Neue Technologien zum Schutz vor Chemiewaffen

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Anonim
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Das Risiko, durch Massenvernichtungswaffen (chemische, biologische, radiologische oder nukleare) angegriffen zu werden, ist für Kommandeure bei jeder modernen Militäroperation besorgniserregend. Diese Situation kann selbst dann eintreten, wenn solche Waffen durch internationale Verträge verboten sind, wenn ihr Einsatz unwahrscheinlich erscheint.

Diese Sorge hat schwerwiegende Gründe, denn wenn die Truppen nicht richtig vorbereitet und ausgerüstet sind, kann dies zu großen Verlusten führen und den Ablauf der Operation ernsthaft stören. Von allen Arten von Massenvernichtungswaffen (MVW) haben chemische Waffen (CW) in den letzten Jahren aufgrund ihres offenen Einsatzes in mehreren Konflikten, einschließlich des Konflikts in Syrien, Bekanntheit erlangt. Im Iran-Irak-Krieg zwischen 1980 und 1988 setzte der Irak auch Chemiewaffen ein, was zu einem eklatanten Verbrechen gegen die Menschlichkeit wurde, da die angegriffenen Iraner dazu nicht bereit waren und keinen besonderen Chemikalienschutz erhielten. Im Allgemeinen haben Angriffe mit chemischen Waffen in der Regel keinen taktischen Charakter, ihr Ziel ist es, Angst und Schrecken in den Reihen des Feindes zu säen. Wenn wir jedoch die Geschichte des Einsatzes von CW analysieren, können wir feststellen, dass es selten einen entscheidenden Kampfwert hatte, insbesondere wenn es gegen ausgebildete moderne Truppen eingesetzt wurde.

Auch unter Berücksichtigung der nicht so entscheidenden Wirkung von CW wirkt sich die Ergreifung von Maßnahmen zur Vorbereitung des Schutzes vor chemischen Kampfstoffen oder biologischen Kampfstoffen negativ auf die Leistungsfähigkeit der Soldaten aus. Im Falle eines CW-Angriffs muss jeder Soldat sofort reagieren, indem er die notwendige Schutzausrüstung zum Schutz vor seinen Auswirkungen anlegt. Und dafür bekommt er ein paar Sekunden Zeit. Das bedeutet, dass er immer eine Gasmaske und einen speziellen Chemikalienschutzanzug bei sich tragen muss. Dieser Anzug wurde speziell zum Schutz vor giftigen Substanzen entwickelt und wird oft über normaler Kampfausrüstung getragen. Es kann sperrig und unangenehm sein und starkes Schwitzen verursachen. Viele dieser Schutzanzüge sind luftdicht, atmungsaktiv und verhindern, dass die vom Träger erzeugte Wärme auch bei gemäßigten Temperaturen entweicht, was zu einer Überhitzung des Körpers führen kann. Bei hohen Umgebungstemperaturen steigt die Wahrscheinlichkeit auch ohne körperliche Anstrengung. Die hohe körperliche Aktivität von Soldaten im Kampf kann Hitzschlag sowie Dehydration und andere ernsthafte Probleme verursachen. Selbst die einfachste Aufgabe in einem solchen Anzug wird schwierig und die Ausdauer lässt schnell nach. Der Bericht des Defense Analytics Institute für das US-Verteidigungsministerium, "The Impact of Wearing a Protective Kit on Human Performance", stellt fest, dass "auch ohne thermische Belastung die Fähigkeit des Kampf- und Unterstützungspersonals, Aufgaben auszuführen, erheblich reduziert ist". Dies wurde bei Militärübungen demonstriert, bei denen sich die geschätzten Opferzahlen mehr als verdoppelten.

