NIR – tarua vai totta?

Mikä on NIR? NIR tarkoittaa suomeksi lähi-infrapunasäteilyä. Tämän artikkelin tarkoituksena on antaa peruskäsitys lähi-infrapunasäteilyn vaikutuksesta sotilasvaatteiden ja -varusteiden valmistukseen, käyttöön ja huoltoon. Emme ole sähkömagneettiseen säteilyyn liittyvien tieteenalojen ammattilaisia, mutta ymmärrämme käytännöllisellä tasolla miten nämä asiat vaikuttavat työhömme ja loppukäyttäjän tarpeisiin.

Tämä artikkeli ei ole uraauurtava tieteellinen tutkimus vaan maanläheinen vastaus joukkoon kysymyksiä, joihin ei muuten välttämättä ole helppo löytää vastauksia. Olemme erotelleet käytännölliset jutut rakettitieteestä sekä faktat väärinkäsityksistä ja pistäneet kaiken yhteen selkolukuiseen pakettiin.

Tekstissä käytetään lyhenteitä ja termejä:

Sähkömagneettisen säteilyn näkyvä osa eli ihmissilmällä havaittava valo esiintyy aallonpituusalueella 380-750 nm. Punainen on tämän spektrin yläpäässä. Infra kuitenkin tarkoittaa jotakin, joka on "alla" tai "ali", koska nimeämisessä viitataankin taajuteen, joka on kääntäen verrannollinen aallonpituuteen, heh! Vastaavasti spektrin toisessa päässä olevan violetin "tuolla puolen" on ultravioletti, jonka aallonpituus on pienempi mutta taajuus korkeampi.

• IR: infrared eli kaikki infrapunasäteily, yleisesti käytetty mutta varsin laaja ja epätarkka käsite.
• NIR: near-infrared eli lähi-infrapunasäteily. Ihmissilmälle näkymätöntä "valoa".
• LWIR: long-wavelength infrared eli lämpösäteily. Näkymätöntä, mutta tuntuvaa lämpöä.

Näiden lisäksi on muitakin luokitteluja infrapunalle, mutta ei mennä niihin tällä kertaa.

NIR ja LWIR ja miksi nämä ovat tyystin eri asioita

Tässä asiayhteydessä NIR tarkoittaa sitä ihmissilmälle näkymätöntä valoa, joka nähdään valonvahvistimen avulla. LWIR puolestaan meinaa lämpösäteilyä, joka nähdään lämpötähystimen avulla. Nämä kaksi ovat täysin eri asioita, eikä niitä tule sekoittaa keskenään. Valonvahvistin ei näe LWIR-lämpöjälkeä, eikä lämpötähystin NIR-valoa. On olemassa laitteita, joihin molemmat tähystimet on yhdistetty ja joissa kuva näytetään yhdistelmänä molemmista, mutta kyseessä on silti kaksi täysin eri ilmiötä.

Valonvahvistimen (NIR) kuva on käytännössä mustavalkoinen (tai mustavihreä) versio näkyvästä maailmasta. Lämpötähystimen (LWIR) kuva taas paljastaa poikkeamia lämpötilassa (lämmin asia vs. viileämpi ympäristö). Kumpikaan ei ole täydellinen; molemmissa on vahvuutensa ja heikkoutensa. Lämpötähystykseltä suojautuminen on oma taiteenlajinsa, eikä sitä tässä sen enempää käsitellä.

Mitä ja miten pimeässä nähdään?

NIR-valo on paljaalle ihmissilmälle näkymätöntä valoa; se kulkee lähes poikkeuksetta rinnakkain kaikkien luonnollisten ja keinotekoisten valonlähteiden kanssa (aurinko, sähköiset valaisimet jne.). Periaatteessa missä on vähänkin näkyvää valoa, siellä on myös NIR-valoa. Valonvahvistimen kanssa voidaan myös käyttää NIR-valaisinta – nämä tosin paljastavat käyttäjänsä vastatähystykselle, koska valaisimen NIR-valo, infrapunalaserosoittimet ja vastaavat näkyvät tietysti myös vastapuolen valonvahvistimen kautta katseltuna.

