Kakšno smešno vprašanje? "Kako stopiti v stik s podmornico"
Vzemite satelitski telefon in pokličite. Komercialni satelitski komunikacijski sistemi, kot sta INMARSAT ali Iridium, vam omogočajo, da pokličete Antarktiko, ne da bi zapustili pisarno v Moskvi. Edina pomanjkljivost so visoki stroški klica, vendar imata obrambno ministrstvo in Roscosmos zagotovo notranje "korporativne programe" z znatnimi popusti …
Dejansko se lahko v času interneta, Glonassa in brezžičnih sistemov za prenos podatkov problem komunikacije s podmornicami zdi nesmiselna in ne preveč duhovita šala - kakšne težave bi lahko nastale 120 let po izumu radia?
Toda tu je samo en problem - čoln se za razliko od letal in površinskih ladij premika v globinah oceana in se sploh ne odziva na klicne znake običajnih radijskih postaj HF, VHF, DV - slana morska voda je odličen elektrolit, zanesljivo utiša vse signale.
No … če je potrebno, lahko čoln izplune na globino periskopa, razširi radijsko anteno in izvede komunikacijo z obalo. Je težava rešena?
Žal, ni vse tako preprosto - sodobne ladje na jedrski pogon lahko potopimo več mesecev, le občasno se dvignemo na površje, da izvedemo načrtovano komunikacijsko sejo. Glavni pomen vprašanja je v zanesljivem prenosu informacij z obale na podmornico: ali je res treba počakati dan ali več na oddajo pomembnega naročila - do naslednje komunikacijske seje na sporedu?
Z drugimi besedami, ob začetku jedrske vojne obstaja nevarnost, da bodo raketne podmornice neuporabne - medtem ko na površini bijejo bitke, bodo čolni še naprej tiho izpisali "osmice" v globinah oceanov, ne da bi se zavedali tragičnih dogodkov mesto "zgoraj". Kaj pa naš povračilni jedrski napad? Zakaj potrebujemo pomorske jedrske sile, če jih ni mogoče pravočasno uporabiti?
Kako pridete v stik s podmornico, ki se skriva na morskem dnu?
Prva metoda je precej logična in preprosta, hkrati jo je v praksi zelo težko uresničiti, območje delovanja takšnega sistema pa pušča veliko želenega. Govorimo o podvodni komunikaciji - akustični valovi se za razliko od elektromagnetnih v morskem okolju širijo veliko bolje kot v zraku - hitrost zvoka na globini 100 metrov je 1468 m / s!
Ostaja le, da na dno namestimo močne hidrofone ali eksplozivne naboje - serija eksplozij v določenem intervalu bo podmornicam nedvoumno pokazala, da morajo na površje in po radiu sprejeti pomembno šifro. Metoda je primerna za operacije v obalnem pasu, vendar ne bo mogoče "kričati" Tihega oceana, sicer bo potrebna moč eksplozij presegla vse razumne meje, nastali val cunamija pa bo iz Moskve spral vse v New York.
Seveda je mogoče po dnu položiti na stotine in tisoče kilometrov kablov - do hidrofonov, nameščenih na območjih, kjer bodo najverjetneje najdeni strateški nosilci raket in večnamenske jedrske podmornice … Toda ali obstaja druga, bolj zanesljiva in učinkovita rešitev?
Der Goliath. Strah pred višino
Naravnih zakonov ni mogoče obiti, vendar obstajajo izjeme pri vsakem od pravil. Morska površina ni prozorna za dolge, srednje, kratke in ultrakratke valove. Hkrati se ultra dolgi valovi, ki se odbijajo od ionosfere, zlahka razširijo po obzorju tisoče kilometrov in lahko prodrejo v globine oceanov.
Najden je bil izhod - komunikacijski sistem na super dolgih valovih. In netrivilen problem komunikacije s podmornicami je rešen!
Toda zakaj vsi radijski amaterji in radijski strokovnjaki sedijo s tako mračnim izrazom na obrazu?
Odvisnost globine prodiranja radijskih valov od njihove frekvence
VLF (zelo nizka frekvenca) - zelo nizke frekvence
ELF (izjemno nizka frekvenca) - izjemno nizke frekvence
Ultra dolgi valovi - radijski valovi z valovno dolžino več kot 10 kilometrov. V tem primeru nas zanima zelo nizkofrekvenčno območje (VLF) v območju od 3 do 30 kHz, t.i. "Valovi miriametra". Tega območja niti ne poskušajte iskati na radijskih postajah - za delo z zelo dolgimi valovi potrebujete antene neverjetnih dimenzij, dolge več kilometrov - nobena od civilnih radijskih postaj ne deluje v območju "valov miriametra".