Giftige Substanzen werden in vier physiologische Hauptklassen eingeteilt; für den OM jeder Klasse mit unterschiedlichen Eigenschaften sind eigene Schutzmaßnahmen erforderlich. OVs mit nervenparalytischer Wirkung wirken schnell auf das Nervensystem, zersetzen sich aber auch schnell. Hautblasenbildner zerstören bei Kontakt Zellgewebe und können ihre Eigenschaften über lange Zeit beibehalten. Ein erstickendes Mittel verbrennt beim Einatmen Bronchien und Lunge. Im Allgemeinen beeinträchtigen toxische Mittel die Fähigkeit des Blutes, Sauerstoff zu transportieren. Sie wirken schnell, lösen sich aber auch schnell auf. Giftige Stoffe können gasförmig, flüssig oder pulverförmig sein, die beiden letztgenannten Formen können sehr hartnäckig sein.

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Stressfreier Schutz

Der persönliche Chemikalienschutz des Personals erfolgte über viele Jahre durch das Tragen von äußerer Schutzkleidung aus undurchlässigen Materialien und einer Gas- oder Atemschutzmaske. Die Gasmaske verwendete spezielle Filter, um Chemikalien zu absorbieren, während die äußere Schutzkleidung einem Regenmantel oder Regenmantel ähnelte und die Haut vor Kontakt mit OM schützte. Kleidung dieser Art ist heute beliebt, auch im Westen, wo sie zu Schutzausrüstungen der Stufe A gehört. Der von Dupont entwickelte Schutzanzug Tychem HazMat beispielsweise wird sowohl von militärischen als auch zivilen Ersthelfern häufig verwendet. Diese Kits sind vollständig versiegelt und werden daher aufgrund der möglichen Überhitzung und Ermüdung des Trägers meistens für einen begrenzten Zeitraum getragen. Auch leichte und dichte Jacken, Hosen und Stiefelüberzieher oder einfach nur Kapuzenumhänge dienen als kurzfristiger Schutz, etwa beim Durchqueren eines Infektionsgebiets. Sie sind meist Einwegartikel und werden aus Materialien wie Tyvek von Dupont oder PVC-basierten Materialien hergestellt.

Das US-Militär standardisierte einst den mit Graphit ausgekleideten Schutzsatz, der im ersten Golfkrieg verwendet wurde. Obwohl es für Soldaten besser geeignet war als frühere Modelle, war es dennoch sperrig, atmete nicht, hatte bei Nässe eine reduzierte Leistung und strich die Kleidung des Trägers und exponierte Körperteile schwarz an. Nach der Operation Desert Storm erhielt dieser Bausatz viele negative Bewertungen, in deren Zusammenhang deutlich wurde, dass das amerikanische Militär alternative Lösungen benötigte, die aus physiologischer Sicht verbesserte Eigenschaften aufweisen könnten. Die Koalitionstruppen einiger Länder hatten jedoch bereits die Erfahrung gemacht, ähnliche Schutzausrüstungen in Wüstengebieten zu tragen, in denen die oben genannten Probleme erfolgreich gelöst wurden. Die Franzosen trugen zum Beispiel einen Anzug von Paul Boye, der keine zusätzliche physiologische Wirkung hatte, obwohl er auch ein Graphitfutter hatte, aber gleichzeitig wie eine konventionelle Kampfausrüstung aussah.

Eine andere Filtertechnologie basiert auf Graphitkugeln, die auf das Futter eines Schutzanzugs geklebt werden. Diese von der deutschen Firma Blücher als Saratoga vorgeschlagene Technologie wird in der Joint Service Lightweight Integrated Suit Technology (JSLIST) verwendet, die vom US-Militär zur Verfügung gestellt wird. Im Gegenzug hat sich das britische Unternehmen Haven Technologies mit der OPEC CBRN zusammengetan, um Kestrel- und Phoenix-Kits anzubieten.

Ein OPEC-Sprecher sagte, der Kestrel sei „ein mittelschwerer Anzug, 30 Prozent leichter und ideal für heiße Klimazonen“. Kestrel wurde 2016 für die australischen Streitkräfte ausgewählt.

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Forschung und Entwicklung

In den Vereinigten Staaten werden mehrere Forschungs- und Entwicklungsprogramme durchgeführt, deren Ziel es ist, persönliche Schutzsysteme gegen OS zu schaffen, die den Soldaten physiologisch weniger belasten. Einer der Ansätze besteht darin, Standard-Kampfausrüstung OV-resistent zu machen, wodurch keine speziellen Anzüge erforderlich sind, die ständig getragen und regelmäßig getragen werden müssen. Auch der Verzicht auf eine zusätzliche Bekleidungsschicht trägt dazu bei, den Hitzestress zu reduzieren und den Tragekomfort zu verbessern.

