Подводное радио? Однозначно!

Технологии /
В то время как РФ продолжает (периодически) наращивать численность своей спутниковой группировки в водах Мирового Океана, проблемами связи в этом самом океане озадачились граждане параноики-шизофреники-на-окладе из амерканского DARPA. Оные прозревают принципиально новый подход к созданию радиопередатчиков который может открыть ранее невозможные каналы связи для военных и не только.

Исходник статьи, которую я ниже перескажу, я узрел: Underwater Radio, Anyone? 12/16/2016
outreach@darpa.mil
Технологии: Безопасность: Подводное радио? Однозначно!
Понятная наверное картинка: радиосвязь через толщи морской воды и земли, и непосредственно между сотнями бойцов, находящихся в тысячах километров друг от друга.

Несмотря на то, что 95% населения (третьей от Солнца) планеты воспринимает беспроводную связь разновидностью уличной магии (при этом спокойно болтая по мобильнику и прыгая по каналам «умного» зомбоящика), оставшаяся, отягощённая многими знаниями и многими печалями, часть граждан знает, что это всего лишь прикладное применение накопленных человечеством знаний науки и техники. Каковые, наука и техника ещё и накладывают массу ограничений на всю эту уличную магию электромагнитные каналы обмена данных, сильно расстраивая этим обстоятельством военных всех стран мира Включая граждан стран Африки. Кроме зулусов. Этим радио без надобности. Голые и счастливые потому что.

Радиоволны встречают, в прямом и переносном смысле, стены на своём пути, сталкиваясь с такими плотными средами, как, например, вода, почва, камень, которые препятствуют распространению радиосигналов (из-за так называемого поверхностного эффекта электромагнитные волны распространяются преимущественно в поверхностных слоя сред: глубина проникновения электромагнитных волн связана с длиной волны экспоненциальной зависимостью и чем выше плотность среды, тем сильнее эффект). Именно поэтому аквалангисты вынуждены пользоваться языком жестов, а в тоннелях и пещерах встречаются «мертвые» зоны для распространения радиоволн. И именно поэтому подавляющее большинство блокбастеров на подводную тему я смотрю выключив мозг.

Отсюда проистекает одно из тех физических ограничений, что так печалят, например, военно-морских граждан: очень низкая частота электромагнитных волн, могущих свободно распространяться в толще воды. С тремя буквами «о» в слове «очень». Соответственно скорость передачи данных на сверхнизких частотах является прямым конкурентом скорости передачи сообщений почтовыми голубями. Опять же, исходя из частоты, понятно (потому как известно по крайней мере 5% населения включая Анатолия Васермана, с резервной копией Википедии в голове, что чем больше длина волны, тем более высокие антенны требуются для передатчиков на ней работающих). А длины волн очень низких и сверхнизких частот (ОНЧ и СНЧ соответственно, соизмеримые с длинами междугородних и международных трасс) просто чудовищны. Чудовищны настолько, что, например, американские антенны сверхдлинноволновых передатчиков для связи с подлодками (построенные в годы лютой американо-советской дружбы) имеют циклопические размеры и могут быть видны с орбиты скучающим космонавтам и лично Оптимусу Прайму: запитанный мегаватными мощностями гигантский передаточный комплекс занимает 2000 акров (более 8 кв. км.) площади, на которой расположены 26 башен каждая до 1000 футов (свыше 300 метров) высотой. И всё это ради того, чтоб передать на подлодки в океане тонюсенькую струйку данных. За часы. Зато в любую точку планеты.

В связи с вышеперечисленными ужасами, я как-то слабо представляю себе не то что боевого пловца, а даже отечественный стратегический ракетоносец (тот, который занесён в Книгу Рекордов Гиннеса) с персональным сверх длинноволновым передатчиком на борту. Ну, то есть, поставить-то можно, только утонет всё это великолепие не отходя от пирса и ещё километров десять антенны на берегу останется. Но граждане из недр DARPA в ходе очередного психоделического «трипа» похоже узрели решение проблемы, об чём честно и сообщили граду и миру в статье на своём центровом сайте устами одного из психонавтов руководителя программы микропроцессорных технологий Троя Олссона.
Оный делает ставку для своей недавно анонсированной антенны с механическим усилителем (с очень лирической аббревиатурой AMEBA — A Mechanically Based Antenna) на малоиспользуемые аспекты физики распространения электромагнитных волн, которые могли бы расширить возможности беспроводной связи и передачи данных под водой, под землёй и в других средах, где такие возможности, до сего дня по существу отсутствовали. Основой для этих новых потенциальных способностей являются электромагнитные волны крайне низкой частоты, в диапазоне между сотнями герц и 3 килогерцами (кГц), которые таки могут проникать на некоторое расстояние вглубь, в таких средах как вода, почва, горные породы, металл, и строительные материалы. В соседнем с крайне низкочастотным диапазоне, на частотах от 3 кГц до 30 кГц, открываются дополнительные возможности для связи, поскольку для волн этого диапазона слой атомосферы между поверхностью Земли и ионосферой (самой высокой и наиболее электрически заряженной частью верхних слоёв атмосферы — подсказывает Анатолий Вассерман), ведет себя как радиоволновод, в котором сигналы могут распространяться вокруг всей планеты.