Valonvahvistin havaitsee eri vahvuiset NIR-heijastukset

Valonvahvistin "näkee" näkyvän valon lisäksi ihmissilmälle näkymättömän NIR-valon ja esittää havaintonsa ihmissilmälle näkyvässä muodossa näytölle piirrettynä kuvana. Hämärässä valonvahvistimen tuottama kuva koostuu sekä näkyvästä valosta että NIR-valosta. Pilkkopimeässä tilassa keinotekoista NIR-valaisua käytettäessä valonvahvistimen näyttämä kuva koostuu pelkästään NIR-valosta – ilman erillistä NIR-valaisua pilkkopimeässä tilassa ei valonvahvistimella näe mitään. Mitä enemmän valonvahvistimen näyttämästä kuvasta perustuu NIR-valoon, sitä enemmän se saattaa erota siitä mitä paljas silmä näkee.

Valonvahvistimen näkemä NIR-maailma on monokromaattinen, eli yksivärinen, "mustavalkoinen" (uusien innovaatioiden myötä poikkeuksiakin on). Valonvahvistin havaitsee vain sen kuinka vahvasti tai heikosti ympäristön eri pinnat heijastavat NIR-valoa. Heijastamattomat alueet näytetään valonvahvistimen näyttöpäätteessä erittäin tummina ja vahvasti heijastavat alueet erittäin kirkkaina.

Eri materiaalit ja pinnat kuten puunrungot, kivet, lehdet ja lumi heijastavat NIR-valoa eri tavoin, jotkut enemmän, jotkut vähemmän. Rakennetussa ympäristössä keinotekoiset materiaalit ja muut äärimmäisyydet sekoittavat pakkaa entisestään.

Keskellä seisova hahmo on pukeutunut sarka-asuun, jonka vahvikkeet, helman taskut ja huppu ovat M05 metsämaastokuvioitua kangasta. Etualalla oleva laavukangas on brittiläinen Basha DPM-kuviolla. Taustalla oleva laavukangas on DD Tarp 3x3 oliivinvihreänä ja sen alla on musta haulikko Berghausin Crusader -rinkan päällä.

Naamioituminen valonvahvistimen tähystykseltä

Yleinen ja tyystin väärä mielikuva on se, että varusteet "eivät saa heijastaa NIR-valoa". Ei, asia ei ole näin yksinkertainen. Piiloutuakseen valonvahvistimen tähystykseltä, tulee varusteiden heijastaa NIR-valoa juuri oikealla tavalla, samalla voimakkuudella kuin ympäristö johon yritetään maastoutua. Käytännössä maastokuvion tulee näyttää valonvahvistimessa mustavalkoiselta versiolta siitä miltä se näyttää paljaan silmän tähystyksessä, silloin se on "NIR-yhteensopiva".

Mitään varsinaista "NIR-suojaa" ei ole olemassakaan. Ei ole mitään maagista ainetta jolla valmis vaate tai varuste käsitellään ja *plim* se ei näykään valonvahvistimessa (tai lämpötähystimessä, kuten joskus kuulee väitettävän…). Suoja valonvahvistimen tähystykseltä saavutetaan käyttämällä esim. maastokuvion painatuksessa tarkasti kehitettyjä väriaineita jotka heijastavat NIR-valoa täsmälleen halutulla voimakkuudella.

Eri materiaalit vaativat yksilöllisten väriaineiden kehittämistä. Mikä toimii yhdessä materiaalissa, ei välttämättä toimi toisessa – ja siihen päälle vielä eri sekoitemateriaalien yhteensopivuushaasteet. Esim. nelivärisen NIR-yhteensopivan maastokuvion painaminen puuvilla/polyamidisekoitekankaaseen voi olla suurenkin työn ja tuskan takana.