WL Gore hat undurchlässige und selektiv durchlässige Schutzstoffe einschließlich Chempak entwickelt. Ein Unternehmenssprecher erklärte: „Dies ist eine sehr leichte Oberbekleidung für den kurzfristigen Gebrauch. Selektiv durchlässige Schutzstoffe reduzieren die Schweißbildung, indem sie Wärme nach außen leiten, verhindern aber gleichzeitig das Eindringen von OM. Dies trägt zu einer leichten Abnahme der Körpertemperatur des Trägers des Anzugs bei. Chempak wird oft verwendet, um Unterwäsche herzustellen, über der gewöhnliche Kampfausrüstung getragen wird. Diese Unterwäsche kann länger getragen werden, ist weniger voluminös und dadurch bequemer.

Als mögliche Lösung wird auch die Nanotechnologie untersucht, die leichtere und atmungsaktivere Textilien zum Schutz vor OM ermöglicht. Mit Nanofasern beschichtete Gewebe haben gute Aussichten, da sie nach der Imprägnierung mit einem Absorptionsmittel undurchlässig für flüssige und aerosolhaltige Stoffe bleiben und gleichzeitig für eine Wärmeableitung sorgen und den Schweißprozess nicht stören. Es wird auch angenommen, dass diese Schutzuniform haltbarer ist und dem Träger besseren Komfort bietet.

Es sollte zugegeben werden, dass der Entwicklung von Anzügen mit den besten Schutzeigenschaften gegen OV zu Recht große Aufmerksamkeit gewidmet wird. Zahlreiche Feld- und Laborstudien bestätigen jedoch, dass das Tragen einer Gasmaske die größte Belastung für einen Soldaten darstellt. Dies gilt insbesondere bei hoher körperlicher Aktivität. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Stufen des Personenschutzes definiert, die oft die Abkürzung MOPP (Mission Oriented Protective Postures – das Verfahren zur Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung je nach Art der Aufgabe) tragen. Diese reichen von MOPP-Level 0, wenn nur normale Kampfausrüstung und Uniformen getragen werden, bis MOPP-Level 4, das das Tragen einer vollständigen Schutzausrüstung erfordert, von Schuhen und Handschuhen bis hin zu einer Haube und einer Gasmaske. Andere MOPP-Stufen definieren weniger Kit-Artikel, müssen jedoch mitgenommen werden und sind sofort einsatzbereit. Im Allgemeinen wird die Entscheidung über die Höhe des MORR von der Führung aufgrund der Einschätzung der wahrgenommenen Bedrohung durch den Einsatz von Waffen getroffen.

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Nachweis von toxischen Substanzen

Erschwerend für die Entscheidung, ein niedrigeres MOPP-Niveau (latentes Verlangen von Kommandanten) zu verwenden, ist die Tatsache, dass das Vorhandensein von OM für die menschlichen Sinne möglicherweise nicht offensichtlich ist, zumindest bevor es beginnt, sich negativ auf die Infizierten auszuwirken. Einige Wirkstoffe sind auch bewusst so konzipiert, dass sie dauerhaft wirken und ihre Wirksamkeit lange erhalten. Dadurch können Einheiten leicht in den infizierten Bereich eindringen, ohne es zu merken. Daher ist es sehr wichtig, das Vorhandensein von Substanzen und deren schnelle Detektion kontinuierlich zu überwachen. Diese Systeme müssen einfach, zuverlässig und genau sein, da Fehlalarme das Tragen von Schutzausrüstungen erfordern können, was die Effektivität des Personals verringert. Es werden stationäre und tragbare Detektoren benötigt, da sowohl die vorderen als auch die hinteren Einheiten potenzielle Ziele für Massenvernichtungswaffen werden können. Tatsächlich wird der Einsatz von OV gegen Gefechtsposten, Artilleriebatterien, Versorgungsstützpunkte und Flugplätze als sehr effektiv angesehen, um feindliche Aktionen zu stören, da diese Objekte leicht entdeckt und sehr verwundbar sind.

