремній-полімерних або полімерних спеціальних матеріалів. Ззовні оптоволокно покривається ще тонким шаром органічного полімеру для захисту.
“Саме хімічний склад захисної оболонки викликає найбільше питань з погляду екологічної безпеки. З позиції санітарної безпеки виробництва оптоволокна відносяться до третьої або другої групи небезпеки. Це означає, що під час виготовлення оптоволокна все ж таки застосовують хімічні небезпечні речовини. Але які саме – важко сказати, з огляду на комерційну таємницю виробників. Читачі мають зрозуміти, що усі сучасні технології виробництва оптоволокна закриті патентами й вкрай мало інформації про це у публічному доступі”, – розповідає Максим Сорока.
Оптоволокно в БПЛА
Повномасштабну російсько-українську війну інколи називають ще “війною дронів”. Саме в її часи обидві сторони активно використовують БПЛА різної дальності та потужності для ураження позицій. Завдяки дронам військові сили можуть дистанційно уразити противника, не застосовуючи при цьому складну або коштовну техніку. До того ж це дозволяє берегти людські ресурси.
Всього лише станні два роки на фронті використовують цю відносно нову технологію. Такі БПЛА підключають до оптоволокна, що дозволяє їм летіти на більші відстані, передавати чіткішу картинку, довше працювати. А головне – дрони на оптоволокні не піддаються впливу засобів радіоелектронної боротьби й тому їх складніше виявити і ліквідувати.
Технологія є перспективною та швидко розвивається. Оптоволокно переважно імпортується, тож прийняті Верховною радою у червні 2025 року закони, які підтримують податкові й митні пільги для виробників оптоволоконних дронів, мають здешевити і спростити виробництво таких систем в Україні.
Оптоволокно і вплив на довкілля. Яка є загроза?
Рухаючись до цілі, дрони на оптоволокні залишають це ж оптоволокно за собою слідом. Як наслідок, поля на прифронтових територіях всіяні білою ниткою, яку можна добре розгледіти на сонці. Безперечно, це має свій вплив на довкілля.
Зараз у світі тільки починаються дослідження впливу оптоволоконних дронів на довкілля. За словами Максима Сороки, цією темою почали цікавитися лише рік тому. Щоб отримати знання про наслідки впливу оптоволокна на ґрунти, рослини, тварин потрібно проводити довгострокові дослідження. Тому зараз можна лише припускати наслідки, виходячи зі знань про полімери.
Вплив пластикового забруднення від дронів розглядається в іноземних дослідженнях. Зокрема, цю тему у статті “Пластикове забруднення від оптоволоконних дронів може загрожувати дикій природі протягом багатьох років” розглядали Conflict and Environmental Observatory (CEOBS). У публікації зазначається, що оптоволоконний кабель дійсно несе великі загрози для тварин, адже може оповити їх, призвести до ампутацій, удушення або голодування. До того ж заплутатися в такій “пастці” може як автомобіль, так і людина.
Як йдеться у статті, основним матеріалом кабелів є POF-PMMA (пластикове оптичне волокно, створене на основі поліметилметакрилату (органічне скло)), який є стабільним в умовах навколишнього середовища, однак, як і більшість полімерів, він з часом деградує і може розпадатися на нанопластики. У зоні активних бойових дій, припускає автор CEOBS, така деградація відбувається швидше. Мікро- та нанорозмірні частинки PMMA можуть пригнічувати рост певних морських діатомових водоростей та сільськогосподарських культур. А при спалюванні – виділяти шкідливі гази, зокрема оксиди вуглецю та азоту.
Дослідження німецьких екологів показали, що вплив мікропластику на грунти може спричиняти такі ж негативні наслідки, як посуха. Про це йдеться у статті журналу Journal of Applied Ecology. А дослідження, опубліковане в журналі Environmental Science & Technology показало, що забруднення мікропластиком грунтів не лише шкодить мікробним екосистемам і знижує врожайність, але й сприяє кліматичним змінам, підвищуючи викиди небезпечного парникового газу — оксиду азоту.
На думку українських експертів, з якими зв’язалася авторка статті,оптоволокно є достатньо стійким до атмосферних явищ. Воно не піддається корозії й не розпадається. Іншими словами, воно може лежати на полях десятиліттями, допоки його не приберуть або не перероблять. Що в перспективі дає надію на можливість ліквідації наслідків там, де не буде активних робіт (наприклад, сільськогосподарських).
На думку Максима Сороки під час орних робіт земля з оптоволокном переробиться і перетвориться на дрібні частинки, які можливо не будуть мати шкоди для довкілля та вирощувані культури. Та загроза все ж таки є – утворення мікропластику. Втім еколог запевняє, що це також не буде вагомою проблемою для аграрної продукції.
Європейські екологи нерідко можуть звинуватити аграрну продукцію з України, натякаючи на її «забрудненість» через війну. Оптоволокно може стати ще однією причиною для цього в майбутньому. Та за словами Максима Сорокі, навіть якщо мікропластик утвориться і засмітить у ґрунти, вплив на сільськогосподарську продукцію буде мінімальним. Особливо для рослин, врожай яких збирають над землею. Якщо ж на цих землях будуть вирощувати коренеплоди, то засмічення ґрунту мікропластиком можливе, однак його вміст буде настільки великий, щоб говорити про небезпеку для людини.
Такої ж думки дотримується доктор сільськогосподарських наук, професор агрономії, директор Донецької державної сільськогосподарської дослідної станції та заступник голови громадської організації «Східноукраїнська сільськогосподарська дорадча служба» Олександр Вінюков.