Suomen Puolustusvoimat on asettanut maastopukujen ja varusteiden väreille tarkat vaatimukset näiden NIR-heijastusarvoista. Näitä sitten testaillaan laboratorioissa erinäisillä aparaateilla, joilla varmistetaan materiaalien toimivan kuten pitää. Varmistaaksemme meidän sotilaskäyttöön tehtyjen Särmä TST vaatteiden ja varusteiden NIR-yhteensopivuuden käytämme luotettavien toimittajien Puolustusvoimien vaatimusten mukaan valmistettuja materiaaleja ja tarvikkeita. "Silmämääräinen" laadunvalvonta tehdään itse valonvahvistimilla, silloin nähdään tuote siinä "valossa", jolla oikeasti on väliä.

NIR-yhteensopivat Partiohaalari ja CP15-reppu näyttävät valonvahvistimen läpi katsottuna tältä. Toki henkilö on näkyvissä, mutta ei NIR-yhteensopivuuden puutteen vuoksi. Naamioitumiseen ja tähystykseltä suojautumiseen liittyy muutakin kuin NIR-asiat.

Varo NIR-vaaraa

Sotilasvarusteissa materiaalien NIR-ominaisuudet ovat elintärkeitä, yhtä tärkeäitä kuin naamioituminen paljaan silmän tähystykseltä. Siviilivarusteissa tällä ei ole mitään väliä, lisäksi väriaineiden kehittäminen halutun NIR-heijastuksen saavuttamiseksi on kallista touhua. Mm. tämän vuoksi siviilimateriaalit ovat halvempia kuin sotilaskäyttöön tarkoitetut vastaavat.

Näin ollen on siis ymmärrettävää, että "halpisvalmistajien" sotilastyylisissä varusteissa ja muissa siviilituotteissa käytetään materiaaleja joiden NIR-ominaisuuksille ole annettu mitään takeita. Nämä varusteet saattavat sitten erottua vitivalkoisena tai sysimustana valovahvistimen tähystyksessä. Maastokuviot voivat sulautua vaaleaksi mössöksi. Usein kankaiden ja varustenauhojen välillä on kovia kontrasteja; siviilikäyttöön tehty PALS-kujastolla peitetty reppu saattaa valonvahvistimessa näyttää vitivalkoiselta säkiltä, jossa on pikimustia raitoja.

Pienetkin varusteet ja yksityiskohdat voivat olla vaaraksi. Jopa pikkujuttu kuten väärän tarranauhan käyttö takin hihassa voi toimia "NIR-heijastimena", joka liikkeessä heiluessaan näkyy kauas. Väärässä paikassa väärään aikaan tämä voi koitua kuolemaksi.

Kuvassa laidoilla NIR-yhteensopivat vihreä ja lumikuvioinen CP15-reppu. Taustana likainen hanki. Välissä musta rynnäkköreppu, jonka kangas ei toistu samana kuin hihnojen väri.

Taustalla Särmä TST Taistelureppu (PV:n speksien mukaan NIR-yhteensopiva), päällä Tasmanian Tiger Tac Pouch 4, valokuva otettu PVS-14 valonvahvistimen läpi laitteen omaa NIR-valaisinta käyttäen. Kuten näkyy on kontrasti aikamoinen. Varsinkin liikkeessä tämmöinen pienikin "NIR-heijastin" voi paljastaa käyttäjänsä pitkältäkin etäisyydeltä tähystettynä.