Pošastne dimenzije anten so glavna ovira pri ustvarjanju radijskih postaj VLF.
In vendar so bile raziskave na tem področju izvedene v prvi polovici XX stoletja - njihov rezultat je bil neverjeten Der Goliath ("Goliath"). Še en predstavnik nemške "wunderwaffe"-prve svetovne radijske postaje s super dolgimi valovi, ustvarjene v interesu Kriegsmarine. Signale iz "Golijata" so podmornice samozavestno sprejele na območju Rta dobrega upanja, medtem ko bi radijski valovi, ki jih oddaja super-oddajnik, lahko prodrli v vodo do globine 30 metrov.
Dimenzije vozila v primerjavi s podporo "Goliath"
Pogled na "Golijata" je neverjeten: oddajna antena VLF je sestavljena iz treh dežniških delov, nameščenih okoli treh osrednjih stebrov, visokih 210 metrov, vogali antene so pritrjeni na petnajst rešetkastih jarbolov z višino 170 metrov. Vsak antenski list je sestavljen iz šestih pravilnih trikotnikov s stranico 400 m in je sistem jeklenih kablov v premični aluminijasti lupini. Antenska mreža je napeta s 7 tonskimi protiutežmi.
Največja moč oddajnika je 1,8 megavata. Delovno območje 15 - 60 kHz, valovna dolžina 5000 - 20 000 m. Hitrost prenosa podatkov - do 300 bit / s.
Namestitev veličastne radijske postaje v predmestju Kalbe je bila zaključena spomladi 1943. Dve leti je "Goliath" služil v interesu Kriegsmarine in usklajeval dejanja "čoporov volkov" v prostranem Atlantiku, dokler aprila 1945 "objekta" niso zavzele ameriške čete. Čez nekaj časa je območje prišlo pod nadzor sovjetske uprave - postajo so takoj razstavili in odpeljali v ZSSR.
Šestdeset let so se Nemci spraševali, kje so Rusi skrili Golijata. So ti barbari na nohte postavili mojstrovino nemške oblikovalske misli?
Skrivnost je bila razkrita na začetku XXI stoletja - nemški časopisi so izšli z glasnimi naslovi: »Senzacija! Golijat je bil najden! Postaja še vedno deluje!"
Visoki jarboli "Golijata" so se dvignili v okrožju Kstovsky v regiji Nižnji Novgorod, v bližini vasi Druzhny - tu se oddaja trofejni super -oddajnik. Odločitev o obnovi "Golijata" je bila sprejeta že leta 1949, prvo predvajanje je bilo 27. decembra 1952. In zdaj že več kot 60 let legendarni "Golijat" varuje našo domovino in zagotavlja komunikacijo s podmornicami mornarice, ki gredo pod vodo, hkrati pa je oddajnik natančne časovne službe "Beta".
Navdušeni nad zmogljivostmi "Golijata", se sovjetski strokovnjaki niso ustavili in razvili nemške ideje. Leta 1964, 7 kilometrov od mesta Vileika (Republika Belorusija), je bila zgrajena nova, še bolj veličastna radijska postaja, bolj znana kot 43. komunikacijsko središče mornarice.
Danes je radijska postaja VLF v bližini Vilejke skupaj s kozmodromom Baikonur, pomorsko bazo v Sevastopolju, bazami na Kavkazu in v Srednji Aziji, med delujočimi tujimi vojaškimi objekti Ruske federacije. Približno 300 častnikov in častnikov ruske mornarice služi v komunikacijskem centru Vileika, ne štejemo civilnih državljanov Belorusije. Pravno objekt nima statusa vojaške baze, ozemlje radijske postaje pa je bilo do leta 2020 v brezplačno uporabo preneseno v Rusijo.
Glavna atrakcija 43. komunikacijskega centra ruske mornarice je seveda radijski oddajnik VLF Antey (RJH69), ustvarjen po podobi in podobnosti nemškega Golijata. Nova postaja je veliko večja in popolnejša od ujete nemške opreme: višina osrednjih nosilcev se je povečala na 305 m, višina stranskih rešetknih jarbolov je dosegla 270 metrov. Poleg oddajnih anten se na ozemlju 650 hektarjev nahajajo številne tehnične strukture, vključno z zelo zaščitenim podzemnim bunkerjem.
