استتار ارتباطات نظامی با تبدیل سیگنال‌ها به آواز نهنگ!

  دانشمندان چینی در دریای جنوبی چین ارتباطات زیر آبی از راه دور ایجاد کرده‌اند که به زیردریایی‌ها امکان برقراری ارتباط از فاصله ۳۰ هزار کیلومتری بدون خطا و نویز را می‌دهد.

به گزارش ایسنا و به نقل از ساوث چاینا مورنینگ پست، محققان چینی در حال توسعه فناوری جدیدی برای برقراری ارتباط در زیر آب هستند. آن‌ها می‌گویند این نوآوری به زیردریایی‌ها و پهپادهای زیرآبی اجازه می‌دهد تا از فاصله بیش از ۳۰ هزار کیلومتر مربع، تقریبا مساحتی مشابه کشور بلژیک، به یکدیگر متصل شوند و به برقراری ارتباط با سلاح‌های هوشمند کمک کنند.

آن‌ها در حال توسعه فناوری جدیدی برای تبدیل سیگنال‌های صوتی به صدای نهنگ برای استتار ارتباطات نظامی هستند.

بر اساس مطالعه‌های انجام شده توسط این تیم در شمال غربی چین، یک دستگاه شنود سیگنال‌های صوتی را از فاصله ۱۰۵ کیلومتری در عمق ۲۰۰ متری در طول یک آزمایش میدانی در یک گذرگاه مهم برای زیردریایی‌ها دریافت کرد.

سرعت انتقال داده نزدیک به ۲۰۰ بیت در ثانیه(bps) بود که برابر با پهنای یک باند رادیویی با فرکانس بسیار پایین است که توسط یک فرماندهی نیروی دریایی به زیردریایی‌های هسته‌ای با استفاده از بزرگترین آنتن‌های زمینی جهان ارسال می‌شود.

به گفته محققان، به رغم وجود نویزهای زیاد در پس زمینه، پیام‌های رمزگذاری شده هیچ خطایی نداشتند. در فناوری‌های تجاری کنونی، برقراری ارتباطات صوتی با این سرعت و کیفیت معمولاً به فاصله کمتر از ۱۰ کیلومتر محدود می‌شود.

برای مثال، در آزمایشی که سال گذشته توسط محققان کره جنوبی با استفاده از هیدروفون بریتانیا انجام شد، نرخ انتقال ۱۲۸ بیت بر ثانیه در فاصله ۲۰ کیلومتری ثبت شد.

هیدروفون یا آب‌لرزه‌یاب(Hydrophone) وسیله‌ای برای دریافت موج‌های لرزه‌ای در آب است که بیشتر در اکتشافات لرزه‌ای دریایی به کار می‌رود.

صداهای با فرکانس پایین مانند آواز نهنگ‌ها می‌تواند صدها یا حتی هزاران کیلومتر را در اقیانوس طی کند، اما شناسایی این سیگنال‌ها و رمزگشایی اطلاعات معنی‌دار از آنها کار دشواری است.

امواج صوتی می‌توانند در جهت‌ها و سرعت‌های مختلفی پخش شوند. این امواج  که از طریق جریان‌ها حرکت می‌کنند ممکن است در راه به کوه‌های دریایی برخورد کنند. هرچه این فاصله بیشتر باشد، اعوجاج و ضعیف شدن سیگنال در هنگام رسیدن به گیرنده بیشتر می‌شود.

پروفسور لیو سونگزو (Liu Songzuo)، دانشمند ارشد این پروژه، از دانشگاه مهندسی هاربین، می‌گوید: نتایج آزمایش دریای جنوبی چین اثربخشی و عملکرد خوب این فناوری جدید را در افزایش بُرد و کارایی ارتباطات زیر آب اثبات کرده است.

لیو و همکارانش این آزمایش را در کف دریای منطقه‌ای به عمق ۳۸۰۰ متر بین جزایر دونگشا و جزایر پاراسل انجام دادند. برخی از کارشناسان نظامی گفتند که این منطقه گذرگاه مهمی برای زیردریایی‌ها در داخل و خارج از آب‌های نزدیک به چین بوده است.