NIR-yhteensopivan materiaalin huolto

Vähintään yhtä tärkeää kuin se, että sotilasvaatteet ja -varusteet ovat NIR-yhteensopivia on se, että tämä efekti säilyy varusteen elinkaaren ajan. Tämä vaatii oikeaoppista huoltoa, siksi esim. Puolustusvoimat kieltää maastopukujensa kotipesun. Tämän kiellon ympärille on muodostunut vaikka minkälaisia legendoja. Monenlaisista huhuista ehkä vahvin väärinkäsitys on, että "NIR-suoja-aine" kuluu pois pesussa ja Puolustusvoimien huoltoketjussa tämä myyttinen "suoja-aine" lisätään vaatteisiin pesun jälkeen. Ei, ei näin. Syy Puolustusvoimien maastopukujen kotipesukieltoon on monissa pesu- ja huuhteluaineissa käytetyt optiset kirkasteet:

"Optinen kirkaste on loisteaine, joka saa tekstiilin tai paperin näyttämään valkoisemmalta kuin se todellisuudessa on. Tekstiileiden pesuaineissa käytettyjen loisteaineiden molekyylien elektronit pystyvät muuntamaan Auringon näkymättömän ultraviolettisäteilyn näkyväksi valkoiseksi valoksi, jolla on lyhyt aallonpituus. Tällöin alun perin valkoisen vaatteen käytössä kellastunut sävy peittyy. Myös värilliset vaatteet näyttävät kirkkaammilta. "

Lähde: Tieteen Kuvalehti - Kirkaste huijaa silmää

Optisen kirkasteen tarkoitus on saada vaatteen värit näyttämään kivalta. Valitettavasti tällä on sotilaskäytön kannalta todella haitallisia vaikutuksia, kun siirrytään valonvahvistimen tähystyksen alle. Optisilla kirkasteilla "pilattu" kangas saattaa heijastaa NIR-valoa tarkoitettua enemmän, jolloin esim. maastopuku ei enää tarjoa samanlaista suojaa valonvahvistimen tähystykseltä kuten on tarkoitettu. Ei kiva.

Kuinka sotilasvaatteet pitäisi pestä?

Tähän ei ollut olemassa valmista varmaa tietoa tai vastauksia, joten otettiin selvää hyvin yksinkertaisella kokeella. Kokeessa pesimme Puolustusvoimien NIR-vaatimukset täyttävän kankaan paloja eri pesuaineissa, huuhtelimme, annoimme kuivua ja tarkistimme lopputuloksen PVS-14 valonvahvistimella laitteen omaa NIR-valaisinta käyttäen.

Tämän kokeen tarkoitus oli ainoastaan tutkia minkälaisia vaikutuksia eri pesuaineilla on kankaaseen kerta-altistuksen jälkeen. Emme pyrkineet simuloimaan satojen pesukertojen aiheuttamaa painovärien kulumaa. No, kokeen tulokset ovat hieman epäselvät, sillä emme saaneet aikaiseksi erityistä vahinkoa kankaan NIR-ominaisuuksiin. Ehkä se olisi vaatinut useita pesukertoja ja runsasta pesuaineilla lotraamista.

Havaintomme

• Bio Luvil Color teollisuusjauhe: Ei vaikutusta
• Rainbow Black pesuneste: Ei vaikutusta
• Mäntysuopa: Ei vaikutusta
• Sonett hienopesuneste: Ei vaikutusta
• Hey Sport Micro Wash pesuneste: Ei vaikutusta

Lienee kuitenkin syytä jatkaa NIR-kelpoisten varusteiden pesemistä asiaan kuuluvalla varovaisuudella ja riskittömimpiä pesuaineita käyttäen.

Muutama hyvä nyrkkisääntö

• Mitä enemmän "color-sitä-sun-tätä" pesuaine on, sen huonompi
• Valkaisevat ja valkopyykkiaineet ovat yleensä tosi pahasta
• Mitä naturellimpaa pesuaine on, sen varmempi valinta
• Allergiatunnuksella merkittyjen pesuaineiden ei pitäisi sisältää optisia kirkasteita

Lisätietoa allergiaystävällisistä pesuaineista löydät Allergia-, Iho- ja Astmaliitto ry:n sivulta Pyykinpesuaineet.

Ja mikä tärkeintä

Jos et ymmärtänyt, mistä tässä artikkelissa on kyse, niin ei hätää – asia tuskin koskee sinua ja voit nukkua yösi jatkossakin rauhassa.