43. komunikacijski center ruske mornarice zagotavlja komunikacijo z jedrskimi podmornicami v pripravljenosti v vodah Atlantskega, Indijskega in Severnega Pacifika. Poleg svojih glavnih nalog se lahko velikanski antenski kompleks uporablja v interesu letalskih sil, raketnih sil strateških sil, vesoljskih sil Ruske federacije, Antey pa se uporablja tudi za elektronsko izvidovanje in elektronsko vojskovanje ter je med oddajniki storitev Beta Precision Time.
Zmogljiva radijska oddajnika "Goliath" in "Antey" zagotavljata zanesljivo komunikacijo na zelo dolgih valovih na severni polobli in na velikem območju južne poloble. Kaj pa, če se območja bojnih patrulj podmornic premaknejo v južni Atlantik ali ekvatorialne širine Tihega oceana?
Za posebne primere ima pomorsko letalstvo posebno opremo: letalo repetitor Tu-142MR "Orel" (Natova klasifikacija Bear-J) je sestavni del rezervnega sistema vodenja pomorskih jedrskih sil.
Eagle, ki je nastal v poznih sedemdesetih letih na podlagi protipodmorniškega letala Tu-142 (ta pa je modifikacija strateškega bombnika T-95), se od svojega prednika razlikuje po odsotnosti iskalne opreme-namesto v prvem tovornem prostoru je kolut z vlečeno 8600-metrsko anteno radijskega oddajnika VLF "Fregat". Poleg postaje s super dolgimi valovi je na krovu Tu-142MR še kompleks komunikacijske opreme za delovanje v običajnih radijskih valovih (medtem ko je letalo sposobno opravljati funkcije močnega VF repetitorja tudi brez dviga v zrak).
Znano je, da je bilo od začetka 2000 -ih več vozil te vrste še vedno vključenih v 3. eskadriljo 568. garde. mešani letalski polk pacifiške flote.
Seveda uporaba letal repetitorjev ni nič drugega kot prisilni (rezervni) polovični ukrep-v primeru resničnega spora lahko Tu-142MR zlahka prestrežejo sovražnikova letala, poleg tega pa letalo kroži v določenem square razkriva podmorniški raketni nosilec in sovražniku jasno označi položaj podmornice.
Mornarji so potrebovali izjemno zanesljivo sredstvo za pravočasno sporočanje ukazov vojaško-političnega vodstva države poveljnikom jedrskih podmornic na bojnih patruljah v katerem koli kotičku Svetovnega oceana. Za razliko od ultra dolgih valov, ki prodrejo v vodni stolpec le za nekaj deset metrov, bi moral novi komunikacijski sistem zagotavljati zanesljiv sprejem sporočil v sili na globinah 100 metrov ali več.
Ja … pred signalisti se je pojavil zelo, zelo netrivilen tehnični problem.
ZEUS
… V začetku devetdesetih let so znanstveniki na univerzi Stanford (Kalifornija) izdali vrsto zanimivih izjav v zvezi z raziskavami na področju radijskega inženiringa in radijskega prenosa. Američani so bili priča nenavadnemu pojavu - znanstvena radijska oprema, ki se nahaja na vseh celinah Zemlje, redno, hkrati beleži čudne ponavljajoče se signale s frekvenco 82 Hz (ali v nam bolj znani obliki 0, 000 082 MHz). Navedena frekvenca se nanaša na območje izjemno nizkih frekvenc (ELF), v tem primeru je dolžina pošastnega vala 3658,5 km (četrtina premera Zemlje).
16-minutni prenos "ZEUSA", posnet 08.12.2000 ob 08:40 UTC
Hitrost prenosa za eno sejo je tri znake vsakih 5-15 minut. Signali prihajajo neposredno iz zemeljske skorje - raziskovalci imajo mističen občutek, da se planet sam pogovarja z njimi.
Mistika je veliko srednjeveških mračnjakov in napredni Jenkiji so takoj uganili, da imajo opravka z neverjetnim oddajnikom ELF, ki se nahaja nekje na drugi strani Zemlje. Kje? Jasno je, kje - v Rusiji. Zdi se, da so ti nori Rusi "kratki stik" po celem planetu, ki ga uporabljajo kot velikansko anteno za prenos šifriranih sporočil.