بر اساس اطلاعاتی که در دسترس عموم قرار دارد، چین کشتی‌های بدون سرنشین سطحی و زیر آبی را برای گشت‌زنی و جمع‌آوری اطلاعات در منطقه مستقر کرده است.

طبق برنامه دولت چین، یک پایگاه دریایی برای اتصال و شارژ مجدد پهپادهای رباتیک طی چند سال آینده در دریای جنوبی چین راه اندازی خواهد شد.

محققان چینی همچنین در حال توسعه سلاح‌های هوشمندی هستند که می‌توانند در بستر دریا کاشته شوند و در طول جنگ فعال شوند، و پهپادهایی با راکتورهای هسته‌ای یک بار مصرف که می‌توانند مسافت‌های طولانی طی کنند.

به گفته محققان این برنامه، این ماشین‌های مبتنی بر هوش مصنوعی برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات، برنامه‌ریزی مسیرها یا هماهنگ کردن یک حمله، باید به طور دائم با یکدیگر در تماس باشند.

لیو در این مقاله گفت: فناوری‌های متعددی به طور گسترده در برقراری ارتباطات از راه دور در اعماق دریا مورد استفاده قرار گرفته‌اند و نتایج خوبی به دست آورده‌اند. با این حال، کارایی این فناوری‌ها پایین است و باند فرکانسی موجود برای ارتباطات صوتی زیر آب در مسافت‌های طولانی محدود است.

لیو گفت که آنها این آزمایش را در یک روز بادی انجام دادند. امواج، کشتی تحقیقاتی را تکان می‌داد در حالی که یک جریان قوی آب دریا، آرایه هیدروفون را از بهترین موقعیت برای دریافت داده دور می‌کرد. زیر آب، زمین ناهموار است و صخره‌ها و دره‌هایی دارد که می‌توانند امواج صوتی را جذب یا منحرف کنند. به گفته محققان چینی، در چنین محیط چالش برانگیزی، بیش از ۷۰ درصد از حسگرها قادر به دریافت داده نبودند.

قدرت سیگنال‌های دریافت شده توسط چند حسگر فقط چند دسی‌بل یا آرام‌تر از صدای نفس کشیدن بود و این سیگنال‌ها عمدتاً در برابر نویز شدید پس‌زمینه ناشی از فعالیت‌های طبیعی و انسانی در اقیانوس غرق شده بودند.

تیم لیو می‌گویند که پروتکل ارتباطی جدیدی برای غلبه بر این چالش‌ها ایجاد کرده‌اند.

این فناوری که در آن از ارتباطات تلفن همراه الهام گرفته شده است، می‌تواند سیگنال را در بخش‌های جداگانه اما مرتبط دسته‌بندی کند و آنها را به صورت امواج صوتی در همه جهات پخش کند.

گیرنده می‌تواند برخی از این امواج را که از جهات مختلف و در زمان‌های مختلف می‌آیند، دریافت کند.

یک الگوریتم به گیرنده کمک می‌کند تا هر یک از این امواج را شناسایی کند و پیام کامل را با استفاده از بیت‌های تصادفی جمع آوری شده، بازسازی کند.

مدل ریاضی مورد استفاده در این مطالعه با استفاده از داده‌های واقعی جمع آوری شده از دریای جنوبی چین، توسعه یافت تا عملکرد آن در این منطقه بهبود یابد.

در کنفرانسی در اوایل سال جاری، تیم لیو گفت که در حال توسعه فناوری جدیدی برای تبدیل سیگنال‌های صوتی به آواز نهنگ برای استتار ارتباطات نظامی هستند.

ارسال مقادیر زیادی داده مانند عکس و ویدیو همچنان یک چالشی باقی مانده است. محققان در سراسر جهان در حال رقابت برای توسعه دستگاه‌های ارتباطی لیزری برای انتقال پرسرعت در مسافت‌های کمتر از ۱۰۰ متر هستند.

برخی از محققان چینی می‌گویند که فناوری ارتباطی نسل بعدی یا اینترنت ۶G، سرعت و فاصله دستگاه‌های لیزری زیر آب را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.