Die einfachste Technologie zum Nachweis organischer Stoffe ist Indikatorpapier. Es reicht von Basisstreifen, wie den von Soldaten getragenen M8- und M9-Streifen, bis zum M18AZ-Kit, der von taktischen chemischen Aufklärungseinheiten verwendet wird. Ein Verfahren namens visuelle Kolorimetrie basiert auf der Reaktion, die auftritt, wenn ein Stoff mit einer Substanz auf Papier in Kontakt kommt. Abhängig vom Vorhandensein eines bestimmten OM tritt eine bestimmte visuelle Farbänderung auf. RH-Teststreifen sind kostengünstig, einfach und besonders effektiv beim Arbeiten mit Flüssigkeiten und Aerosolen. Allerdings reagieren sie empfindlich auf hohe Luftfeuchtigkeit.

Für eine genauere Bestimmung werden manuelle Systeme verwendet. In den tragbaren stationären und mobilen Detektoren der AP4-Serie des französischen Unternehmens Proengin wird Flammenspektrometrie-Technologie zum Nachweis und zur Identifizierung von chemischen Kampfstoffen eingesetzt. Ein Unternehmenssprecher sagte, dass „sie im Feld trotz Regen oder hoher Luftfeuchtigkeit gute Leistungen erbringen, selbst wenn Fremdchemikalien vorhanden sind. Sie können nervenlähmende, blasenbildende und brechende Substanzen sowie viele giftige Industriechemikalien erkennen. Smiths Detection bietet sein HGVI-Gerät an, das gleichzeitig mehrere Sensoren mit unterschiedlichen Technologien betreiben kann: Ionenmobilitätsdetektor, Photoionisationskamera und Gammatomographie-Kamera. Ein kompakter 3,4 kg schwerer Block bestimmt nicht nur OM und giftige Industriestoffe, sondern auch Gammastrahlung.

Airsense Analytics hat ein System entwickelt, das eine "verbesserte" Erkennung von Chemikalien sowie toxischen Industriestoffen und anderen gefährlichen Verbindungen bietet. Sein GDA-P-Gerät ermöglicht Aufklärungsgruppen mit hoher Effizienz, nicht nur OM, sondern auch andere Gefahrstoffe zu bestimmen. Diese Fähigkeiten werden in einer Zeit immer wichtiger, in der paramilitärische und nichtmilitärische Strukturen, die keinen Zugang zu chemischen Waffen haben, alternative Lösungen nutzen können. Erwähnenswert ist ein weiteres System zum Nachweis organischer Stoffe und toxischer Industriesubstanzen. Dies ist der chemische Detektor der nächsten Generation von Owlstone, der für die US-Armee entwickelt wurde. Bei einem Gewicht von weniger als einem Kilogramm meldet es innerhalb von 10 Sekunden die Erkennung eines Erregers; ist in der manuellen Version und in der Version der Installation auf der Maschine verfügbar. Das Gerät kann so programmiert werden, dass es den Analytenbereich erweitert.

Größe und Gewicht sind einige der wichtigsten Eigenschaften von persönlichen OB-Detektoren, da sie die Kampfkraft eines Soldaten direkt beeinflussen. Der tragbare Joint Chemical Agent Detector (JCAD), der von BAE Systems angeboten wird, kann Fälle von chemischen Stoffen akkumulieren, melden und all dies für eine spätere detaillierte Analyse in seinem Speicher speichern. Der JCAD-Detektor verwendet die Oberflächenwellentechnologie, die die gleichzeitige Erkennung verschiedener OMs ermöglicht.