Skrivni objekt "ZEUS" se nahaja 18 kilometrov južno od vojaškega letališča Severomorsk-3 (polotok Kola). Na zemljevidu Google Zemljevidov sta jasno vidni dve jasi (diagonalno), ki se raztezata skozi gozdno tundro dva desetine kilometrov (številni internetni viri kažejo dolžino črt na 30 ali celo 60 km), poleg tega pa tudi tehnične stavbe, objekti, dostopne ceste in dodatna 10 -kilometrska jasa zahodno od dveh glavnih prog.
Rezila z "napajalniki" (ribiči bodo takoj uganili, o čem govorijo), včasih zamenjani za antene. Pravzaprav sta to dve velikanski "elektrodi", skozi katero se poganja električni razelektritev 30 MW. Antena je sam planet Zemlja.
Izbira tega mesta za namestitev sistema je razložena z nizko prevodnostjo lokalnih tal - z globino stičnih lukenj 2-3 kilometra električni impulzi prodrejo globoko v zemeljsko črevo in prodrejo skozi planet skozi in skozi. Utripe velikanskega generatorja ELF jasno beležijo celo znanstvene postaje na Antarktiki.
Predstavljeno vezje ni brez pomanjkljivosti - obsežnih dimenzij in izjemno nizkega izkoristka. Kljub ogromni moči oddajnika je izhodna moč le nekaj vatov. Poleg tega sprejem tako dolgih valov povzroča tudi velike tehnične težave.
Sprejem signalov iz "Zeusa" izvajajo podmornice, ki se premikajo na globini 200 metrov do vlečene antene, dolge približno en kilometer. Zaradi izjemno nizke hitrosti prenosa podatkov (en bajt na nekaj minut) se sistem ZEUS očitno uporablja za prenos najpreprostejših kodiranih sporočil, na primer: "Dvignite se na površje (spustite svetilnik) in poslušajte sporočilo prek satelitske komunikacije."
Zaradi poštenosti je treba omeniti, da je bila prvič takšna shema prvič zasnovana v ZDA v času hladne vojne - leta 1968 je bil predlagan projekt za tajni objekt mornarice pod kodnim imenom Sanguine ("optimističen") - Yankees je nameraval 40% gozdnega območja Wisconsina spremeniti v velikanskega oddajnika, sestavljenega iz 6000 milj podzemnih kablov in 100 zelo zaščitenih bunkerjev za namestitev pomožne opreme in generatorjev energije. Kot so si zamislili ustvarjalci, je sistem zdržal jedrsko eksplozijo in zagotovil samozavesten prenos signala raketnega napada na vse jedrske podmornice ameriške mornarice na katerem koli območju oceanov.
Ameriški oddajnik ELF (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
V letih 1977-1984 je bil projekt izveden v manj absurdni obliki v obliki sistema Seafarer, katerega antene so bile nameščene v jezeru Clam (Wisconsin) in v letalski bazi Sawyer (Michigan). Delovna frekvenca ameriške naprave ELF je 76 Hz (valovna dolžina 3947, 4 km). Moč oddajnika pomorščaka - 3 MW. Sistem je bil leta 2004 odstranjen iz bojne službe.
Trenutno je obetavna smer za rešitev problema komunikacije s podmornicami uporaba laserjev modro-zelenega spektra (0,42-0,53 mikrona), katerih sevanje z najmanj izgubami premaga vodno okolje in prodre do globine 300 metrov. Poleg očitnih težav pri natančnem pozicioniranju žarka je "kamen spotike" te sheme velika zahtevana moč oddajnika. Prva možnost predvideva uporabo satelitov repetitorjev z velikimi odsevnimi reflektorji. Možnost brez repetitorja zagotavlja močan vir energije v orbiti - za napajanje 10 W laserja je potrebna elektrarna z močjo dva reda velikosti več.
Na koncu je treba opozoriti, da je ruska mornarica ena od dveh flot na svetu, ki ima v celoti komplet pomorskih jedrskih sil. Poleg zadostnega števila nosilcev, raket in bojnih glav so pri nas resno raziskovali na področju ustvarjanja komunikacijskih sistemov s podmornicami, brez katerih bi pomorske strateške jedrske sile izgubile zlovešč pomen.
"Goliath" med drugo svetovno vojno
Boeing E-6 Letalstvo za nadzor in komunikacijo z živim srebrom, element rezervnega komunikacijskega sistema za jedrske podmornice z balističnimi raketami (SSBN) ameriške mornarice