Олександр Вінюков каже, що більшу шкоду для довкілля бачить у літієвих батареях, на яких сьогодні літають дрони. Про кількість літію в українських полях сьогодні ще мало хто говорить, як і про обсяги оптоволокна, але це може бути бідою.
“З погляду рослинництва та овочівництва вплив мікропластику буде мінімальний, бо рослина його не використає. Рослина через кореневу систему споживає корисні та не дуже елементи.”, – каже Олександр Вінюков.
Гнізда з оптоволокна
адокументованими також є випадки, коли птахи використовують таку нитку для будівництва гнізд. Доцільно припустити, що його можуть використовувати й інші тварини.
Водночас із примарною «користю», оптоволокно може загрожувати безпеці тварин. Коли воно масово осідає на дерева, то створює ніщо інше, як пастку. Вже зафіксовані випадки, коли тварини, передусім птахи, застрягають і не можуть визволитися. Деяким з них допомагають українські військові. У мережі Інтернет шириться відео, на якому вони розрізають нитки та звільняють пташку. Також варто відзначити антидронові сітки, в які також потрапляють птахи. І яких також змушені рятувати військові.
“Дійсно, були зафіксовані випадки, коли птахи облаштовують гніздо з оптоволокна. Птахи в принципі тягнуть все підряд на облаштування своїх оселиш. Оптоволокно – це досить стійкий та інертний матеріал, який не гниє та не ушкоджується збудниками захворювань, і гніздо, зроблене з оптоволокна, буде довго слугувати як оселя. Далі, зафіксовані випадки, коли чи то на рогах оленя, чи то косулі були навитки цієї «павутини». Це додатковий фізичний ризик для безпеки тварин. І третій момент, який ми підтверджуємо, це коли птахи плутаються у «сітці» з оптоволокна на деревах”, – розповідає Максим Сорока.
Як згадувалося раніше, нитка оптоволокна є тонкою і легкою. Тому тварини, навіть птахи, зможуть її перекусити. Заплутавшись у декількох нитках, дорослий вовк, олень або заєць мають шанс звільнитися. Інший випадок, якщо це буде велике скупчення оптоволокна, яке створить справжню пастку. Тоді є ризик, що тварина не зможе вибратися самостійно. У такому випадку це загрожує їй виснаженням та, як наслідок, смертю.
Таку ж думку висловлює директорка організації “Greenpeace Україна” Наталія Гозак. Вона каже, що справжні результати впливу оптоволокна на довкілля покаже тільки час. За декілька років буде видно, як волокно поводиться в екосистемах: чи розпадається під дією сонця, чи занурюється у лісову підстилку тощо.
“Це питання на роки, можливо, десятиріччя вперед. Слід зрозуміти, як поводиться матеріал довгостроково в умовах погоди. Так, є ризик, що тварина буде плутатися. На цьому етапі варто подумати, як далі спостерігати, як це впливає на великих тварин. Наслідки можуть бути погані, але ми про це ще не знаємо. Тому зараз слід за можливості спостерігати наслідки, але і думати на майбутнє шляхи ліквідації такого нетипового забруднення”, – розповідає Наталія Гозак.
Як впоратися з наслідками забруднення оптоволокном?
Цілком логічно, що у випадку припинення бойових дій першочергово увагу приділятимуть розмінуванню територій, аніж прибиранню оптоволокна. Виникає питання, чи буде оптоволокно заважати розчищенню територій від вибухонебезпечних предметів. Водночас у ГУ ДСНС Донецької області повідомили, що випадків присутності оптоволокна на ділянках, які обстежувалися піротехнічними підрозділами, не помічалося. Тож питання вплину оптоволокна на розмінування залишається відкритим для подальших спостережень та вивчень.
Тож, якщо підсумувати все вищесказане, можна зазначити, що вплив оптоволокна на довкілля ще буде вивчатися. Інтерес до теми суттєво збільшився за останній рік, адже дослідники розуміють, що його масове використання може мати свої наслідки для екосистем. Поки що з огляду на розглянутий матеріал можна зробити наступні висновки:
- Думки експертів щодо впливу оптоволокна на грунти розходяться. Найбільшу увагу приділяють питанням утворення мікропластику та наслідків для аграрної продукції.
- Існує загроза, що у скупченні оптоволокна малі та великі тварини можуть плутатися, що може призвести до виснаження та смерті. Якщо скупчення ниток невелике – тварина може розкусити його та звільнитися.
- Подальший вплив оптоволокна на довкілля потребує докладного вивчення та спостереження. Особливої уваги вимагатимуть питання його хімічних складових, механізмів їхнього перетворення та шляхів міграції в харчових ланцюгах та екосистемі загалом.
У сучасному високотехнологічному світі оптичне волокно грає важливу роль у багатьох сферах нашого життя – від телекомунікацій до медицини, від мистецтва до промисловості, в тому числі – військової. В останні два роки повномасштабної війни в Україні оптоволоконні дрони також стали невід’ємною частиною ведення бойових дій і активно продовжують використовуватися і розвиватися – їхні характеристики невпинно покращуються, а об’єми постачання до зони бойових дій збільшуються. Але також на цьому тлі з’являються фото- та відео-свідчення захаращення оптичними волокнами природних ландшафтів.
На думку авторки статті, хоча сьогодні оптоволокно не можна назвати найбільшою проблемою для наслідків навколишнього середовища в Україні через війну, ця проблема потребує більш глибокого вивчення.
Джерело головного зображення: euro-sd.com