Eine der bevorzugten Verhaltensweisen nach einem OV-Angriff besteht darin, infizierte Bereiche zu vermeiden, indem sie schnell identifiziert werden. Der Schlüssel dazu ist die Echtzeit-Fernerkennung. Der Joint Chemical Stand-off Detector (JCSD) verwendet ultraviolette Lasertechnologie und wird an einem Stativ oder Fahrzeug montiert. Die positive Identifizierung von bis zu 20 giftigen Stoffen und 30 giftigen Industriestoffen erfolgt in weniger als zwei Minuten. Ein weiterer Langstrecken-OM-Detektor namens MCAD (Mobile Chemical Agent Detector) wurde von Northrop Grumman entwickelt. Dieses System sei vollständig passiv und könne mithilfe einer Bibliothek von Erkennungsalgorithmen gefährliche Stoffe in einer Entfernung von 5 km erkennen. Zur Ergänzung dieser Bibliothek können zusätzliche Substanzen programmiert werden. Das Gerät kann drahtlos überwacht und mit einem Kommunikationsnetzwerk verbunden werden. MCAD hat sich sowohl onshore als auch offshore als sehr effektiv erwiesen.

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Compact Atmospheric Sounding Interference (CATSI) ist ein weiteres Fernerkundungssystem, das von Defense Research and Development Canada entwickelt und in der kanadischen Armee eingesetzt wird. Mit dem eingebauten Fourier-Spektrometer ist das Gerät in der Lage, Chemikalien in einer Entfernung von bis zu 5 km automatisch zu erkennen und zu identifizieren. Das auf einem Stativ, Schiff oder Auto montierte RAPIDPIus-Gerät von Bruker Daltonik verwendet kreisförmige Abtastung mit passiven Infrarotsensoren und Fourier-Transformationsspektroskopie, um organisches Material und Industriechemikalien zu erkennen.

Der auf einem Stativ montierte Second Sight MS Gas Detector von Bertin Instruments verwendet eine ungekühlte multispektrale Infrarotkamera, die gefährliche Substanzen, einschließlich Mischwolken, in einer Entfernung von 5 km erkennen kann. Das Gerät scannt alle drei Minuten 360 Grad mit einem wählbaren Sichtfeld von 12, 30 oder 60 Grad. Das Gerät liefert eine positive Bestimmung der untersuchten Substanzen in weniger als 10 Sekunden.

Die Aufmerksamkeit, die heute der Früherkennung aus der Ferne gewidmet wird, spiegelt den wachsenden Trend wider, dass die beste Reaktion auf den Einsatz von Agenten die schnellste und genaueste Identifizierung und Lokalisierung der kontaminierten Zone ist. Damit entfallen kampfwirksame Schutzmaßnahmen, die für mobile Einsatzkräfte akzeptabel, für stationäre Einheiten und Tätigkeiten aber überhaupt nicht geeignet sind. Auch die einfachste Reaktion in Form von Unterschlupf in Zelten und Unterkünften bei rechtzeitiger Warnung kann das Ausmaß der OM-Exposition begrenzen. Infolgedessen haben mehrere Unternehmen die Produktion von Soft Shelters aus gewebten Materialien aufgenommen, die nicht nur OM-resistent sind, sondern auch als Dekontaminationspunkte verwendet werden können. Das britische Unternehmen Warwick Mills verwendet ein patentiertes Gewebe, das mit einer chemisch-biologischen Imprägnierung imprägniert ist. Außerdem entwickeln sie ein selbstdeaktivierendes Laminat, das Chemikalien zuverlässig abbaut. UTS Systems bietet Zeltunterstände, die nicht nur gegen die Einwirkung organischer Stoffe resistent sind, sondern auch mit Luftschleusen und Filtereinheiten für chemische Kampfstoffe ausgestattet sind.

Die Wirksamkeit von Angriffen auf militärische Ziele unter Einsatz von Waffen bemisst sich eher an Schock und Verwirrung in den Reihen der Angegriffenen als an menschlichen Verlusten. Die Notwendigkeit, Schutzausrüstungen zu tragen und zusätzliche Wachen bei der Durchführung selbst der routinemäßigsten Aufgaben aufzustellen, führt zu einer starken Verringerung der Effizienz: Die Feuerrate der Artillerie kann reduziert werden, Flugzeugeinsätze können länger dauern, der Betrieb und die Wartung der Ausrüstung werden mehr wenn möglich kompliziert und personelle und materielle Ressourcen werden für die Desinfektionsarbeiten umgeleitet.

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