DARPA: Σχέδια για εντοπισμό υποβρυχίων μέσω της θαλάσσιας πανίδας

DARPA: Σχέδια για εντοπισμό υποβρυχίων μέσω της θαλάσσιας πανίδας

www.darpa.mil

Σε ένα πελώριο, «ζωντανό» δίκτυο εντοπισμού υποβρυχίων φιλοδοξεί να μετατρέψει τη θαλάσσια πανίδα η DARPA του αμερικανικού Πενταγώνου. Στόχος του (εξαιρετικά) φιλόδοξου προγράμματος PALS (Persistent Aquatic Living Sensors) είναι η DARPA (ο κλάδος έρευνας και ανάπτυξης του Πενταγώνου) να μάθει τις συμπεριφορές πλασμάτων του βυθού, από ψάρια μέχρι φυτοπλαγκτόν, έτσι ώστε να μπορούν να αξιοποιηθούν για τον εντοπισμό επανδρωμένων και μη υποβρυχίων που θα περνούν από τις περιοχές τους. Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, κάτι τέτοιο θα «εκτόξευε» τις δυνατότητες εντοπισμού υποβρυχίων του αμερικανικού πολεμικού ναυτικού.

Δύο είναι οι «παραδοσιακές» μέθοδοι εντοπισμού υποβρυχίων στη θάλασσα: Το ενεργητικό και το παθητικό σόναρ. Το πρώτο εκπέμπει παλμούς ήχου στο νερό, οι οποίοι, όταν χτυπήσουν κάπου, επιστρέφουν στον αποστολέα τους, επιτρέποντας τον εντοπισμό της θέσης του υποβρυχίου – ωστόσο έχει το μειονέκτημα πως υποδεικνύει και την παρουσία και θέση του σκάφους που το χρησιμοποιεί. Το παθητικό σόναρ έχει να κάνει με τον εντοπισμό εκπομπών σόναρ ή άλλων ήχων από εχθρικά σκάφη. Αν και είναι ασφαλές για το σκάφος που το χρησιμοποιεί, είναι σαφώς δυσκολότερος ο εντοπισμός άλλων υποβρυχίων, εάν είναι πραγματικά αθόρυβα.

Η DARPA, όπως αναφέρει το Popular Mechanics, αναζητεί έναν τρίτο τρόπο: Το πρόγραμμα PALS επιδιώκει τη χρήση διαφόρων ειδών ψαριών, γαρίδων κ.α. ως ζωντανού δικτύου υποθαλάσσιων αισθητήρων. Για παράδειγμα, ένα είδος ροφού (Epinephelus itajara) παράγει ισχυρούς ήχους-«γαβγίσματα». Εάν ένα διερχόμενο υποβρύχιο κάνει τα ψάρια αυτά να αρχίσουν να παράγουν τέτοιους ήχους, αυτό θα μπορούσε να γίνει αντιληπτό από έναν υποθαλάσσιο φυλάκιο ακρόασης, όσο αθόρυβο κι αν είναι ένα υποβρύχιο.

Η DARPA περιγράφει το PALS ως ένα τετραετές πρόγραμμα θεμελιώδους έρευνας «που απαιτεί συμβολή στους τομείς της βιολογίας, της χημείας, της φυσικής, του machine learning, των αναλυτικών στοιχείων, της ωκεανογραφίας, της μηχανολογικής και ηλεκτρολογικής μηχανικής και του εντοπισμού αδύναμων σημάτων».

Επί της παρούσης, χρηματοδοτούνται πέντε ομάδες για τους σκοπούς του προγράμματος. Μία ομάδα, της οποίας ηγείται η Raytheon, διερευνά τη χρήση ενός είδους γαρίδας ως πιθανού «αισθητήρα»: Ο λόγος είναι ότι το είδος αυτό κλείνει τις δαγκάνες του με πολύ μεγάλες ταχύτητες, προκαλώντας το φαινόμενο της σπηλαίωσης (cavitation), όπου δημιουργείται μια φυσαλίδα υψηλής πίεσης. Η κατάρρευση της φυσαλίδας παράγει έναν ήχο αρκετά δυνατό για να ζαλίζει πιθανά θηράματα. Επίσης, ο ήχος αυτός χρησιμοποιείται και για επικοινωνία με άλλες γαρίδες και μεγάλες αποικίες τους μπορεί πραγματικά να παράγουν πολύ έντονο θόρυβο.

Όπως είπε η ομάδα της Raytheon, υπό την Άλισον Λαφεριέρ, στο Popular Mechanics, αναπτύσσει ένα σύστημα εντοπισμού επανδρωμένων ή μη επανδρωμένων υποβρυχίων σε παράκτια ύδατα, που θα «αξιοποιεί τους ήχους που παράγονται από οργανισμούς που συναντώνται υπό φυσικές συνθήκες στο περιβάλλον. Το σύστημα αυτό θα χρησιμοποιεί τους δυνατούς ήχους που παράγονται από τις γαρίδες ως πηγές ευκαιρίας σε ένα πολυστατικό σύστημα σόναρ, εντοπίζοντας τις αντανακλάσεις αυτών των ήχων πάνω στο υποβρύχιο. Για τη βελτίωση των επιδόσεων, το σύστημα θα ακούει επίσης και το υποθαλάσσιο ηχητικό περιβάλλον (όλους τους ήχους που παράγονται από όλα τα ζώα στο περιβάλλον), χρησιμοποιώντας αλγορίθμους machine learning για τον εντοπισμό αλλαγών σε αυτούς που προκαλούνται από τη διέλευση ενός υποβρύχιου σκάφους».