«Если мы добьемся успеха, то аквалангисты смогут пользоваться крайне низкочастотным каналом, для низкоскоростной связи (например, текстовыми сообщениями) друг с другом или с ближайшими подводными лодками, кораблями, релейным буями, беспилотниками и наземными средствами. Общение через толщу грунта с людьми, находящимися в глубоких бункерах, шахтах, или пещерах может также стать возможным.»
сказал Олссон. А из-за помянутого эффекта атмосферного волновода, системы сверхнизкочастотной связи могут в конечном итоге позволить осуществлять текстовую и голосовую связь через континенты и океаны в режиме «солдат-солдат».

До сегодняшнего дня, правда, низкочастотные волны не подходили на роль универсального канала связи в том понимании, которое имеет в виду Олсон, из-за своей уже упомянутой выше фактической громоздкости и дороговизны реализации. Однако, с помощью программы AMEBA, Олссон планирует развивать направление совершенно новых типов ОНЧ и СНЧ передатчиков, которые будут достаточно малы по габаритам и массе, потребляя минимум энергии, для ношения отдельными бойцов, будь то на суше, в воде, или под землей. Вместо того, чтобы полагаться на электронные схемы и усилители мощности для создания осциллирующих электрических токов, которые, будучи подведёнными в антенну, инициируют радиосигналы, новые ОНЧ и СНЧ антенны, разрабатываемые в рамках программы AMEBA, будут генерировать сигналы от механических движущихся частей из материалов, несущих сильные электрические или магнитные поля.

Реализовано это может быть в виде стержневого постоянного магнита. Или цилиндрического электрета (диэлектрика, могущего длительно сохранять накопленный заряд после снятия внешнего поля), например, в виде из кварцевого стекла, в котором положительные и отрицательные электрические заряды постоянно разделены для создания электрического диполя. Перемещение такого диполя будет вызывать электромагнитные колебания СНЧ и ОНЧ частот. Чтобы открыть новые практические возможности в контексте обеспечения национальной безопасности, однако, потребуются более мощные магнитные и электрические поля в меньших объемах и с меньшими потребляемыми мощностями, чем когда-либо было достигнуто ранее для передатчиков СНЧ или ОНЧ. Это потребует инноваций в области химии и материаловедения (новые материалы для изготовления постоянных магнитов и электретов), дизайна и машиностроения (в обеспечение механического перемещения магнитов и электретов для генерирования радиочастотных сигналов). И миллионы килограммов денег.

«Мобильная низкочастотная связь была настолько трудной технологической проблемой, особенно для обеспечения дальней связи, что мы видели лишь незначительный прогресс на протяжении последних лет. С помощью AMEBA мы планируем изменить сложившуюся ситуацию. И если мы сможем стимулировать проведение столь необходимых нам исследований, то будем в состоянии дать нашим чрезвычайно ценным бойцам такие расширяемые под задачи каналы связи, каких ни у кого не было раньше.»
— поделился своими планами и маня-мечтами Олсен.
8 комментариев
jacobtey
По-моему, такая штука ржавеет где-то под Чернобылем.
PR1488
Нет. где-то под Чернобылем ржавеет станция загоризонтной РЛС. Чернобыль-2, Е.М.Н.И.П. имя сему Левиафану советской выделки. Впрочем, это может быть легендой. Параноики некоторые изволили дюже сомневаться в бложиках в официальном назначении того объекта.
jacobtey
Да-да, точно, Дуга.
manjarqo
Хаха, напоминает качественный Роспил по-американски
SpoliatoR
Может проще Тесла оживить?
manjarqo
Для Америки наверное дешевле будет, но кто мы такие чтобы считать чужие деньги?)))
SpoliatoR
Быстрая «реакция» на призыв нового президента экономить… дроны из бумаги, вместо проводов вода… что следущее?
PR1488
Быстрая «реакция» на призыв нового президента экономить… дроны из бумаги, вместо проводов вода… что следущее?
Как я уже предположил в соседней статье, следующими должны стать беспилотники из конопли. В рамках гуманитарной помощи страждущим на Ямайке.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.