Един от експертите от система за наблюдение на ядрени опити обяснява как екипът му се опитва да помогне в търсенето на ARA San Juan.
Хидроакустичният инженер Марио Замполи [CTBTO]
На 15 ноември аржентинският флот загуби връзка с ARA [военноморския флот на Аржентинската република] Сан Хуан, малка подводница с дизелов двигател, която участваше в учения край източния бряг на Патагония.
Около седмица по-късно, на 23 ноември, базираната във Виена Организация на Договора за всеобхватна забрана на ядрените опити (CTBTO) обяви, че нейната Международна система за наблюдение (мрежа от сензори, предназначени да откриват ядрени експлозии навсякъде на планетата) е заснела звук близо до последното известно местоположение на кораба, което е съвместимо с това на експлозия Екипажът на подводницата е съставен от 44 члена.
Системата CTBTO има многобройни научни приложения и не за първи път се използва след потенциална катастрофа. През 2000 г. например изследователите проследяват в своите данни възможни признаци на изгубена руска подводница „Курск“, а през 2014 г. те използват системата, за да се опитат да определят местоназначението на полета MH370 на малайзийските авиокомпании. Природата разговаря с Марио Замполи, хидроакустичен инженер на CTBTO, за последното търсене.
Как работи Международната система за наблюдение?
Системата има 289 станции по целия свят и, когато бъде завършена, ще има 337. Използваме четири различни техники: сеизмична, атмосферна инфразвук и хидроакустика, плюс радионуклидни станции, които откриват следи от радиоактивни изотопи от възможни експлозии. Цялата информация се изпраща до международния център за данни във Виена, а също и до нашите анализатори, за да проверят дали има събития от интерес във връзка с откриването на ядрени експлозии. Тези системи записват данни 24 часа в денонощието, седем дни в седмицата. Сигналите се съхраняват и използват за различни научни приложения и за смекчаване на бедствия.
Как можете да помогнете да намерите ARA San Juan?
Шест от нашите подводни станции са оборудвани с хидрофони. Две станции вдигнаха сигнал: едната на остров Възнесение, малко на юг от екватора в Атлантическия океан, а другата на островите Крозе в Южния Индийски океан, по средата между Африка и Антарктида. Тези две станции видяха един и същ сигнал. В допълнение, тъй като всяка станция има три сензора, въз основа на закъснението между моментите, когато сигналът е достигнал всеки от тях, може да се оцени ориентация и да се изчисли посоката, от която е дошъл сигналът. Ако се изчислят геодезичните, започващи от тези точки, двете линии ще се пресичат на място, съвсем близо до точката, където подводницата последно е сигнализирала за съществуването си.
Този тип анализ, прави ли се в реално време?
За откриване на ядрени експлозии CTBTO има „тръбопровод“ за обработка в реално време. Тръбопроводите за обработка в реално време са оптимизирани за откриване на ядрени експлозии. Какъвто и тип да е построен детектор, трябва да се намери баланс между вероятността за откриване на нещо и вероятността за подаване на фалшиви аларми. Ако вашата система е толкова чувствителна, че открива всичко, имате 100% шанс да подадете фалшиви аларми. Щяхме да бъдем напълно затрупани от събития. Търсенето на други знаци става работа под ръка. Трябва да напишем ad hoc парчета компютърно програмиране, да сравним сигналите и да ги подложим на обсъждане.
И какво показват вашите данни?
Открихме местоположението, откъдето произхожда звукът. Смята се, че това се е случило три часа и 21 минути след последния контакт между подводницата и базата. Направихме подробен анализ на звука и сме сигурни, че това не е естествено явление. Това беше импулсивен сигнал: кратък и отчетлив. Това, че е било открито с добро съотношение сигнал/шум както при Възнесението, така и при Крозет, на разстояния между 6000 и 8000 километра от източника, означава, че трябва да е било доста силно. Някои аспекти на сигнала са в съответствие с това, което се е виждало при други експлозии. Но наистина е трудно да се каже, че е взрив.
Можете ли да кажете какво го е причинило? Например, може ли експлозивите, носени на борда, да избухнат случайно?
Много е трудно да се отгатне. Има подводна конструкция, има устойчив на налягане стоманен съд. Може да е нещо, което се е случило вътре или отвън. Може да са много неща. Не знаем динамиката. Важното е, че това не е било естествено явление. Не се опитваме да разберем какво се е случило. [Н. на IyC: на 28 ноември беше оповестено публично, че последното съобщение, издадено от подводницата, на 15 ноември, гласеше следното: «Влизането на морска вода през вентилационната система в резервоара за акумулатор № 3 предизвика късо съединение и началото на батерия бар балкон огън. Носовите батерии не работят. В момента в потапяне задвижване с разделена верига. Ще ви информирам без новини за персонала »]. Това, което се опитваме да направим, е да предоставим информация на властите, отговарящи за търсенето, която ще им помогне да определят по-добре зоната на търсене. Мястото, откъдето е възникнал сигналът, може много да промени интензивността (например, ако е било близо или вътре в подводницата); детайлите на всички тези аспекти могат да променят нивото на звука. Нека не казваме, че не знаем колко дълбоко е отишло.
Защо има разлики в зависимост от дълбочината на водата?
Има оптимална дълбочина, до която звукът преминава. Нарича се "SOFAR канал", или канал за фиксиране и измерване на разстоянието на звука. Той действа като вълновод, в който разпространението на звука е по-ефективно. Тъй като различните слоеве на океана имат различни температури и соленост, скоростта на звука също се променя.
Така че звуковите вълни се отразяват в SOFAR канала на границите между различни слоеве, като в оптично влакно?
Да. По времето на Втората световна война беше открито, че на определена дълбочина звукът може да се приема на по-голямо разстояние. Пилотите от военновъздушните сили носеха заряд, който трябваше да детонира на тази дълбочина. Ако бъдат повалени, те могат да скочат изхвърлени; ако са успели да го направят, без да умрат, те също са изпуснали товара. То ще потъне и експлодира, а след това позицията му може да бъде триангулирана за спасяване. Нашите хидрофони са разположени по оста на канала SOFAR.
Вашите данни, използват ли се за други приложения?
Данните от хидроакустичната мрежа могат да се използват за характеризиране на земетресение. Центровете за предупреждение за цунами използват данните, за да научат подробности за динамиката на подводно земетресение.
Ние също така откриваме подводни вулканични изригвания и можем да помогнем да разберем къде падат. Подобно на другите сигнали в мрежата за наблюдение, данните са достъпни за използване от научната общност. Сред областите на интерес е изследването на морски бозайници. Чуваме ги на стотици мили. Наличието на постоянна система, която записва тези данни, позволява на биолозите да събират статистика за броя на китовете, които живеят в даден район, и за техните миграции.
До каква степен вашите данни могат да ограничат търсенето на Сан Хуан?
Допустимата грешка в нашето местоположение все още се оценява подробно, но най-вероятно източникът е в близост до последното известно местоположение на подводницата. С данните само от два сензора можем да определим елипса, широка може би от сто до двеста километра. Имахме някои контакти с групите, които отговарят за търсенето. Изглежда им е интересно. Но ние не сме получили никаква обратна връзка от вас.
Давиде Кастелвеки/Новини за природата
Статията е преведена и адаптирана от Research and Science с разрешение от Nature Research Group.